CN1144015C - 蒸汽冷凝设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蒸汽冷凝设备(1)，它在离地面一定距离处有多个由底座(2)支承的成A形或尖屋顶形布置在鼓风机(4)上方设计为自支承式的管束(5)。管束(5)可传送流体地以其上端(9)连接在顶端的蒸汽分配管(10)上，以及以其下端(11)连接在冷凝液收集管(12)上。这些相对于通过蒸汽分配管(10)纵轴线(LA)延伸的垂直纵向中面彼此相对的管束(5)，通过它们在上部的管板(7)可有限回转地互相支承，而冷凝液收集管(12)装在下部管板(8)的下面与它们连接，并可平行于纵向中面相对移动地定位在底座(2)上。

Description

蒸汽冷凝设备

技术领域

本发明涉及一种蒸汽冷凝设备。

背景技术

在空气冷却式冷凝设备中作为优选的管束结构，不仅从工艺方面而且从成本方面看，实际上采用A型或尖屋顶型的结构方式。

在这种结构中，管束大多以约60°角装在形式上为钢机架的底座上部平台上。平台离地面的距离取决于具体要求的冷却空气吸入量。管束的上端可传送流体地连接在一公共的蒸汽分配管上。要冷凝的蒸汽经蒸汽分配管引入管束并在管束的一些通常外侧加肋的管内凝结，与此同时为了强化通风，在一定数量的管束下方，大体在平台的平面内安装鼓风机。在管束的下面，根据它们的供入物类型连接在冷凝液收集管或回流冷凝器管上。在鼓风机区域内的周围环境也称为通风区。

宽度往往约2.5米以及斜长多米的管束通常设计为非自支承式的。因此需要为每个管束配设支承框架。这样一种支承框架大多由两根斜杆组成，它们通过横梁互相之间并借助处于相对位置的支承框架增强。这些支承框架必须设计得稳固，使它们除了管束的重量外还能承受蒸汽分配管及冷凝液收集管至少部分重量以及风、雪或地震造成的力。此外通常还有来自处于蒸汽分配管下方规定用于装配和拆卸鼓风机(电动机，传动装置)的起重机轨道的力。

因为管束受不同的热应力，为了保证管束既能沿其纵向又能沿其横向自由热膨胀，由管束自重造成的最大静载必须通过附加的支架，在静力学不利的位置，亦即传入顶部或支承框架的大体下部三分之一内。

因此，由上面所说明的这些因素综合的结果，导致采用比较大的型材尺寸和有相应的大的重量。

发明内容

本发明从先有技术出发要达到的目的是，创造一种蒸汽冷凝设备，它能非常轻并能采取简单的措施装配。

为实现上述目的，本发明提供一种蒸汽冷凝设备，它在离地面一定距离处有多个由底座支承的成A形或尖屋顶形布置在鼓风机上方设计为自支承的管束，它们可传送流体地以其上端连接在顶端的蒸汽分配管上，以其下端连接在冷凝液收集管上，其中，相对于通过蒸汽分配管纵轴线延伸的垂直纵向中面彼此相对的管束，通过它们在上部的管板可有限回转地互相支承，以及冷凝液收集管装在下部管板的下面与它们连接，并可平行于纵向中面相对移动地定位在底座上。

本发明的关键在于，现在优选地具有矩形横截面的管束设计为自支承的，所以它们不仅按它们纯粹的形式用作热交换器，而且同时能利用来支承静载荷。管束的自支承功能表现在，它们不仅能自身支承，而且还能承受蒸汽分配管以及冷凝液收集管(回流冷凝器管)的重量和风、雪、地震造成的力及可能还有起重机轨道负荷。

此外，在重要意义的是，处于相对位置的管束通过其上部管板可有限回转地互相支承，以及冷凝液收集管装在下部管板的下面与它们连接，并可平行于设备纵向中面相对移动地定位在底座上。

基于管束的自支承设计可完全取消用于支承管束并因而昂贵的支承框架。由于工艺上的需要，只需在鼓风区端面设比较轻的隔板。内部计算表明，应由底座支承的总重量每单位鼓风区面积约可下降65％。

因为现在冷凝液收集管直接装在管束下面，所以在功率相同时设备的系统尺寸较小，其结果是使底座的尺寸和重量也减小。

此外采用冷凝液收集管与管束之间特殊的结构，蒸汽分配管并因而设备的总高度可以大量减少到一个较低的水平。因为往往对设备操作者的高度有限制，所以采用本发明正好在这方面可实现更大的变化范围。

由于较低的设备高度和较小的设备宽度，所以围绕着设备的风挡也可以设计得较低以及在顶端纵向区前的蒸汽分配管长度可以缩短。其结果是减小了上述构件的重量和风挡内衬的梯形板面积。

此外，因为结构高度较低，降低了整个设备的风和地震载荷。其结果是使整个设备的构件尺寸减小和钢结构的重量减少。

由于取消了用于管束的支承框架，所以不再影响冷却空气绕流管束。从而相应提高了设备的效率。

将冷凝液收集管直接装置在管束下面，避免了迄今仍必要的下部管板与分离的冷凝液收集管之间的连接装置。由此也导致相应地减轻重量以及减少制造时的焊接工作量。

此外，冷凝液收集管在下部管板的下面还承担了密封管束的任务，从而可以取消在管束下面迄今为避免冷却空气复回流所需的昂贵的密封板。

另一个有利的特征在于，管束与冷凝液收集管一起可在车间已预装配好。由此显著减少在管束下部管板区内昂贵的装配焊缝和结构方面的适配工作。

本发明另一个突出的优点是彼此处于相对位置的管束通过它们的上部管板可有限回转地相互支承。其结果是例如出自于工艺技术方面的原因可能要改变管束斜度时结构工作量比较小并能迅速和经济地实施。在属于先有技术的设备中必须改变整个屋顶式框架的几何结构，而按本发明为改变管束的斜度允许通过简单地调整冷凝液收集管的底座上的定位以及管速通过其上部管板彼此支承的方式。

管束上部管板的连接可通过角形夹板进行。这些角形夹板沿设备纵向相隔间距地设置。它们可以用螺钉与管板连接或与之焊接。管束斜度较大的改变只需要更换这些角形板。这些角形板仍然允许实施有限的大多由温度引起的回转运动。

此外，上部管板可通过将它们从上方和下方互相用螺钉夹紧的夹板连接。在这种情况下也只需要松开螺钉连接，就可以迅速、可靠和恰当地改变管束斜度。

上部管板还可通过铰接吊耳互相连接，那么在改变管束斜度时完全不必更换任何构件。这些铰接吊耳分别通过支承板与管板用螺钉连接或焊接。

最好，一种上部管板的连接在于，管板通过固定在它们下方互相连接并借助腹板加强的U形型材彼此相连。这些U形型材既可以与管板也可以相互之间用螺钉连接或焊接。它们经常用于固定起重机轨道的支承轨。

按本发明一种蒸汽分配管在上部管板上有利的连接方式，有圆形横截面的蒸汽分配管在下部圆周区设计为开口的。换句话说，蒸汽分配管的一个壁段被去除。在开口的圆周区旁焊上平行的定距片，定距片的另一端牢固地焊在上部管板上，具体而言焊在它们彼此背离的纵向边缘处。这种设计同样允许在管束倾斜时所有的构件都能实施回转运动。

按冷凝板收集管的一种优选的设计，冷凝液收集管有矩形横截面并通过管束的下部管板和由底板及侧板构成。根据互相并列的管束数量，这些冷凝液收集管可以没有困难地互相焊接。借助外侧的垂直肋片既保证了冷凝液收集管的支承能力，又保证了横截面形状的稳定性。不过这些也可以通过增加侧板的板厚达到。

取代矩形横截面，冷凝液收集管也可以有三角形横截面。在这种情况下，冷凝液收集管外侧同样通过垂直肋片加强。此横截面从管束起朝底座的方向变窄。

此外，冷凝液收集管也可有圆形横截面，则它们设计为在管束所在侧开口并通过设在开口的圆周区旁平行的纵向接片相对于下部管板定距。优选地所有的部分互相焊接。不仅冷凝液收集管，而且纵向接片，它们的外侧都通过肋片加强。

按冷凝液收集管在底座上可相对移动地定位的一种有利的实施形式，冷凝液收集管直接或通过支承脚在固定于底座上的滑轨上强迫导引。以此方式，管束可以不卡死地进行所有因温度引起的纵向和宽度方向的改变。

在这方面的一种有利的进一步发展规定，支承脚通过抛光的不锈角钢在区域性地设有聚四氟乙烯滑动层有矩形横截面的滑轨上强迫导引。不锈角钢直接布置在冷凝液收集管下面或支承脚的下端处。它们有垂直和水平的边，借此它们从设备垂直的纵向中面那里围扣住矩形的滑轨。聚四氟乙烯的滑动层可以逐点地设在与不锈角钢的边处于相对位置的表面上，但也可设想采用条状滑动层。

有利地，支承脚通过一种允许有限地相对移动的螺钉连接装置固定在滑轨上，其中螺钉连接装置起防止脱开的作用。螺钉还可用来将滑轨固定在底座上。

按冷凝液收集管另一种滑动支承装置，向上开口的U形滑轨可拆或不可拆地固定在底座上。在滑轨底部或内侧上同样区域性地设在聚四氟乙烯滑动层。然后在冷凝液收集管或支承脚下面可拆或不可拆地固定导臂，尤其不锈钢制的导臂。因为导臂嵌入滑轨内，所以在这里也保证管束在冷凝液收集管区域内无可指摘地支承。

还可设想冷凝液收集管在底座上滚动地支承。这种支承可以直接或通过支承脚进行。

按一种实施形式规定，冷凝液收集管通过设在支承脚上的滚轮可在底座上滚动。在这里恰当的是，为了承受横撑力，滚轮朝设备外侧方向可支承在挡板上。

最后，本发明的一种实施形式还规定，冷凝液收集管通过多滚珠轴承支承在底座上。这些多滚珠轴承可分别设在T形基轨横挡的周围。它们被U形滑轨的垂直边围扣住，U形滑轨则直接或间接地与冷凝液收集管连接。

按本发明有利的是，对于横截面圆形的冷凝液收集管，支承脚通过朝冷凝液收集管方向延伸的U形型材构成。此U形型材以其边贴靠在冷凝液收集管的圆周侧上。以此方式，根据管束的斜度可精确地调整冷凝液收集管相对于支承脚的位置。

附图说明

下面借助于附图表示的实施例进一步说明本发明。其中：

图1蒸汽冷凝设备局部剖切的示意透视图。

图2图1所示设备两个在顶端相互支承的管束局部剖切的放大图；

图3沿图1箭头III方向的设备局部端视放大图；

图4图3中局部IV放大图；

图5按图3所示设备的另一种实施形式；

图6图5中局部VI放大图；

图7按图3所示设备的第三种实施形式；

图8图7中局部VIII放大图；

图9按图3所示设备的第四种实施形式；

图10图9中局部X放大图；

图11图3中局部XI放大透视图；

图12图7中局部XII放大透视图；

图13图9中局部XIII放大透视图；以及

图14图5中局部XIV放大透视图。

具体实施方式

在图1中用标号1表示用于蒸汽冷凝的简化表示的设备。通常前后成排和平行并列地设多个这种设备1。

设备1包括一个由多个垂直和水平钢梁组成的底座2。底座2有一平台3，在其上部设一鼓风机4。

在鼓风机4上方设尖屋顶状构型的设计为自支承式的矩形横截面管束5。管束5由在图2、3、5、7和9中可详细看出的加肋管6和上部管板7及下部管板8组成。管束5可传送流体地以其上端9连接在顶端的蒸汽分配管10上，以及以其下端11连接在冷凝液收集管12上(图1)。

如共同观察图1至3和11可以得知，管束5通过其上部管板7借助多块角形板13互相连接在一起。角形板13的边14用螺钉连接装置15固定在上部管板7上。角形板13的尺寸应选择为，使它们能承受由风、雪和地震造成的力以及支承管束5，但与此同时设计得足够柔韧，以便允许在上部管板7的区域内实施由于管束5热膨胀引起的角向转动。

在上部管板7靠外的纵向边缘处焊接互相平行的定距片16(图1、3、5、7和9)，它们焊在有圆形横截面的蒸汽分配管10下方开口的圆周区17旁的外侧上。

在图1-3实施形式的管束5下部管板8上焊有横截面为矩形的冷凝液收集管12。因此，这些冷凝液收集管12以下部管板8、底板18以及侧板19为界。冷凝液收集管12侧板19在外侧通过垂直肋片20加强。

支承脚21焊在冷凝液收集管12的底板18上(图1-3)。这些支承脚21的组成部分包括垂直腹板22、外侧垂直肋片23、下部纵向条24、内部加强板25以及带垂直边27及水平边28的不锈角钢26(图2-4)。借助于可沿支承脚21全长连续的或只是区域性设置的支承脚21，冷凝液收集管12在矩形横截面的滑轨29上强迫导引，滑轨29固定在底座2上。在滑轨29面朝不锈角钢26的边27、28的侧面，区域性地设聚四氟乙烯滑动层30(图4)。此外，由图4还可看出，支承脚21通过螺钉连接装置31与滑轨29连接。虽然此螺钉连接装置31允许支承脚21相对于滑轨29作相对运动，但防止管束5从底座2脱开。滑轨29通过螺钉连接装置32固定在底座2上。

由图1还可看出，在蒸汽分配管10下面设一支承轨33，起重机可沿此支承轨移动，借助起重机例如可更换鼓风机4的电动机和传动装置。

按图5、6和14的设备1a的实施形式，与图1至4和11所示设备的区别在于上部管板7的连接、冷凝液收集管12a的横截面设计以及冷凝液收集管12a在底座2上的支承。

上部管板7的连接借助于在管板7下面用螺钉固定的梯形型材34进行(图14)，梯形型材34互相也用螺钉连接在一起。此型材34用腹板35加强。在型材34上可悬挂如图1所示的起重机轨33。

设在管束5下面的冷凝液收集管12a有圆形横截面(图5)。冷凝液收集管12a在管束所在侧开口。在开口的圆周区旁，在冷凝液收集管12a的外侧焊上平行的纵向接片37，它们的另一端焊在下部管板8上。无论纵向接片37还是冷凝液收集管12a，均通过外侧的肋片38、39加强。

此外还可看出，从冷凝液收集管12a的壁40到纵向接片37的过渡区内设有内部的横向加筋41。

在冷凝液收集管12a背对下部管板8的圆周区沿纵向通过槽钢的边43焊有槽钢42。槽钢42再用螺钉固定在由纵向板44-46、横向接片48和底板47组成的支承脚21a上。在支承脚21a下面借助螺钉50固定多个沿纵向分布地设置的导臂49。导臂49用不锈钢制造。它们嵌入向上开口的U形滑轨29a内。滑轨29a内侧，在底部51和边52上区域性地设聚四氟乙烯滑动层30。滑轨29a可以可拆或不可拆地装在底座2上。

取代如图5和14中所示的连接方式，设备1a的上部管板7也可以按图3和11所示连接。此外，冷凝液收集管12a可以如由图2至4可看出的那样在底座2上强迫导引。

在按图7、8和12的设备1b中，管束5的上部管板7通过将它们从上方和下方互相用螺钉夹紧的夹板53、54连接。此螺钉连接装置用55标示。

在下部管板8上焊有横截面三角形的冷凝液收集管12b，它们设有在外侧的垂直肋片56。在冷凝液收集管12b的下端设有可绕水平轴57旋转的滚轮58，它们可在底座2上滚动。

如图8中用点划线所画的轮廓所示，滚轮58可以靠在侧面的挡板59上，以防止管束5横向撑开。

按图7的设备1b的实施形式也可以有按图3和5所示的上部管板7的连接方式。此外，三角形的冷凝液收集管12b也可按图3和5的实施形式支承在底座2上。

按图9、10和13的设备1c同样采用横截面圆形的冷凝液收集管12a，它们通过纵向接片37相对于下部管板8定距，并在内侧用横向加筋41加强。不仅纵向接片37而且冷凝液收集管12a的外侧均通过肋片38、39加强。冷凝液收集管12a焊在槽钢42的边43上。槽钢再焊在U形型材60上，U形型材以其边61围绕着多滚珠轴承62，后者设在T形基轨64的横挡63上。基轨64可拆或不可拆地固定在底座2上。

按图9和13上部管板7通过铰接吊耳65、66互相连接。为此目的采用一双吊耳65，它借助支承板67用螺钉与其中一块管板7连接。单吊耳66嵌在双吊耳65之间，它同样借助支承板67与另一块管板7用螺钉连接。双吊耳65与单吊耳66通过回转销68互相连接。

对于图9、10和13的实施形式同样适用的是，它们可对应于图3至8的实施形式改变或组合成各式各样的设计可能性。

符号表

1  设备

                                  22 21的腹板

1a 设备                           23 垂直肋片

1b 设备                           24 纵向条

1c 设备                           25 加强板

2  1、1a、1b、1c的底座            26 不锈角钢

3  2的平台                        27 26的垂直边

4  在3上的鼓风机                  28 26的水平边

5  管束                           29 滑轨

6  5的加肋管                      29a 滑轨

7  5的上部管板                    30 29、29a 上的滑动层

8  5的下部管板                    31 螺钉连接装置

9  5的上端                        32 螺钉连接装置

10 蒸汽分配管                     33 支承轨

11 5的下端                        34 梯形型材

12 冷凝液收集管                   35 34 的腹板

12a 冷凝液收集管                  36 12a 开口的圆周区

12b 冷凝液收集管                  37 12a与8之间的纵向接片

13  角形夹板                      38 37的肋片

14  13的边                        39 12a的肋片

15  螺钉连接装置                  40 12a的壁

16  定距片                        41 横向加筋

17  10的圆周区                    42 槽钢(支承脚)

18  12的底板                      43 42的边

19  12的侧板                      44 纵向板

20  19上的垂直肋片                45 纵向板

21  支承脚                        46 纵向板

21a 支承脚                        47 底板

48 横向接片               60 U 形型材

49 导臂                   61 60的边

50 螺钉                   62 多滚珠轴承

51 29a的底                63 64的横挡

52 29a的边                64 基轨

53 上夹板                 65 双吊耳

54 下夹板                 66 单吊耳

55 螺钉连接装置           67 支承板

56 垂直肋片               68 转销

57 58的轴

58 滚轮                   LA 10的纵向轴线

59 挡板                   MLE 通过LA的垂

直纵向中面

Claims (16)

1.蒸汽冷凝设备，它在离地面一定距离处有多个由底座(2)支承的成A形或尖屋顶形布置在鼓风机(4)上方设计为自支承的管束(5)，它们可传送流体地以其上端(9)连接在顶端的蒸汽分配管(10)上，以其下端(11)连接在冷凝液收集管(12、12a、12b)上，其特征在于，相对于通过蒸汽分配管(10)的纵轴线(LA)延伸的垂直纵向中面(MLE)彼此相对的管束(5)，通过它们在上部的管板(7)可有限回转地互相支承，以及冷凝液收集管(12、12a、12b)装在下部管板(8)的下面与它们连接，并可平行于纵向中面(MLE)相对移动地定位在底座(2)上。

2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，上部管板(7)通过角形夹板(13)互相连接。

3.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，上部管板(7)通过将它们从上方和下方互相用螺钉夹紧的夹板(53、54)连接。

4.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，上部管板(7)通过铰接吊耳(65、66)互相连接。

5.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，上述管板(7)通过固定在它们下方互相连接并借助腹板(35)加强的U形型材(34)彼此相连。

6.按照权利要求1至5之一所述的设备，其特征在于，有圆形横截面的蒸汽分配管(10)在下部圆周区(17)设计为开口的，并通过在开口的圆周区(17)旁平行的定距片(16)固定在上部管板(7)上。

7.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，冷凝液收集管(12)有矩形横截面，外侧通过垂直肋片(20)加强。

8.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，冷凝液收集管(12b)有三角形横截面，外侧通过垂直肋片(56)加强。

9.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，冷凝液收集管(12a)有圆形横截面，它们设计为在管板所在侧开口并通过平行的纵向接片(37)相对于下部管板(8)定距，在这里不仅冷凝液收集管(12a)而且纵向接片(37)外侧都通过肋片(39、38)加强。

10.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，冷凝液收集管(12、12a、12b)直接或通过支承脚(21、21a、42)在固定于底座(2)上的滑轨(29、29a)上强迫导引。

11.按照权利要求10所述的设备，其特征在于，支承脚(21、21a)通过抛光的不锈角钢(26)在区域性地设在聚四氟乙烯滑动层(30)的横截面矩形的滑轨(29)上强迫导引。

12.按照权利要求11所述的设备，其特征在于，支承脚(21、21a)通过一种允许有限地相对移动的螺钉连接装置(31)固定在滑轨(29)上。

13.按照权利要求10所述的设备，其特征在于，支承脚(21、21a)通过导臂(49)在向上开口并区域性地设有聚四氟乙烯滑动层(30)的U形滑轨(29a)内强迫导引。

14.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，冷凝液收集管(12、12a、12b)直接或通过支承脚(21、21a、42)可滚动地支承在底座(2)上。

15.按照权利要求14所述的设备，其特征在于，冷凝液收集管(12、12a、12b)通过设在支承脚(21、21a、42)上的滚轮(58)可在底座(2)上滚动。

16.按照权利要求14所述的设备，其特征在于，冷凝液收集管(12、12a、12b)通过多滚珠轴承(62)支承在底座(2)上。

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