CN113719819B - 人孔门密封盒及塔式超临界锅炉 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种人孔门密封盒及塔式超临界锅炉，该人孔门密封盒包括密封盒本体、多个护瓦和多个护角，各护瓦包覆于水冷壁中各水冷壁管的外侧，各护角连接于相邻两护瓦之间，且各护瓦位于与密封盒本体的边缘相对的位置上，各护角分别位于与密封盒本体的各顶角相对的位置上，密封盒本体的边缘分别与各护瓦以及水冷壁中各鳍片密封连接，密封盒本体的各顶角分别与对应的各护角密封连接。本发明解决了因人孔门密封盒的设置易导致密封盒与水冷壁连接位置局部所受应力集中而损坏水冷壁的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉领域，进一步的，涉及一种人孔门密封盒及塔式超临界锅炉，尤其涉及一种能够防止塔式超临界锅炉水冷壁失效的人孔门密封盒及塔式超临界锅炉。
背景技术
在大容量电站锅炉上通常设有检修用的人孔，这对运行检修和调试带来了方便，各孔按照要求布置在锅炉合适的部位，为防止烟气泄漏，确保锅炉密封，人孔外部都装有密封盒。人孔门密封盒装置是外部结构中不可缺少的部件，一般焊接在水冷壁(水冷壁由多根水冷壁管以及连接于相邻两水冷壁管之间的鳍片组成)的外表面，它的作用主要是防止炉内烟气泄漏，确保锅炉密封。
现阶段，常用的人孔门密封盒结构设计类型较为单一，没有太多变化，但这样的结构对于某些超临界塔式锅炉还是存在一些缺陷，由于人孔门密封盒四个边直接与水冷壁连接，当存在热膨胀差时人孔门密封盒四角处及上下两边的水冷壁管都会存在焊接缺陷和应力集中，最终导致水冷壁管子出现裂纹失效，影响锅炉安全运行。另外，人孔门密封盒普遍由钢板弯折而成，形状类似长方体，没有太多变化，与水冷壁变形方向不符，导致水冷壁受热膨胀时受到人孔门密封盒的约束作用，其连接部位也容易产生应力集中的情况。
针对相关技术中因人孔门密封盒的设置易导致密封盒与水冷壁连接位置局部所受应力集中而损坏水冷壁的问题，目前尚未给出有效的解决方案。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种人孔门密封盒及塔式超临界锅炉，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种人孔门密封盒及塔式超临界锅炉，有效解决了水冷壁管与人孔门密封盒四角处及上下边连接位置由于产生应力集中导致水冷壁管容易出现裂纹失效的技术问题，有效提高水冷壁的稳定性和锅炉运行的安全性。
本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
本发明提供了一种人孔门密封盒，其设置于水冷壁外侧的人孔处，所述人孔门密封盒包括密封盒本体、多个护瓦和多个护角，其中：
各所述护瓦包覆于所述水冷壁中各水冷壁管的外侧，各所述护角连接于相邻两所述护瓦之间，且各所述护瓦位于与所述密封盒本体的边缘相对的位置上，各所述护角分别位于与所述密封盒本体的各顶角相对的位置上，所述密封盒本体的边缘分别与各所述护瓦以及所述水冷壁中各鳍片密封连接，所述密封盒本体的各顶角分别与对应的各所述护角密封连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述护瓦为半环形结构，各所述护瓦包覆于与所述密封盒本体的上边缘和下边缘位置相对的各所述水冷壁管的外侧，且所述护瓦的边缘与所述鳍片连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述密封盒本体的左边缘和右边缘分别与对应位置上的所述鳍片密封连接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述护瓦的横截面的弧度与所述水冷壁管的横截面的弧度相同，且所述护瓦的内壁贴近所述水冷壁管的外壁。
在本发明的一较佳实施方式中，所述护瓦与所述鳍片的连接方式为焊接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述护角为弧形板状结构，所述护角与所述护瓦的连接方式为焊接。
在本发明的一较佳实施方式中，所述密封盒本体为两相对侧均开口的矩形筒状结构，所述密封盒本体的一开口侧的边缘与所述鳍片、各所述护瓦和各所述护角密封连接，所述密封盒本体的另一开口侧密封设置有盖板。
在本发明的一较佳实施方式中，所述密封盒本体的横截面积由靠近所述水冷壁至远离所述水冷壁方向逐渐缩小。
在本发明的一较佳实施方式中，所述护角的数量为四个，各所述护角分别位于所述密封盒本体的四个顶角处，且各所述护角分别与对应位置上的相邻两所述护瓦焊接。
本发明提供了一种塔式超临界锅炉，所述塔式超临界锅炉包括水冷壁和上述的人孔门密封盒，所述人孔门密封盒密封设置于所述水冷壁上的人孔处。
由上所述，本发明的人孔门密封盒及塔式超临界锅炉的特点及优点是：在人孔门密封盒的各边缘与水冷壁中各水冷壁管相连接的位置上分别设置有护瓦，各护瓦包覆于各水冷壁管的外侧，且在人孔门密封盒的各顶角位置分别设置有护角，各护角连接于相邻两护瓦之间，使得密封盒本体的边缘分别与各护瓦以及水冷壁中各鳍片密封连接，而密封盒本体的各顶角分别与对应的各护角密封连接，避免了人孔门密封盒与水冷壁管的直接连接，增大了水冷壁的受力面积，而且各护瓦以及各护角能够分散承受人孔门密封盒与各水冷壁管连接位置处所受到的应力，并将受承受的应力分散至鳍片上，从而避免在各水冷壁管上出现应力集中的现象，有效防止人孔门密封盒各顶角以及各边缘与水冷壁管连接的位置处可能出现的裂纹失效问题，保证设备的正常运行。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
其中：
图1：为本发明人孔门密封盒的立体图。
图2：为本发明人孔门密封盒的正视图。
图3：为本发明人孔门密封盒的俯视截面图。
图4：为图3中A位置的局部放大图。
本发明中的附图标号为：
1、密封盒本体； 2、护瓦；
3、护角； 4、盖板；
5、水冷壁； 501、鳍片；
502、水冷壁管。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施方式一
如图1至图4所示，本发明提供了一种人孔门密封盒，该人孔门密封盒密封设置于水冷壁5外侧的人孔处，该人孔门密封盒包括密封盒本体1、多个护瓦2和多个护角3，其中：各护瓦2包覆于水冷壁5中各水冷壁管502的外侧，护瓦2的两相对侧边缘分别与位于水冷壁管502两侧的鳍片501连接，且护瓦2不与水冷壁管502直接连接，各护瓦2位于与密封盒本体1的边缘相对的位置上；各护角3连接于相邻两护瓦2之间，且护角3也不与水冷壁管502直接连接，各护角3分别位于与密封盒本体1的各顶角相对的位置上，密封盒本体1的边缘分别与各护瓦2以及水冷壁5中各鳍片501密封连接，密封盒本体1的各顶角分别与对应的各护角3密封连接。
本发明在人孔门密封盒的各边缘与各水冷壁管502相连接的位置上分别设置有护瓦2，各护瓦2包覆于各水冷壁管502的外侧，且在人孔门密封盒的各顶角位置分别设置有护角3，各护角3连接于相邻两护瓦2之间，使得密封盒本体的边缘分别与各护瓦2以及水冷壁中各鳍片501密封连接，而密封盒本体的各顶角分别与对应的各护角3密封连接，避免了人孔门密封盒与水冷壁管502的直接连接，增大了水冷壁的受力面积，而且各护瓦2以及各护角3能够分散承受人孔门密封盒与各水冷壁管502连接位置处所受到的应力，且最终均将应力分散至鳍片501上，避免在各水冷壁管502上出现应力集中的现象，从而防止了人孔门密封盒各顶角以及各边缘与水冷壁管502连接的位置处可能出现的裂纹失效问题，保证设备的正常运行。
进一步的，护瓦2与鳍片501之间以及各护角3与其相连接的护瓦2之间的连接方式均可为但不限于焊接。
进一步的，密封盒本体1的边缘与各护瓦2以及水冷壁5中各鳍片501之间的连接方式可为但不限于焊接；密封盒本体1的各顶角分别与对应的各护角3之间的连接方式可为但不限于焊接。
具体的，如图1、图3、图4所示，护瓦2为半环形结构，各护瓦2包覆于与密封盒本体1的上边缘和下边缘位置相对的各水冷壁管502的外侧，且护瓦2的边缘与鳍片501连接。密封盒本体1的左边缘和右边缘分别与对应位置上的鳍片501密封连接。
在本发明的一个可选实施例中，如图4所示，护瓦2的横截面的弧度与水冷壁管502的横截面的弧度相同，且护瓦2的内壁贴近水冷壁管502的外壁，使得由密封盒本体1形变而产生的应力尽可能均匀地分散至各护瓦2上，提高设备的稳定性。
在本发明的一个可选实施例中，护角3为具有一定弧度的弧形板状结构，以使自身能够承受一定的形变要求，增大护角3的受力面积，增加护角3的应力分散能力和应力承受能力。
在本发明的一个可选实施例中，如图3、图4所示，密封盒本体1为两相对侧均开口的矩形筒状结构，护角3的数量为四个，各护角3分别位于密封盒本体1的四个顶角处，密封盒本体1的一开口侧的边缘与鳍片501、各护瓦2和各护角3密封连接，密封盒本体1的另一开口侧密封设置有盖板4。
进一步的，如图1至图3所示，密封盒本体1的横截面积由靠近水冷壁5至远离水冷壁5方向逐渐缩小(即：密封盒本体1的四个侧壁均由靠近水冷壁5至远离水冷壁5方向均向密封盒本体1的内侧方向倾斜)，使密封盒本体1的形状与水冷壁5发生膨胀时的形变趋势相同(即：二者由靠近水冷壁5至远离水冷壁5方向均呈减缩状)，从而分散水冷壁5的受力，减少水冷壁管502所受的轴向拉应力，分散水冷壁5膨胀所造成的热应力，进一步提高对水冷壁管502的防护效果，避免水冷壁管502裂纹失效。
针对出现在国内某660MW火电机组塔式锅炉上的，水冷壁管502在人孔门密封盒的顶角以及上下边缘位置容易存在焊接缺陷和应力集中而最终导致水冷壁管502出现裂纹失效的情况，运用本发明的人孔门密封盒，能够有效防止塔式超临界锅炉水冷壁失效的情况发生，不仅经仿真模拟实验表明能解决上述水冷壁管502出现的问题，而且实际运行结果也表明本人孔门密封盒极大的提高了设备的稳定性和锅炉运行的安全性。
本发明的人孔门密封盒的特点及优点是：
一、该人孔门密封盒通过设置多个护瓦2和多个护角3，增大了水冷壁的受力面积，而且避免了水冷壁管502的直接受力，各护瓦2以及各护角3能够分散承受人孔门密封盒与各水冷壁管502连接位置处所受到的应力，且最终均将应力分散至鳍片501上，避免在各水冷壁管502上出现应力集中的现象，防止了人孔门密封盒各顶角以及各边缘与水冷壁管502连接的位置处可能出现的裂纹失效问题，保证设备的正常运行。
二、该人孔门密封盒改变密封盒本体的形状，密封盒本体的形状能够与水冷壁5的纵向膨胀趋势相适配，使得密封盒本体能够分散一定的轴向应力，从而防止了人孔门密封盒各顶角和上下边缘与水冷壁管502连接位置处可能出现的裂纹失效问题，使设备能够安全运行。
三、该人孔门密封盒可以应用于多种锅炉人孔门系统中，应用范围广泛，安装方便，效果好，适于推广使用。
实施方式二
如图1至图3所示，本发明提供了一种塔式超临界锅炉，该塔式超临界锅炉包括水冷壁5和上述的人孔门密封盒，人孔门密封盒密封设置于水冷壁5上的人孔处。
本发明的塔式超临界锅炉的特点及优点是：
该塔式超临界锅炉能够有效解决水冷壁5上的水冷壁管502与人孔门密封盒各顶角及其上、下边缘的连接位置处由于产生应力集中而导致水冷壁管502容易出现裂纹失效的技术问题，有效提高水冷壁5的稳定性和塔式超临界锅炉运行的安全性。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (8)
1.一种人孔门密封盒，其设置于水冷壁外侧的人孔处，其特征在于，所述人孔门密封盒包括密封盒本体、多个护瓦和多个护角，其中：
各所述护瓦包覆于所述水冷壁中各水冷壁管的外侧，各所述护角连接于相邻两所述护瓦之间，且各所述护瓦位于与所述密封盒本体的边缘相对的位置上，各所述护角分别位于与所述密封盒本体的各顶角相对的位置上，所述密封盒本体的边缘分别与各所述护瓦以及所述水冷壁中各鳍片密封连接，所述密封盒本体的各顶角分别与对应的各所述护角密封连接；
所述密封盒本体为两相对侧均开口的矩形筒状结构，所述密封盒本体的一开口侧的边缘与所述鳍片、各所述护瓦和各所述护角密封连接，所述密封盒本体的另一开口侧密封设置有盖板；
所述密封盒本体的横截面积由靠近所述水冷壁至远离所述水冷壁方向逐渐缩小。
2.如权利要求1所述的人孔门密封盒，其特征在于，所述护瓦为半环形结构，各所述护瓦包覆于与所述密封盒本体的上边缘和下边缘位置相对的各所述水冷壁管的外侧，且所述护瓦的边缘与所述鳍片连接。
3.如权利要求2所述的人孔门密封盒，其特征在于，所述密封盒本体的左边缘和右边缘分别与对应位置上的所述鳍片密封连接。
4.如权利要求2所述的人孔门密封盒，其特征在于，所述护瓦的横截面的弧度与所述水冷壁管的横截面的弧度相同，且所述护瓦的内壁贴近所述水冷壁管的外壁。
5.如权利要求2所述的人孔门密封盒，其特征在于，所述护瓦与所述鳍片的连接方式为焊接。
6.如权利要求1所述的人孔门密封盒，其特征在于，所述护角为弧形板状结构，所述护角与所述护瓦的连接方式为焊接。
7.如权利要求1所述的人孔门密封盒，其特征在于，所述护角的数量为四个，各所述护角分别位于所述密封盒本体的四个顶角处，且各所述护角分别与对应位置上的相邻两所述护瓦焊接。
8.一种塔式超临界锅炉，其特征在于，所述塔式超临界锅炉包括水冷壁和权利要求1至7中任意一项所述的人孔门密封盒，所述人孔门密封盒密封设置于所述水冷壁上的人孔处。
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