FI95076C

FI95076C - Process for the manufacture of a heating surface for a steam boiler and according to the method manufactured heating surface for a steam boiler

Info

Publication number: FI95076C
Application number: FI932877A
Authority: FI
Inventors: Kari Kivimaeki
Original assignee: Kari Kivimaeki
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 1995-12-11
Also published as: FI95076B; FI932877L; FI932877A0

Description

χ 95076χ 95076

Menetelmä höyrykattilan lämpöpinnan valmistamiseksi ja menetelmällä valmistettu höyrykattilan lämpöpintaMethod for producing the heating surface of a steam boiler and the heating surface of a steam boiler produced by the method

Keksinnön kohteena on menetelmä höyrykattilan vesi-5 ja höyrykanavia sisältävän lämpöpinnan valmistamiseksi, jossa menetelmässä lämpöpinta muodostetaan elementeistä, jotka hitsataan kiinni toisiinsa yhtenäisen lämpöpinnan muodostamiseksi.The invention relates to a method for manufacturing a heating surface comprising the water-5 and steam channels of a steam boiler, in which method the heating surface is formed from elements which are welded together to form a uniform heating surface.

Edelleen keksinnön kohteena on vesi- ja höyry-10 kanavilla varustettu höyrykattilan lämpöpinta, joka lämpö-pinta on muodostettu hitsaamalla yhteen lämpöpintaelement-tejä yhtenäisen lämpöpinnan aikaansaamiseksi, jossa lämpö-pintaelementit on muodostettu teräslevyliuskoista.The invention further relates to a heating surface of a steam boiler provided with water and steam channels, which heating surface is formed by welding together heating surface elements to provide a uniform heating surface, in which the heating surface elements are formed of steel plate strips.

Höyrykattilan seinä on tavallisesti muodostettu 15 hitsaamalla putkia yhteen tiiviiksi seinäksi niin, että seinään jää vesikanavia, jotka jäähdyttävät seiniä ja joissa vesi höyrystyy tarvittavan lämpöisen ja paineisen höyryn aikaansaamiseksi. Tunnetulla tavalla höyrykattilan seinät valmistetaan joko pyöreistä tai evällisistä putkis-20 ta, jotka hitsataan yhteen. Tunnettujen ratkaisujen heikkoutena on, että painetta kestävien virheettömien putkien valmistaminen on kallista, koska niiden valmistukseen on käytettävä tietyn laatutason täyttävää teräsmateriaalia ja . umpinaisten putkien valssaaminen niin, että ne kestävät • 25 riittävän hyvin painetta ja ovat hitsattavissa, on vaike aa. Edelleen ongelmia tuottaa se, että putkien valmistajia on vähän ja tällöin putkien tilausajat helposti tulevat pitkiksi, mikä hankaloittaa valmistusta ja suunnittelua. Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sellainen . 30 menetelmä höyrykattilan lämpöpinnan valmistamiseksi, jolla vältetään tunnetussa tekniikassa olevia haittoja ja jolla lämpöpintojen valmistaminen voidaan tehdä nopeasti ja yksinkertaisesti ilman erikoisputkia. Edelleen keksinnön tarkoituksena on saada aikaan helposti ja yksinkertaisesti 35 valmistettu höyrykattilan lämpöpinta.The wall of the steam boiler is usually formed by welding the pipes together into a sealed wall so that water channels remain in the wall, which cool the walls and in which the water evaporates to provide the necessary heat and pressure steam. In a known manner, the walls of a steam boiler are made of either round or fin tubes which are welded together. The disadvantage of the known solutions is that they are expensive to produce pressure - resistant, fault - free pipes, because they have to be made of steel material of a certain quality and. Rolling closed pipes so that they can withstand • pressure well enough and can be welded is difficult. Further problems are caused by the fact that there are few pipe manufacturers and in this case the ordering times for pipes easily become long, which complicates the manufacture and design. It is an object of the present invention to provide such. 30 a method for manufacturing a heating surface of a steam boiler, which avoids the disadvantages of the prior art and by which the production of heating surfaces can be done quickly and simply without special pipes. It is a further object of the invention to provide an easily and simply manufactured heating surface for a steam boiler.

2 950762 95076

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on ominaista, että lämpöpintaelementit muodostetaan levyliuskoista, jotka muotoillaan poikkisuunnassaan niin, että niiden reunat ovat kääntyneet vastakkaisiin suuntiin ja että lämpöpinta-5 elementeistä muodostetaan höyrykattilan lämpöpinta hitsaamalla lämpöpintaelementtejä toistensa suhteen lomittain niin, että vesi- ja höyrykanavat muodostuvat vierekkäisten lämpöpintaelementtien reunojen väliin.The method according to the invention is characterized in that the heating surface elements are formed from plate strips shaped transversely so that their edges are turned in opposite directions and that the heating surface elements form a boiler heating surface.

Keksinnön mukaiselle lämpöpinnalle on ominaista, 10 että lämpöpintaelementit on muotoiltu poikkisuunnassaan reunoistaan vastakkaisiin suuntiin kääntyviksi, ja että lämpöpintaelementit on hitsattu kiinni toisiinsa lomittain niin, että kahden lomittain toisiinsa hitsatun lämpöpinta-elementin väliin on muodostunut yksi kanava vettä ja höy-15 ryä varten.The heating surface according to the invention is characterized in that the heating surface elements are shaped to pivot in opposite directions at their transverse edges, and that the heating surface elements are welded to each other so that one channel for water and steam is formed between the two interleaved heating surface elements.

Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on se, että tarvittavan levyisiä levyliuskoja voidaan valmistaa lähes missä tahansa metallipajassa tai tehtaassa, jossa on leik-kauslaitteet levyn leikkaamiseksi sopivan levyiseksi. 20 Edelleen suoraksi leikattujen levyliuskojen muotoileminen reunoistaan vastakkaisiin suuntiin kääntyviksi eli tyypillisesti S-muotoisiksi on helppoa yksinkertaisella levy-taivutuskoneilla, joita voivat olla mm. särmäyskone, vals-. si jne. ja tämäkin toimenpide voidaan suorittaa varsin * 25 pienessä metallipajassa. Näin lämpöpinnan valmistamiseen tarvittavat elementit voidaan valmistaa nopeasti ja helposti tarpeen mukaan ja tarvittavan määrän perusteella voidaan valmistajia ottaa enemmän tai vähemmän ilman suurempia toimitusviiveitä. Edelleen menetelmän etuna on se, . 30 että valmistus on edullista ja helppoa, koska lämpöpintaa voidaan hitsata esimerkiksi valmistustilan korkeussuunnassa liittämällä seinään aina yksi elementti kerrallaan joko pystyssä tai vaakatasossa, jolloin hitsaus voidaan automatisoida ja siten laatu saadaan hyväksi ja tasaiseksi.The advantage of the method according to the invention is that sheet strips of the required width can be produced in almost any metal workshop or factory with cutting devices for cutting the sheet to a suitable width. Furthermore, the shaping of straight-cut sheet strips which turn in opposite directions from their edges, i.e. typically S-shaped, is easy with simple sheet metal bending machines, which can be e.g. bending machine, rolling mill. si, etc., and this operation can also be performed in a rather * 25 small metal workshop. In this way, the elements required for the production of the heating surface can be manufactured quickly and easily as needed, and based on the required number, manufacturers can be contacted more or less without major delivery delays. A further advantage of the method is that. 30 that manufacturing is inexpensive and easy, because the heating surface can be welded, for example, in the height direction of the manufacturing space by always connecting one element to the wall at a time, either vertically or horizontally, whereby welding can be automated and thus quality is good and even.

35 Keksintöä selostetaan lähemmin oheisissa piirustuk- 3 95076 sissa, joissa kuviot la - Id esittävät kaavamaisesti keksinnön mukaisen lämpöpinnan elementin ja sen aihion eli metalli-liuskan poikkileikkausta kahdessa sen valmistusvaiheessa, 5 kuvio 2 esittää kaavamaisesti lämpöpinnan valmista mista sen poikkisuunnassa katsottuna ja kuviot 3a ja 3b esittävät eräitä keksinnön mukaisen lämpöpinnan ja sen elementtien poikkileikkausmuotoja.The invention will be described in more detail in the accompanying drawings, in which Figures 1a-Id schematically show a cross-section of a heating surface element according to the invention and its blank, i.e. a metal strip, in two manufacturing steps, Figure 2 schematically shows a thermal surface fabrication 3a and show some cross-sectional forms of a heating surface according to the invention and its elements.

Kuvioissa la - Id on poikkileikkauksena ja edestä 10 katsottuna lämpöpinnan valmistamiseen tarvittavan metalli-profiilin lähtöaihio eli leikattu liuska ja toisaalta sen viimeinen vaihe eli muotoiltu lämpöpinnan elementti.Figures 1a-Id show, in cross-section and seen from the front 10, the starting blank of the metal profile required for the production of the heating surface, i.e. the cut strip, and on the other hand its last stage, i.e. the shaped heating surface element.

Kuvioissa la ja Ib on esitetty poikkileikkauksena ja päältä katsottuna lähtöaihio, joka on sopivan mittai-15 seksi leikattu ja poikkileikkaukseltaan suora teräslevy-liuska 1. Kuvioissa le ja Id puolestaan on poikkileikkauksena ja päältä katsottuna esitetty höyrykattilan lämpöpinnan elementti 2, joka on muodostettu teräslevyliuskasta edullisesti valssaamalla. Näin sen reunat on muotoiltu sen 20 poikkisuunnassa vastakkaisiin suuntiin kääntyviksi niin, että sen poikkileikkaus on kuviossa le esitetyllä tavalla yleisesti sanottuna S-muotoinen. Kuviossa le tämä muoto on loiva S-kirjain, mutta olennainen seikka on, että liuska on muotoiltu molemmista reunoistaan vastakkaiseen suuntaan * 25 kääntyviksi, edullisesti kaareviksi niin, että siitä voi daan muodostaa höyrykattilan seinä.Figures 1a and Ib show a cross-section and a top view of a starting blank cut to a suitable size and with a straight cross-section of steel plate 1. Figures 1a and 1d, in turn, show a cross-section and top view . Thus, its edges are shaped to pivot in opposite directions in its transverse direction 20 so that its cross-section is generally S-shaped as shown in Fig. 1e. In Fig. 1e, this shape is a gentle letter S, but the essential point is that the strip is shaped so as to turn, preferably curved in opposite directions at both edges, so that it can be formed into the wall of a steam boiler.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisella menetelmällä valmistetun höyrykattilan lämpöpinnan poikkileikkaus, jolloin näkyy, kuinka lämpöpintaelementtejä 2 eli 2a . 30 - 2c on asetettu keskenään lomittain niin, että yhden läm- pöpintaelementin 2a reuna on toisen lämpöpintaelementin 2b keskellä. Vastaavasti lämpöpintaelementin 2b toinen reuna on lämpöpintaelementin 2a keskellä ja toinen reuna lämpöpintaelementin 2c keskellä niin, että lämpöpintaelement-35 tien 2a, 2b ja vastaavasti 2b, 2c vastakkaiset reunat muo- 4 95076 dostavat väliinsä vesi- ja höyrykanavan 3. Lämpöpintaele-mentti 2b on selvyyden vuoksi tummennettu elementtien erottamiseksi toisistaan. Seinän muodostamiseksi kunkin lämpöpintaelementin 2a - 2c reuna on hitsattu kiinni vie-5 reiseen lämpöpintaelementtiin hitsauksilla 4 ja 5, jolloin hitsaukset ovat vastakkaisilla puolilla muodostuvaa höyry-kattilan lämpöpintaa. Tällä tavalla lämpöpintaan saadaan lämpöpintaelementtien 2 välille täysin tiiviit ja paineen kestävät liitokset ja lämpöpinnoista muodostuu samoin tu-10 keva ja luja. Samalla muodostuvien vesi- ja höyrykanavien 3 välillä on hyvin lämpöäjohtava kohta, mikä tehostaa läm-pöpinnan toimintaa.Figure 2 shows a cross-section of the heating surface of a steam boiler manufactured by the method according to the invention, showing how the heating surface elements 2, i.e. 2a. 30 to 2c are interleaved with each other so that the edge of one heating surface element 2a is in the middle of the other heating surface element 2b. Respectively, one edge of the heating surface element 2b is in the middle of the heating surface element 2a and the other edge in the middle of the heating surface element 2c, so that the opposite edges of the heating surface element 35 paths 2a, 2b and 2b, 2c respectively form a water and steam duct 3. therefore shaded to distinguish the elements from each other. To form the wall, the edge of each heating surface element 2a to 2c is welded to the adjacent heating surface element by welds 4 and 5, the welds being the heating surface of the steam boiler formed on opposite sides. In this way, completely tight and pressure-resistant joints are obtained on the heating surface between the heating surface elements 2, and the heating surfaces likewise form a strong and strong support. At the same time, there is a very thermally conductive point between the water and steam channels 3 formed, which enhances the operation of the heating surface.

Kuvioissa 3a ja 3b on puolestaan esitetty poikkileikkaukseltaan esimerkinomaisesti kaksi muulla tavalla 15 muotoilluista lämpöpintaelementeistä muodostettua höyry-kattilan lämpöpintaa. Kuviossa 3a lämpöpintaelementit 2 on muodostettu reunoistaan poikkileikkaukseltaan pyöreäksi niin, että lämpöpintaan syntyy olennaisesti pyöreitä putkimaisia kanavia 3, vaikkakin lämpöpinta on valmistettu 20 keksinnön mukaisella menetelmällä. Kuviossa 3b puolestaan lämpöpintaelementit 2 on muodostettu olennaisesti suoraviivaisista osuuksista 2', joiden välissä on kaarevat osuudet 2' '. Lämpöpintaelementtien poikkileikkauksen va-. linta voidaan tehdä tapauskohtaisesti tarpeen mukaan ja • 25 halutun jäykkyyden tai kanavien muodon perusteella eikä se ole sinänsä olennaista keksinnön kannalta. Lämpöpintaele-mentti 2 voidaan valmistaa helposti leikkaamalla teräslevystä sopivan levyisiä liuskoja tai valmistamalla teräs jo valmiiksi valssauksen yhteydessä halutun levyiseksi ja 30 paksuiseksi nauhaksi. Tällöin se voidaan toimittaa esimerkiksi rullina ja rullalta purettaessa oikaista se valssaa-malla suoraksi sekä katkaista sopivan mittaiseksi ennen sen muotoilemista lämpöpintaelementiksi. Lämpöpinnan valmistamiseksi voidaan lämpöpintaelementti asettaa leveys-35 suunnassaan pystyyn ja hitsata seuraava seinäelementti 5 95076 siihen kiinni, jonka jälkeen jälleen asennetaan seuraava lämpöpintaelementti näiden yläpuolelle ylemmän kanssa lomittain ja hitsataan jälleen kiinni. Tällöin höyrykattilan lämpöpinnan valmistamiseen riittää pelkästään tarvittavan 5 kattilaleveyden korkuinen halli ja tarvittava lattiapinta-ala on varsin pieni. Edelleen hitsaus voidaan toteuttaa yksinkertaisesti automatisoimalla ja esimerkiksi tietyllä lämpöpinnan poikkikohdalla olevat hitsaussaumat 4 ja 5 voidaan hitsata yhtä aikaa, mikä vähentää vääntymis- ym. 10 riskiä ja siten parantaa vielä laatua.Figures 3a and 3b, on the other hand, show by way of example two cross-sectional heating surfaces of a steam boiler formed of thermally shaped heating elements. In Fig. 3a, the heating surface elements 2 are formed with a circular cross-section at their edges so that substantially circular tubular channels 3 are formed on the heating surface, although the heating surface is produced by the method according to the invention. In Fig. 3b, on the other hand, the heating surface elements 2 are formed of substantially rectilinear portions 2 ', between which are curved portions 2' '. The cross-section of the heating surface elements. the bird can be made on a case-by-case basis as needed and on the basis of the desired stiffness or shape of the channels and is not in itself essential to the invention. The heating surface element 2 can be easily manufactured by cutting strips of suitable width from a steel sheet or by making the steel already finished during rolling into a strip of the desired width and thickness. In this case, it can be supplied, for example, in rolls and, when unrolled, straightened by rolling straight and cut to a suitable length before it is formed into a heating surface element. To produce the heating surface, the heating surface element can be placed vertically in its width-35 direction and the next wall element 5 95076 can be welded to it, after which the next heating surface element is re-installed above them interleaved with the upper one and welded again. In this case, a hall with a height of only the required boiler width of 5 is sufficient to produce the heating surface of the steam boiler, and the required floor area is quite small. Furthermore, the welding can be carried out simply by automation, and for example the welding seams 4 and 5 at a certain cross-section of the heating surface can be welded at the same time, which reduces the risk of distortion, etc. 10 and thus further improves the quality.

Keksinnön mukaista lämpöpintarakennetta ja lämpö-pinnan valmistusmenetelmää voidaan soveltaa kaikkiin höyrykattiloihin ja muihin vastaaviin jäähdytyskanavia tarvitseviin kattiloihin. Samoin lämpöpinta, joka yleensä on 15 kattilan seinä, voi olla myös jokin muu kattilassa käytetty lämpöpinta.The heating surface structure and the heating surface manufacturing method according to the invention can be applied to all steam boilers and other corresponding boilers requiring cooling channels. Likewise, the heating surface, which is usually the wall of the boiler 15, may also be some other heating surface used in the boiler.

tt

• I• I

Claims

95076 i

A method of manufacturing a heating surface comprising water and steam channels (3) of a steam boiler, the method comprising forming a heating surface from heating surface elements welded together to form a unitary heating surface, characterized in that the heating surface elements (2; 2a to 2c) are formed of plate strips (1). ), which are shaped in their transverse direction so that their edges 10 are turned in opposite directions and that the heating surface elements (2; 2a to 2c) are formed by heating the boiler by welding the heating surface elements (2; 2a to 2c) with respect to each other so that the two interleaved heating elements 2a to 2c) one water and steam channel (3) is formed between 15.

Method according to Claim 1, characterized in that the welds (4, 5) on opposite sides of the heating surface are welded simultaneously.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that, when the heating surface is produced, the heating surface elements (2; 2a to 2c) are placed vertically in the transverse direction and are welded to one another in this position. position. • 25

A heating surface of a steam boiler provided with water and steam ducts, which heating surface is formed by welding together heating surface elements to provide a uniform heating surface, wherein the heating surface elements (2; 2a to 2c) are formed of steel plate strips (1), characterized by 2c) is shaped to pivot in opposite directions at their transverse edges, and that the heating surface elements (2; 2a to 2c) are interleaved so that a single channel (3) is formed between the two interleaved heating surface elements (2; 2a to 2c) 35 ) for water and steam. 7 95076 t

The heating surface of a steam boiler according to claim 4, characterized in that the heating surface elements (2; 2a to 2c) are shaped substantially S-shaped by rolling.

The heating surface of a steam boiler according to claim 5, characterized in that the heating surface elements (2; 2a to 2c) are formed by rolling or otherwise bending.

The heating surface of a steam boiler according to claim 4 or 6, characterized in that the welds (4, 5) on opposite sides of the heating surface are welded substantially simultaneously. t • · 8 95076 β