專利名稱：蒸汽發(fā)生器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種蒸汽發(fā)生器，尤其是臥式結構的蒸汽發(fā)生器，該蒸汽發(fā)生器帶有
可由加熱介質(zhì)沿近似水平的熱燃氣方向流過的熱燃氣通道。
背景技術：
在燃氣和蒸汽輪機設備中，來自燃氣輪機的膨脹的工作介質(zhì)或熱燃氣中含有的熱 量被用于為蒸汽輪機產(chǎn)生蒸汽。熱傳遞在連接在燃氣輪機下游的廢熱蒸汽發(fā)生器中實現(xiàn)， 在該廢熱蒸汽發(fā)生器中通常布置有多個用于預熱水、用于產(chǎn)生蒸汽以及用于過加熱蒸汽的 加熱面。所述各加熱面連接到蒸汽輪機的水-蒸汽循環(huán)內(nèi)。所述水-蒸汽循環(huán)通常包括多 個、例如三個壓力級，其中，每個壓力級可以具有蒸發(fā)器加熱面。 對于作為廢熱蒸汽發(fā)生器連接在燃氣輪機就熱燃氣而言下游的蒸汽發(fā)生器考慮 多種可選的設計方案、即作為直流式蒸汽發(fā)生器的設計和作為對流式蒸汽發(fā)生器的設計。 在直流式蒸汽發(fā)生器的情況下，設置為蒸汽管的蒸汽發(fā)生器管的加熱導致蒸汽發(fā)生管中的 流動介質(zhì)在一次性地流過時蒸發(fā)。相反，在自然或強制對流式蒸汽發(fā)生器中，在回路中導引 的水在流過蒸汽管一次時僅部分地蒸發(fā)。在此，未蒸發(fā)的水在與所產(chǎn)生的蒸汽分離后為進 一步蒸發(fā)而被重新供入蒸汽管，其中，所蒸發(fā)的部分由蒸發(fā)系統(tǒng)重新供入的水補充。
臥式結構的廢熱蒸汽發(fā)生器不僅是在制造成本方面、而且在必需的維護工作方面 也提供了特別有利的優(yōu)點，其中，被加熱的介質(zhì)或熱燃氣(也即尤其是來自燃氣輪機的廢 氣)沿近似水平的流動方向被導引通過蒸汽發(fā)生器。相對于所謂的立式結構(其中被加熱 介質(zhì)沿基本上豎直的方向流過蒸汽發(fā)生器)這種臥式結構能夠保持構造技術上的成本相 對較小。在構造技術方面，為構成蒸汽發(fā)生器外壁或其熱燃氣通道的側(cè)壁選擇框架支承件 (Portalrahmentragwerk)作為通常的支承解決方案，通過該框架支承件將受到的載荷傳導 到地基里。在此，一方面所受到的垂直載荷來自加熱面載荷、其它部件、管道、工作臺等，而 另一方面，也要考慮煙氣或熱燃氣約為70mbar的內(nèi)部壓力作為另一重要的載荷分量。在 此，由于煙氣的內(nèi)部壓力而造成的載荷分量傳導相對較大的彎矩到支撐結構中，使得在設 計支承件時必須相應地提供尺寸適當設計的構件和部件。因此，為適當?shù)爻惺苓@種載荷就 需要相對較高的材料和制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術問題在于，提供一種上述類型的蒸汽發(fā)生器，其中， 以保持得特別小的成本并且以特別簡單的結構確?？煽康爻惺芩鲚d荷，尤其是由熱燃氣 的設計_內(nèi)部壓力造成的附加載荷。
根據(jù)本發(fā)明，這一技術問題如下地解決使熱燃氣通道由多個沿熱燃氣方向看前
后布置的支撐框架包圍，其中，支撐框架中的至少兩個通過多個水平板相互連接。
因此，本發(fā)明基于這樣的構思由制造和材料決定的用于傳導所述載荷的成本可
以以這樣的方式保持得尤其小，即，尤其是使通過煙氣的內(nèi)部壓力引入的載荷分量不像常
3規(guī)的系統(tǒng)那樣通過熱燃氣通道的各個框架元件傳遞、而是集中地傳遞到地基內(nèi)。為此，設有多個恰當?shù)匕鼑鸁煔馔ǖ阑驘崛細馔ǖ赖闹慰蚣?，即，尤其是支柱和桿。在此，為了保證可靠地傳遞引起彎矩的載荷，支撐框架應通過適當定位的水平板連接成一種桁架結構。所述水平板在此設計為水平牽桿的類型。尤其可以通過一種桁架結構類型的、與支撐框架相連的水平板(水平桁架結構)將自由的懸跨高度顯著地降低到三分之一，使得垂直支柱僅還承受通常彎矩的約八分之一 (即12. 5% )。因此，能夠以顯著減少的材料投入實現(xiàn)可靠的支撐。所產(chǎn)生的變形通過水平桁架結構的使用而同樣得到顯著降低。
在此，一種特別可靠的載荷傳遞可以通過特別對稱且均勻分布地為熱燃氣通道外表面提供由水平牽桿獲得的桁架結構而實現(xiàn)。為此，水平板有利地布置在熱燃氣通道的兩側(cè)。在此，通過在一種特別有利的結構中將每兩個水平牽桿關于熱燃氣通道成對并相互對置地布置，可以實現(xiàn)一種特別對稱且因而相對易于保持且有效的結構。 有利的是，構成桁架結構的部件在其材料選擇及尺寸方面這樣適當?shù)卦O計，使得
能夠在作為設計基礎的、約70mbar的熱氣體內(nèi)部壓力下可靠地并以充分設計的安全余量
傳遞由于煙氣的內(nèi)部壓力引入的載荷以及彎矩。在此，這種由設計決定的內(nèi)部壓力連續(xù)地
作為熱燃氣通道所有部件的基礎是合適的，盡管在熱燃氣通道的出口區(qū)域由于熱燃氣遭受
的壓力損失而在在運行時流過熱燃氣通道的過程中造成相對較小的內(nèi)部壓力。 此外，在一種特別有利的擴展中這樣地適當考慮通常在熱燃氣通道的入口區(qū)域內(nèi)
相對最高的熱燃氣內(nèi)部壓力的情況，即，兩個設置在熱燃氣通道的相對置的側(cè)壁上的水平
板在熱燃氣通道的入流區(qū)域通過基本上水平取向的拉桿相互連接。因此，比所計算出的風
載荷(Windlast)大大約五倍的、由熱燃氣的內(nèi)部壓力導致的載荷在熱燃氣通道的煙氣入
口側(cè)通過各自的拉桿耦合和補償，使得這種與桁架結構的剛度有關的載荷不必沿軸A以及
軸B傳遞給地基。 有利的是，沿軸B和L的支撐框架帶有2750毫米的基部，約是31. 52米的高度的1/12，且水平板帶有2. 1米的基部，約是長度的1/8。 合適的是，蒸汽發(fā)生器被用作燃氣及蒸汽輪機設備的廢熱蒸發(fā)器。在此，蒸汽發(fā)生器優(yōu)選地在熱氣體側(cè)連接在燃氣輪機下游。在這種連接中，可以相宜地在燃氣輪機之后設置用于提高熱燃氣溫度的附加加熱器。 通過本發(fā)明實現(xiàn)的優(yōu)點尤其在于，通過將支撐框架相互連接的水平板構成一個用
于熱燃氣通道支承結構的桁架結構，通過該桁架結構可以以保持得特別低的材料耗費和制造成本可靠并且集中地傳遞所受到的載荷。盡管在熱燃氣通道的煙氣入口側(cè)和煙氣出口側(cè)
的兩個桁架結構之間的垂直支柱因此還以通常的由垂直載荷引起的法向力加載，其中，所受到的彎矩由于懸跨高度的降低而可以明顯地減少。因為彎矩近似地以關系MS Q*l2/ll給定，所以可以通過可由桁架結構板實現(xiàn)使自由長度l減小到約三分之一，并且使相應的彎矩降低到約八分之一。


下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的實施形式。
圖1中示出了一種蒸汽發(fā)生器。
具體實施例方式
圖1所示的蒸汽發(fā)生器1被設計為廢熱蒸汽發(fā)生器，并連接在未詳細示出的燃氣輪機的廢氣側(cè)下游。蒸汽發(fā)生器1具有圍壁2，該圍壁在臥式結構中構成可沿近似水平的、由箭頭4表示的熱燃氣方向x被流過的、用于來自燃氣輪機的廢氣的熱燃氣通道6。在熱燃氣通道6中，設有用于對流動介質(zhì)進行預熱、蒸發(fā)和過加熱的多個適當布置和設計尺寸的加熱面。 因此，構成熱燃氣通道6的圍壁2在實施例中按照通常的結構形式分層地構建，其中，與構成外殼的金屬板、包括調(diào)節(jié)腳相鄰地設置用作絕緣體的阻擋結構，由一襯層限定該阻擋結構朝向熱燃氣通道6的內(nèi)部空間的邊界。熱燃氣通道6在入口側(cè)具有相對較小的自由流動截面，該流動截面在過渡段8的范圍內(nèi)沿熱燃氣方向4看連續(xù)地擴寬直至熱燃氣通道6本身的自由流動截面。 蒸汽發(fā)生器1的支承結構有針對性地設計用于在將制造和材料成本保持得特別小的情況下可靠地承受所受到的載荷。為此，蒸汽發(fā)生器l的支承結構一方面包括多個垂直支柱10，所述支柱在尺寸和材料選擇方面這樣地設計，使得它們可以將從加熱面載荷、管道等受到的垂直載荷毫無困難地傳遞到地基。另一方面，作為垂直支柱的補充，還設有桁架12，通過該桁架進一步將所受到的載荷有針對性切集中地向地基傳遞。在此，桁架12由多個從熱燃氣方向x看前后布置的支撐框架14構成，所述支撐框架分別包圍熱燃氣通道6并且通過多個水平板16相互連接。在此，水平板16在熱燃氣通道6的兩側(cè)且分別成對地相互對置地布置。在圖1所示的實施例中示出了兩個支撐框架14，其中，根據(jù)蒸汽發(fā)生器的可能的其它設計準則，也可以設置數(shù)量更多的支撐框架14。這例如在布置了附加加熱器或催化器的情況下是有意義的。 在熱燃氣通道6的入流區(qū)域，每兩個相互對置的水平板16分別通過基本上水平取向的拉桿18相互連接。在蒸汽發(fā)生器1的運行情況下，在所述熱燃氣通道6的入口區(qū)域通常有最大的熱燃氣內(nèi)部壓力，由內(nèi)部壓力產(chǎn)生的載荷可以比風載荷高至多至五倍，通過拉桿18直接在熱燃氣通道6的入口區(qū)域內(nèi)適當?shù)伛詈虾拖嗷パa償，使得所述載荷或由此產(chǎn)生的彎矩不必通過桁架結構12傳遞到地基內(nèi)。桁架結構12在實施例中被設計為具有約2. 75米的基部寬度。 在圖1所示實施例中，在熱燃氣通道6的每側(cè)分別設有兩個用于承受載荷并向桁架結構12傳遞載荷的水平板16。相比于熱燃氣通道6的整個結構高度，熱燃氣通道6的各個側(cè)面的懸跨高度在力和力矩傳遞方面降低到三分之一。因為相應的彎矩由關系M與9*12/11給定，所以相應的彎矩由于相應較小的懸跨高度而減少到熱燃氣通道6的整個結構高度時所受到的彎矩的約八分之一或12. 5%。因此，得到了一種可以以相對較低的材料投入以及與之相聯(lián)系的制造成本實現(xiàn)的技術方案。
權利要求
一種蒸汽發(fā)生器(1)，帶有可被加熱介質(zhì)沿近似水平的熱燃氣方向(x)流過的熱燃氣通道(6)，所述熱燃氣通道由多個沿所述熱燃氣方向(x)看前后布置的支撐框架(14)包圍，其中，所述支撐框架(14)中的至少兩個通過多個水平板(16)相互連接。
2. 根據(jù)權利要求1所述的蒸汽發(fā)生器(l)，其中，所述水平板(16)布置在所述熱燃氣 通道(6)的兩側(cè)。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的蒸汽發(fā)生器(1)，其中，兩個設置在所述熱燃氣通道(6) 的相對置的側(cè)壁上的水平板(16)在所述熱燃氣通道(6)的入流區(qū)域通過基本上水平取向 的拉桿(18)相互連接。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的蒸汽發(fā)生器(1)，其中，所述蒸汽發(fā)生器就熱燃 氣而言連接在蒸汽輪機上游。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蒸汽發(fā)生器(1)，該蒸汽發(fā)生器(1)帶有可由加熱介質(zhì)沿近似平行的熱燃氣方向(x)流過的熱燃氣通道(6)。該蒸汽發(fā)生器(1)要以特別低的成本和特別簡便的構造方式確保可靠地承受所謂載荷、尤其是由熱燃氣的設計內(nèi)部壓力給定的附加載荷。為此，根據(jù)本發(fā)明，加熱通道(6)由多個從熱燃氣方向(x)看前后布置的支撐框架(14)包圍，其中，所述支撐框架(14)中的至少兩個通過多個水平板(16)相互連接。
文檔編號F22B15/00GK101779081SQ200880102828
公開日2010年7月14日 申請日期2008年8月1日 優(yōu)先權日2007年8月10日
發(fā)明者弗雷德·海因里希斯 申請人:西門子公司