RU212037U1 - Крепление пояса жёсткости к экрану котла - Google Patents
Крепление пояса жёсткости к экрану котла Download PDFInfo
- Publication number
- RU212037U1 RU212037U1 RU2021128992U RU2021128992U RU212037U1 RU 212037 U1 RU212037 U1 RU 212037U1 RU 2021128992 U RU2021128992 U RU 2021128992U RU 2021128992 U RU2021128992 U RU 2021128992U RU 212037 U1 RU212037 U1 RU 212037U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- bracket
- fastening
- boiler
- welded
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000789 fastener Substances 0.000 description 13
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 13
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 11
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 4
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 3
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 3
- 210000001520 Comb Anatomy 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000036633 rest Effects 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области энергетического машиностроения и может быть использована в конструкциях паровых котлов. Крепление пояса жесткости к экрану котла содержит две параллельные прямоугольные пластины, жестко соединенные с экраном вдоль труб, скобу, расположенную между пластинами и приваренную к ним, при этом вершина скобы примыкает к внешней плоскости полки балки пояса жесткости по всей ширине скобы, две боковые пластины, приваренные к скобе с двух сторон, и два Г-образных стержня. Г-образные стержни приварены к боковым пластинам и охватывают полку балки пояса жесткости с двух сторон. Технический результат состоит в повышении надежности конструкции крепления при сохранении ее простоты и с одновременным снижением металлоемкости котла. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.
Description
Полезная модель относится к области энергетического машиностроения и может быть использована в конструкциях паровых котлов.
В настоящее время в прямоточных и барабанных газоплотных паровых котлах стенки выполняются в виде мембранных трубных экранов, представляющих собой систему труб с перемычками (проставками) между ними и образующих газоплотную коробку котла. Для обеспечения прочности и жесткости мембранных экранов к ним крепятся пояса жесткости в виде балок или ферм. Основные крепления поясов жесткости к экранам располагают между самими экранами и поясами между концевыми участками поясов. Эти крепления передают усилия от экранов котла на пояса жесткости и от поясов жесткости на экраны котла, например, усилия от веса поясов. Крепления также обеспечивают компенсацию взаимных перемещений поясов и экранов при изменении температуры экранов в процессе эксплуатации, растопке и охлаждении котла.
Известна конструкция системы поясов жесткости с узлами крепления к мембранному экрану, включающая полосы, расположенные перпендикулярно трубам экранов и соединенные с ними с помощью скоб, приваренных к экранам, крепления поясов жесткости в виде пластин с прикрепленными к ним скобами, при этом пластины приварены к полосам, а полка пояса жесткости с одной стороны опирается на узкую грань пластины и с другой удерживается скобой крепления [US 5207184 A, МПК F22B 37/20, F22B 37/24, опубл. 04.05.1993]. Конструкция позволяет передавать усилия от экрана поясу жесткости и усилия от силы тяжести экрана и момента силы тяжести от пояса жесткости на крепление и далее на экран. Скобы, приваренные к экрану, позволяют перемещаться полосе относительно экрана и компенсировать разность температурных деформаций экрана и полосы при нагреве и охлаждении, а крепление пояса позволяет перемещаться поясу жесткости относительно крепления и компенсировать разность температурных деформаций полосы и пояса жесткости.
Недостатками данной конструкции являются ее относительная сложность, малая опорная поверхность узкой грани пластины крепления, что снижает ее надежность при «хлопке» в топке, низкая сопротивляемость пластины крепления усилию трения и моменту этой силы, которые возникают при взаимных перемещениях пояса жесткости и крепления при изменении режима работы котла.
Известна конструкция крепления пояса жесткости к мембранному экрану котла, включающая скобу, приваренную к экрану и имеющую отверстие на опорной поверхности, и болт с гайкой. Болт с гайкой соединяют скобу с полкой пояса жесткости, при этом в скобе выполнено круглое отверстие, а в полке пояса жесткости отверстие в виде паза продольного оси пояса [Патент KR 101687635, МПК F22B 37/20, F22B 37/24, опубл. 19.12.2016]. Конструкция проста в исполнении. Скоба имеет сечение в виде трапеции с достаточно длинной поверхностью контакта с полкой пояса жесткости, что обеспечивает достаточную надежность крепления при передаче нагрузки от экрана при «хлопке» газов в топочном пространстве котла. Продольный паз в полке пояса жесткости обеспечивает относительно свободное перемещение болта с гайкой при изменении относительного положения экрана и пояса при изменении теплового режима работы котла. Однако имеются недостатки, которые заключаются в малой площади контакта гайки крепления с поверхностью полки пояса жесткости, что значительно снижает прочность и надежность крепления при аварийном разрежении в топке котла, а также в длинной площадке контакта трапециевидной скобы с полкой пояса жесткости, что препятствует взаимному повороту скобы и полки пояса при изгибе последнего и вызывает дополнительные напряжения в скобе, экране и поясе жесткости. Кроме этого недостатком является наличие болтового соединения между креплением и полкой пояса жесткости, которое требует точного совмещения отверстий в креплении и поясе жесткости. Выполнить совмещение отверстий пояса и крепления в случае предварительной приварки креплений к экрану не представляется возможным, поэтому такие крепления можно приваривать только при монтаже котла, удерживая тяжелый и громоздкий пояс с креплениями навесу. Это усложняет монтаж котла и повышает его трудоемкость.
Другим недостатком является то, что для приварки к экрану котла скоба крепления должна быть выполнена с большой точностью, а пояс иметь очень жесткие допуски на отклонения от прямолинейной формы полок, т.к. иначе невозможно будет выполнить соединение поясов жесткости с их креплениями при монтаже котла.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому техническому решению является конструкция узла крепления пояса жесткости к экрану котла, содержащая две параллельные гребенки, жестко соединенные с экраном, скобу, расположенную между гребенками и приваренную к ним, при этом вершина скобы примыкает к внешней плоскости полки балки пояса жесткости по всей ширине скобы, две боковые пластины, приваренные к скобе с двух сторон и два Г-образных стержня, приваренные к боковым пластинам и охватывающие полку балки пояса жесткости с двух сторон. [Патент RU 185458 U1, МПК F22B 37/20, F22B 37/24, опубл. 05.12.2018]. Конструкция относительно проста в исполнении, позволяет обеспечить передачу нагрузки от экрана поясу жесткости, как при эксплуатационных, так и при аварийных режимах, обеспечивает относительную легкость монтажа поясов жесткости на экранах. Недостатком данной конструкции является то, что крепление не позволяет в достаточной степени уменьшить напряжения в экране котла под поясом жесткости и вблизи него, в зоне, где действуют наибольшие напряжения изгиба. Кроме того, не всегда целесообразно применять данное крепление, например, в случае котлов малой мощности с мембранными экранами, образованными трубами диаметром 60 и более миллиметров.
Технической проблемой является устранение указанных недостатков, присущих аналогам данного технического решения и создание более надежной конструкции котла.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, состоит в повышении надежности котла при сохранении простоты крепления и с одновременным снижением металлоемкости котла.
Указанный технический результат достигается за счет того, что крепление пояса жесткости к экрану котла содержит две параллельные прямоугольные пластины, жестко соединенные с экраном вдоль труб, скобу, расположенную между пластинами и приваренную к ним, при этом вершина скобы примыкает к внешней плоскости полки балки пояса жесткости по всей ширине скобы, две боковые пластины, приваренные к скобе с двух сторон и два Г-образных стержня, приваренные к боковым пластинам и охватывающие полку балки пояса жесткости с двух сторон.
Две параллельные прямоугольные пластины могут быть выполнены с уменьшением высоты к их краям.
Две параллельные прямоугольные пластины могут быть приварены непосредственно к трубам экрана, к проставкам между трубами экрана или к плавникам труб.
Скоба крепления может быть выполнена V-образной, U-образной или V-образной формы с плоской площадкой при вершине.
Г-образные стержни могут иметь прямоугольное или круглое сечение.
Предлагаемая конструкция поясняется следующими чертежами, где:
на фиг. 1 изображено крепление с частью пояса жесткости и экрана котла (общий вид), при этом параллельные пластины приварены к проставкам между трубами экрана;
на фиг. 2 - часть поперечного сечения экрана с соединением труб проставками и приварки пластины к проставке;
на фиг. 3 - часть поперечного сечения экрана с приваркой пластины к плавникам труб экрана в месте их сварного соединения;
на фиг. 4 - часть поперечного сечения экрана с приваркой пластины к одному из плавников двух труб экрана;
на фиг. 5 - приварка пластины к трубе экрана;
на фиг. 6 - крепление с параллельными пластинами, у которых высота уменьшается к их краям.
Крепление соединяет мембранный экран 1 котла и балку 2 пояса жесткости. К экрану 1 приварены две параллельные прямоугольные пластины 3, к которым в свою очередь приварена скоба 4. Скоба 4 может быть V-образной (фиг. 1) или U-образной формы с радиусом гиба равным половине расстояния между двумя параллельными пластинами 3. V-образная скоба 4 может быть выполнена с плоской площадкой при вершине. Вершина скобы 4 контактирует с внешней плоскостью полки 5 балки 2 пояса жесткости по всей ширине скобы. К скобе 4 приварены с двух сторон боковые пластины 6. К боковым пластинам 6 приварены два Г-образных стержня 7, охватывающие полку 5 балки 2 пояса жесткости с двух сторон. Г-образные стержни 7 могут иметь прямоугольное или круглое сечение. Две параллельные прямоугольные пластины 3 могут быть приварены к проставкам 8 между трубами 9 экрана 1 (фиг. 2), к плавникам 10 плавниковых труб 11 экрана 1 над швом между плавниками 10 (фиг. 3) или к одному из плавников 10 (фиг. 4), а также непосредственно к самим трубам 9 (фиг. 5) экрана 1. Прямоугольные пластины 3 могут быть выполнены с уменьшением высоты к их краям (фиг. 6).
Нагрузка от мембранного экрана 1 передается через крепление на балку 2 пояса жесткости. Крепление образует с экраном коробчатую конструкцию, обеспечивает геометрическое замыкание полки пояса жесткости и возможность относительного перемещения экрана и пояса жесткости при изменениях температурного режима котла.
Прямоугольные пластины 3 распределяют передаваемые усилия вдоль сварного шва между экраном и пластиной, что обеспечивает снижение напряжений в экране и в месте приварки пластин. Пластины 3 увеличивают осевой момент инерции экрана в месте расположения пояса жесткости и тем самым снижают напряжения изгиба экрана в зоне расположения пояса, при этом при необходимости длина пластин может быть увеличена для увеличения зоны снижения напряжений изгиба в экране (фиг. 6). Так как напряжения изгиба экрана снижаются по мере удаления от оси пояса жесткости, то высота пластин 3, то есть размер, перпендикулярный экрану, в местах, выступающих за длину скобы 4, может выполняться уменьшающейся по мере удаления от пояса жесткости 2 или скобы 4 (фиг. 6). Это позволяет снизить металлоемкость крепления без снижения его прочности и надежности, в тоже время снизить напряжения изгиба в экране котла и, соответственно, повысить его надежность. Кроме этого варьирование размерами пластин 3 - длиной, высотой и толщиной, позволяет до нужного уровня снизить напряжения изгиба в экране котла. Размеры пластин 3 крепления и, в первую очередь, их длина назначаются достаточной для обеспечения высокой прочности, жесткости и надежности крепления. Таким образом, обеспечивается высокая надежность конструкции крепления, как отдельного узла, так и котла в целом. Варианты приварки пластины 3 к экрану 1 мало влияют на напряженное состояние пластин 3 и экрана 1. Однако при промышленном производстве креплений скоба 4 выполняется гибкой в штампе, поэтому возможность варьирования мест приварки пластин 3 позволяет существенно сократить номенклатуру штампов для изготовления экранов с разной шириной проставок 8 или плавников 10 труб. Приварка пластин 3 к трубам 9 позволяет несколько уменьшить высоту пластин 3 по отношению к высоте пластин 3 при приварке их к проставкам 8 или плавникам 10 при одинаковой толщине теплоизоляции экрана 1, соответственно, уменьшить металлоемкость крепления.
Г-образные стержни 7 воспринимают силу тяжести пояса жесткости и усилия, вызываемые моментом силы тяжести пояса жесткости. Г-образные стержни 7 также имеют достаточно высокую прочность и жесткость при небольшой массе. Кроме этого, стержни 7 воспринимают усилия, вызванные разрежением в топке котла при эксплуатационных режимах, аварийном разрежении в топке котла, и передают их балке 2 пояса жесткости. Стержни 7 привариваются к креплениям во время монтажа котла с малым зазором по отношению к полке пояса жесткости и обеспечивают после приварки геометрическое замыкание полки пояса жесткости. Малый зазор обеспечивает возможность относительного перемещения экрана и пояса жесткости при изменениях температурного режима котла.
Усилия, вызванные избыточным давлением в топке котла при наддуве в эксплуатационных режимах и «хлопке» газов в топке котла, передаются поясу жесткости через контактную поверхность на вершине скобы 4 крепления. Контактная поверхность между полкой 5 балки 2 пояса жесткости и креплением захватывает всю ширину полки 5 балки 2 пояса жесткости, что обеспечивает относительно малые напряжения в контактной зоне, высокую нагрузочную способность крепления и его высокую надежность. Выбор формы скобы V-образной, U-образной или V-образной с плоской площадкой при вершине мало влияет на нагрузочную способность крепления в целом, но позволяет выбрать удобную технологию гибки скобы в зависимости от ее конкретной толщины и ширины, а также имеющегося на предприятии оборудования.
Введение в конструкцию параллельных пластин 3, привариваемых к экрану позволяет нивелировать неточности изготовления деталей крепления и компенсировать погрешности при сварке, снизить требования к допускам на длину и высоту пластин 3, допускам на размеры скобы 6 и допускам на изготовление экранов по их плоскостности, что снижает трудоемкость их изготовления, обеспечивает простоту сборки и сварки экранов с креплениями на предприятии и при монтаже котла на площадке строительства.
Крепление монтируется на экране в условиях производственного предприятия, и только Г-образные стержни привариваются в условиях монтажа котла. Это снижает трудоемкость производства и монтажа котла, повышает удобство и точность монтажа креплений, что в свою очередь повышает надежность котла.
Применение предложенной конструкции позволяет снизить металлоемкость креплений поясов жесткости в 1,7-4,2 раза и повысить надежность котла в целом. Например, по одному котлу типа 1111-1900-25,8-568/568КТ применение данной конструкции крепления поясов жесткости позволило снизить металлоемкость более чем на 24 тонны при увеличении несущей способности креплений в 2-3 раза.
Claims (5)
1. Крепление пояса жесткости к экрану котла, содержащее две параллельные прямоугольные пластины, жестко соединенные с экраном вдоль труб, скобу, расположенную между пластинами и приваренную к ним, при этом вершина скобы примыкает к внешней плоскости полки балки пояса жесткости по всей ширине скобы, две боковые пластины, приваренные к скобе с двух сторон, и два Г-образных стержня, приваренные к боковым пластинам и охватывающие полку балки пояса жесткости с двух сторон.
2. Крепление пояса жесткости к экрану котла по п. 1, отличающееся тем, что две параллельные прямоугольные пластины выполнены с уменьшением высоты к их краям.
3. Крепление пояса жесткости к экрану котла по п. 1, отличающееся тем, что две параллельные прямоугольные пластины приварены к трубам экрана, к проставкам между трубами экрана или к плавникам труб.
4. Крепление пояса жесткости к экрану котла по п. 1, отличающееся тем, что скоба выполнена V-образной, U-образной или V-образной формы с плоской площадкой при вершине.
5. Крепление пояса жесткости к экрану котла по п. 1, отличающееся тем, что Г-образные стержни имеют прямоугольное или круглое сечение.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU212037U1 true RU212037U1 (ru) | 2022-07-04 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1015343A (en) * | 1974-04-10 | 1977-08-09 | Combustion Engineering | Steam generator buckstay leveler systems |
SU1183776A1 (ru) * | 1984-01-06 | 1985-10-07 | Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова | Крепление поверхностей нагрева котла |
SU948200A1 (ru) * | 1981-07-10 | 1987-03-23 | Производственное Объединение "Центроэнергоцветмет" | По с жесткости котла |
SU1449761A1 (ru) * | 1987-03-25 | 1989-01-07 | Производственное объединение "Красный котельщик" им.60-летия Союза ССР | Система креплени элементов котла |
RU2187751C2 (ru) * | 2000-09-29 | 2002-08-20 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | Устройство для крепления поверхностей нагрева котла |
RU185458U1 (ru) * | 2018-07-26 | 2018-12-05 | Открытое акционерное общество "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО ТКЗ "Красный котельщик") | Крепление пояса жёсткости к экрану котла |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1015343A (en) * | 1974-04-10 | 1977-08-09 | Combustion Engineering | Steam generator buckstay leveler systems |
SU948200A1 (ru) * | 1981-07-10 | 1987-03-23 | Производственное Объединение "Центроэнергоцветмет" | По с жесткости котла |
SU1183776A1 (ru) * | 1984-01-06 | 1985-10-07 | Научно-Производственное Объединение По Исследованию И Проектированию Энергетического Оборудования Им.И.И.Ползунова | Крепление поверхностей нагрева котла |
SU1449761A1 (ru) * | 1987-03-25 | 1989-01-07 | Производственное объединение "Красный котельщик" им.60-летия Союза ССР | Система креплени элементов котла |
RU2187751C2 (ru) * | 2000-09-29 | 2002-08-20 | Открытое акционерное общество "Энергомашкорпорация" | Устройство для крепления поверхностей нагрева котла |
RU185458U1 (ru) * | 2018-07-26 | 2018-12-05 | Открытое акционерное общество "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО ТКЗ "Красный котельщик") | Крепление пояса жёсткости к экрану котла |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4109440A (en) | Structural section | |
KR20080093985A (ko) | 파워 보일러의 벽을 지지하기 위한 방법 및 장치 | |
RU212037U1 (ru) | Крепление пояса жёсткости к экрану котла | |
US5557901A (en) | Boiler buckstay system | |
US7509928B2 (en) | Suspended steam boiler | |
RU185458U1 (ru) | Крепление пояса жёсткости к экрану котла | |
US4179860A (en) | Lateral stiffener for strut | |
CN1050888C (zh) | 一种炉体补强构件的镫形连接装置 | |
JP5931618B2 (ja) | ボイラ水壁部の外装板支持構造 | |
US5282442A (en) | Spiral tube wall furnace seismic/wind tube stop | |
CN210108088U (zh) | 一种带波浪自支撑式板管空气预热器 | |
US2243339A (en) | Refractory wall construction | |
CN210951263U (zh) | 一种端部连接结构 | |
CN214223155U (zh) | 一种用于增加中隔墙刚度的刚性梁装置 | |
CN218205644U (zh) | 一种锅炉螺旋段管圈水冷壁高空安装的脚手架托架装置 | |
US2722948A (en) | Inside line duct | |
CN211452007U (zh) | 一种易于拆卸的换热器模块 | |
US2916021A (en) | Waste heat boiler casing structure of corrugated plates | |
RU2793872C1 (ru) | Внутренний цилиндр низкого давления паровой турбины | |
CN212457459U (zh) | 一种适用于塔式光热电站吸热器的模块化保温结构 | |
CN219319144U (zh) | 换热器翅片结构 | |
RU185460U1 (ru) | Опорный узел пояса жёсткости поперечного экрана котла | |
JPH0660723B2 (ja) | 傾斜水冷壁の組立方法 | |
CN211821029U (zh) | 一种用于汽滚船排气管的减振装置 | |
JP7465792B2 (ja) | 排熱回収ボイラのサポート機構 |