CN203412355U - 烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统及烟囱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统及烟囱。该系统包括：钢支承环，钢支承环箍在烟囱内筒水平段的外侧，对烟囱内筒水平段加以支撑和固定；非刚性支吊装置，用于对钢支承环加以支撑或悬吊；水平限位装置，用于约束钢支承环的水平移位。其中，非刚性支吊装置和水平限位装置的一端与钢支承环连接，另一端与烟囱外筒连接。本实用新型的非刚性支吊系统既能承载施加在烟囱内筒水平段的荷载，又能提供竖向变形能力以吸收烟囱内筒竖直段的竖向热变形。
Description
技术领域
本实用新型涉及火力发电领域，具体涉及火力发电厂中的烟囱。
背景技术
传统悬挂式烟囱内筒的水平段采用刚性支座，限制了内筒的竖直段变形，无法释放烟囱内筒的热位移，从而会在内筒产生相当大的热应力，甚至导致内筒屈曲破坏。具体地，烟囱内筒受到热烟气温度作用，会因热胀冷缩而变形，这种变形导致的竖向位移量沿内筒轴线从悬挂点向下积累，至底部水平段时达数十毫米甚至更多。
为消除竖直段竖向热变形引起的不利影响，只能在竖直段底部设置膨胀节以协调变形，但是膨胀节价格较高，使用寿命有限，将会增加烟囱的建设费用和使用维护费用，而且设置膨胀节对烟囱内部平台的布置有影响，不利于平台的优化设计。
对于烟囱水平段的支座，理想的状态是既能承载竖向荷载，又能允许竖向变位。一般的支座有刚性支座和滑动支座，刚性支座能够承载竖向荷载，但是无法提供竖向变位能力，滑动支座能够提供变位能力，但是无法承载竖向荷载，这显然是一对矛盾。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种烟囱内筒的非刚性支吊系统，其既能承载施加在烟囱内筒水平段的荷载，又能提供竖向变形能力以吸收烟囱内筒竖直段的竖向热变形。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统，所述烟囱设有烟囱内筒和烟囱外筒，所述外筒底部设有用于供烟囱内筒水平段穿过的洞口，其特征在于，所述非刚性支吊系统包括：
钢支承环，所述钢支承环箍在所述烟囱内筒水平段的外侧，对所述烟囱内筒水平段加以支撑和固定；
非刚性支吊装置，用于对所述钢支承环加以支撑或悬吊，使所述钢支承环能够承载施加在所述烟囱内筒水平段的竖向荷载，并提供竖向变形能力以吸收烟囱内筒竖直段的竖向热变形；
水平限位装置，用于约束所述钢支承环的水平移位；其中，
所述非刚性支吊装置和所述水平限位装置的一端与所述钢支承环连接，另一端与烟囱外筒连接。
优选地，所述烟囱内筒水平段与烟囱内筒竖直段直接固定连接。
优选地，所述非刚性支吊装置的一端固定于烟囱外筒的洞口顶壁上，另一端固定在所述钢支承环上；所述水平限位装置为设置在烟囱外筒的洞口底壁上的两个水平限位件。
优选地，所述非刚性支吊装置为弹簧，所述弹簧数量为两个并分布在烟囱内筒水平段的中心轴线的两侧，所述两个限位件分布在烟囱内筒水平段的中心轴线的两侧。
优选地，所述非刚性支吊装置的一端固定于烟囱外筒的洞口底壁上，另一端固定在所述钢支承环上；所述水平限位装置为设置在烟囱外筒的洞口侧壁上的两个水平限位件。
优选地，所述非刚性支吊装置为弹簧，所述弹簧数量为两个并分布在烟囱内筒水平段的中心轴线的两侧，所述两个限位件分布在烟囱内筒水平段的中心轴线的两侧且高度与烟囱内筒中心轴线高度相同。
优选地，所述非刚性支吊装置与水平限位装置由单个构件构成，所述构件具有非刚性支吊功能和水平限位功能。
优选地，所述构件由弹簧以及与弹簧成一体的水平限位件组成。
本实用新型还提供了一种用于火力发电厂中的烟囱，所述烟囱包括烟囱外筒和烟囱内筒，所述烟囱内筒包括烟囱内筒竖直段和烟囱内筒水平段，所述烟囱内筒水平段与烟囱内筒竖直段直接固定连接，且所述烟囱还包括上面所述的非刚性支吊系统。
本实用新型的烟囱内筒的非刚性支吊系统具有支承和变位能力，能支承烟囱水平段的荷载，同时释放对结构不利的热位移，达到既能提供竖向承载力，又能允许竖向变形的理想状态。本系统采用的非刚性支吊装置价格不高，远低于传统做法增加膨胀节的造价，经济效益显著，且几乎是免维护。本系统采用无焊接施工工艺，安装方便，同时避免现场施焊带来的消防安全隐患。
附图说明
图1示出根据本实用新型的第一实施例的烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统的结构示意图。
图2示出根据本实用新型的第二实施例的烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统的结构示意图。
图3示出根据本实用新型的第三实施例的烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
技术术语解释
烟囱内筒和烟囱外筒：火电厂烟囱一般采用套筒式烟囱，由内筒和外筒组成，烟囱外筒为支承结构，烟囱内筒一般采用钢材或高分子复合材料制作，是烟气排放的通道。烟囱外筒上设有供烟囱内筒的水平段穿过的洞口。
非刚性支吊系统：是具有一定变形能力的支吊装置所组成的系统，该系统既能支承烟囱内筒荷重，又具有一定的竖向变形能力，可以将不利的热位移加以释放，消除附加应力，从而避免内筒因热膨胀导致应力积聚而屈曲破坏。
本实用新型的烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统由钢支承环1、非刚性支吊装置2和水平限位装置3组成，其中，非刚性支吊装置2是本系统的核心装置，其使得烟囱内筒水平段在能够承载竖向荷载的同时，提供竖向变位（变形）能力以吸收烟囱内筒竖直段的竖向热变形，由此避免内筒因热膨胀导致应力积聚而屈曲破坏。
具体来说，钢支承环1箍在薄壁的烟囱内筒4外侧，对烟囱内筒4加以支撑和固定。该支承环1具有较大的刚度，一方面对烟囱内筒4起到加固作用，另一方面也为非刚性支吊装置2和水平限位装置3的连接提供可靠的连接节点。钢支承环1的数量及具体尺寸可根据烟囱内筒水平段的长度以及其所承受的力等因素来确定，其与烟囱内筒的连接可采用本领域普通技术人员已知的任何合适方式来连接，例如通过螺栓连接。
非刚性支吊装置2用于对钢支承环1加以支撑或悬吊，使钢支承环在竖向具有足够的承载力，能够承载烟囱内筒水平段的竖向荷载（主要为烟囱竖直段的重力）。该非刚性支吊装置2可以采用弹簧原理，也可以采用液压、摩擦等其他原理（具有承载能力和变形能力），其承载能力、变形能力设定均应根据内筒的热力学计算结果确定。具体来说，根据安装位置，非刚性支吊装置2可以为弹簧或者液压件。
水平限位装置3用于约束钢支承环1的水平移位，使本非刚性支吊系统具有抗风、抗震等能力，且该水平限位装置允许钢支承环1在竖向位移，同时约束其水平横向自由度。
非刚性支吊装置可以有多种型式，图1所示为悬吊式，即非刚性支吊装置21一端固定在烟囱外筒5的洞口51顶壁上，另一端固定在钢支承环1上。较佳地，非刚性支吊装置21为弹簧。弹簧一端固定于烟囱外筒的顶壁上，另一端连接至钢支承环1。较佳地，每个钢支承环1对应设置两个非刚性支吊装置21，其分布在烟囱内筒水平段（或烟道）的中心轴线41的两侧。相应地，水平限位装置为设置在烟囱外筒5的洞口51底壁上的两个水平限位件31，较佳地，水平限位件31布置在烟囱内筒水平段的中心轴线41（烟道中心轴线）两侧。水平限位件31的上表面形状为与烟囱内筒轮廓相一致的弧形。
另一实施例中，如图2所示，非刚性支吊装置为支座式，即非刚性支吊装置22设置于烟囱外筒洞口的底壁上，一端固定在外筒洞口底壁上，另一端固定于钢支承环1上。较佳地，每个钢支承环1对应设置两个非刚性支吊装置22，其分布在烟道中心轴线41的两侧。相应地，水平限位装置为安装于外筒洞口侧壁上的水平限位件32，其安装高度与烟囱内筒中心高度大致相同。
图3示出根据本实用新型的第三实施例的烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统的结构示意图。如图3所示，本实施例中，非刚性支吊装置与水平限位装置由单个构件6实现，即，该构件6集成了非刚性支吊功能和水平限位功能。具体地，该构件6可由弹簧以及与弹簧成一体的水平限位件组成。其具体结构可根据实际情形来设计。
当然，在实际工程中，非刚性支吊系统还可以根据具体情况采用其他型式，只要其允许烟囱内筒水平段竖向变位即可。
本实用新型的烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统协调了烟囱内筒水平段所承受的竖向荷载和竖向热变形，以非刚性的支吊装置代替传统的刚性支座，既能承载烟囱水平段的荷载，又能将竖向热变形加以释放。同时，水平限位装置约束了钢支承环的水平自由度，起到抗风、抗震的作用，钢支承环对内筒壁给以加固，同时为支吊装置和水平限位装置提供可靠的连接节点。由非刚性支吊装置、水平限位装置和钢支承环组成的系统起到支承荷载和协调变形的双重作用，完美解决水平段支座既要支撑，又要变位的矛盾。
本实用新型非刚性支吊系统具有诸多优点：
（1）本系统具有支承和变位能力，能支承烟囱水平段的荷载，同时释放对结构不利的热位移，达到既能提供竖向承载力，又能允许竖向变形的理想状态。
（2）本系统采用的非刚性支吊装置价格不高，远低于传统做法增加膨胀节的造价，经济效益显著。具体地，目前大部分膨胀节价格为30-50万/个，使用寿命一般为5年，而本实用新型的非刚性支吊系统成本仅为2-3万元，且使用寿命几乎与烟囱的使用寿命相同。
（3）本系统采用无焊接施工工艺，安装方便，同时避免现场施焊带来的消防安全隐患。
以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改。例如，非刚性支吊系统也可以不布置在外筒的洞口处，而是布置在其他位置，比如烟囱内部平台上。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种烟囱内筒水平段的非刚性支吊系统，所述烟囱设有烟囱内筒和烟囱外筒，所述外筒底部设有用于供烟囱内筒水平段穿过的洞口，其特征在于，所述非刚性支吊系统包括：
钢支承环，所述钢支承环箍在所述烟囱内筒水平段的外侧，对所述烟囱内筒水平段加以支撑和固定；
非刚性支吊装置，用于对所述钢支承环加以支撑或悬吊，使所述钢支承环能够承载施加在所述烟囱内筒水平段的竖向荷载，并提供竖向变形能力以吸收烟囱内筒竖直段的竖向热变形；以及
水平限位装置，用于约束所述钢支承环的水平移位；其中，
所述非刚性支吊装置和所述水平限位装置的一端与所述钢支承环连接，另一端与烟囱外筒连接。
2.如权利要求1所述的非刚性支吊系统，其特征在于，所述烟囱内筒水平段与烟囱内筒竖直段直接固定连接。
3.如权利要求1所述的非刚性支吊系统，其特征在于，所述非刚性支吊装置的一端固定于烟囱外筒的洞口顶壁上，另一端固定在所述钢支承环上；所述水平限位装置为设置在烟囱外筒的洞口底壁上的两个水平限位件。
4.如权利要求3所述的非刚性支吊系统，其特征在于，所述非刚性支吊装置为弹簧，所述弹簧数量为两个并分布在烟囱内筒水平段的中心轴线的两侧，所述两个限位件分布在烟囱内筒水平段的中心轴线的两侧。
5.如权利要求1所述的非刚性支吊系统，其特征在于，所述非刚性支吊装置的一端固定于烟囱外筒的洞口底壁上，另一端固定在所述钢支承环上；所述水平限位装置为设置在烟囱外筒的洞口侧壁上的两个水平限位件。
6.如权利要求5所述的非刚性支吊系统，其特征在于，所述非刚性支吊装置为弹簧，所述弹簧数量为两个并分布在烟囱内筒水平段的中心轴线的两侧，所述两个限位件分布在烟囱内筒水平段的中心轴线的两侧且高度与烟囱内筒中心轴线高度相同。
7.如权利要求1所述的非刚性支吊系统，其特征在于，所述非刚性支吊装置与水平限位装置由单个构件构成，所述构件具有非刚性支吊功能和水平限位功能。
8.如权利要求7所述的非刚性支吊系统，其特征在于，所述构件由弹簧以及与弹簧成一体的水平限位件组成。
9.一种烟囱，用于火力发电厂，所述烟囱包括烟囱外筒和烟囱内筒，所述烟囱内筒包括烟囱内筒竖直段和烟囱内筒水平段，其特征在于，所述烟囱内筒水平段与烟囱内筒竖直段直接固定连接，且所述烟囱还包括权利要求1-8中任一项所述的非刚性支吊系统。
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