專利名稱：一種用于螺旋管形筒壁爐體的抗震/抗風式爐筒擋塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說是涉及產(chǎn)生蒸汽的設(shè)備，更具體地說本發(fā)明涉及一種爐筒擋塊，其用于傳遞由作用在這種設(shè)備上的地震擾動或強風所產(chǎn)生的負荷。地震擾動能產(chǎn)生一個水平負荷，該負荷是鍋爐重量的函數(shù)。
典型的爐體結(jié)構(gòu)具有水平補強構(gòu)件，這些水平補強構(gòu)件安裝在爐體筒壁周邊的箍套內(nèi)，并且是沿爐壁的整個高度在鉛直方向上間隔開(隔開的距離通常在15和40英尺之間)。爐筒擋塊通常設(shè)置在兩、三個水平補強構(gòu)件與筒壁之間。爐筒擋塊同螺旋管形筒壁和水平補強構(gòu)件之間的鐙形連接裝置不同，其必須能傳遞剪切負荷。
本發(fā)明非常適用于具有螺旋管形筒壁結(jié)構(gòu)的爐體。螺旋管形筒壁爐體的設(shè)計是通過減少包圍爐體所需的管子的數(shù)目來增加每根管子的物質(zhì)流動，而同時又不增加管子間的距離。為此使管子呈一定角度并使管子圍繞爐體呈螺旋形設(shè)置。例如，如果使管子呈30°的角度設(shè)置，就可使其覆蓋爐壁所需的管數(shù)減少到 1/2 。針對特定應(yīng)用場合選擇的角度一般是在7°和30°之間變化。螺旋管形筒壁的一個優(yōu)點是每根管子都是整個筒壁的一部分，這就是說，每根管子的作用都是一個圍繞燃燒室四壁的集熱器。
常規(guī)的爐筒擋塊是笨重且厚的焊接結(jié)構(gòu)，該焊接結(jié)構(gòu)被焊接到爐體筒壁上。這樣的結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致爐體筒壁的破裂和失效。
螺旋管形筒壁爐體的動力鍋爐能夠極快地改變功率輸出。功率輸出的這種快速改變導(dǎo)致筒壁溫度的極其迅速的變化。正因為這一原因，在設(shè)計本發(fā)明的設(shè)備(例如爐筒擋塊)時特別注意到了熱應(yīng)力的問題。
另一個在設(shè)計中要考慮的問題是最后組裝期間的現(xiàn)場裝配問題。本發(fā)明特別適用于使爐體先在工廠內(nèi)進行部分組裝，然后在工作場地完成最后的組裝。因為該設(shè)備的尺寸相當大，所以公差累計問題極為尖銳。
本發(fā)明的一個目的是減少或消除在鍋爐部件迅速地或以不同速率改變溫度時所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的問題。
本發(fā)明的另一目的是提供能用簡化的方法進行現(xiàn)場組裝，這種組裝方法基本上消除現(xiàn)場最后組裝中出現(xiàn)的裝配問題。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的目的可使通過一種爐筒擋塊將由管子和肋片組成的爐壁以及一個水平補強構(gòu)件結(jié)合來實現(xiàn)，該爐筒擋塊包括有第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板;將第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板固定到相關(guān)筒壁上的裝置，以及一個具有第一和第二對置的、大致平行的、平面的、間隔開的側(cè)緣的U形板。第一和第二側(cè)緣分別間隔開設(shè)置，并且大致平行于第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板。該設(shè)備還包括有將U形部件的和第一和第二側(cè)緣分別連接到第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板上的裝置，以及將U形板剛性連接到相關(guān)的水平補強構(gòu)件上的裝置。
將U形部件的第一和第二側(cè)緣分別連接到第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板上的裝置可允許有約0.020英寸的相對移動。將U形部件的第一和第二側(cè)緣分別連接到第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板上的裝置可以包括有多個螺栓和螺母。
按本發(fā)明的某些形式，相關(guān)的筒壁是一種具有分別通過肋片相聯(lián)接的多個軸向管段的螺旋管形筒壁，將第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板固定到相關(guān)筒壁上的裝置包括多個插入墊板，這些插入熱板設(shè)置在沿側(cè)向相鄰的管子中間，并且其上具有和管子大致相切的外端面，將第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板焊接到多個插入墊板和筒壁的管子上。每個插入墊板都可以有逐漸變細的軸向端部。
將U形板剛性連接到相關(guān)的水平補強構(gòu)件上的裝置可以包括一個大致的鉛直板，該鉛直板垂直于第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板。該裝置還可包括一第一和/或一第二大致水平板，該水平板大致平行于第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板并且焊接到該大致的鉛直板上。第一和第二板可布置在大致同一個平面內(nèi)。在螺栓上可裝配有墊片。
按照本發(fā)明的某些實施例，相關(guān)的筒壁是一種鉛直筒壁，而第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板是帶邊緣凹凸的板，將這些帶邊緣凹凸的板焊接到筒壁的鉛直管子上。
通過參照下列附圖及具體實施例的描述將會更好地理解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點及其他目的，其中

圖1是表明具有螺旋管形筒壁的爐體的一個簡化示意圖;
圖2是按照本發(fā)明的一種形式的一個水平補強構(gòu)件的側(cè)視圖;
圖3是沿圖2中的3-3線截取的正剖面圖;
圖4是沿圖3中4-4線截取的焊接在兩個相鄰管子之間的插入墊板的剖面圖;
圖5是沿圖4中5-5線截取的剖面圖;和圖6是裝在一種鉛直管爐壁上的、本發(fā)明另一種形式的安裝板條的透視圖。
現(xiàn)在參照圖1所示，其中表示有一個爐體10，該爐體有一個螺旋管形筒壁12，筒壁12包括有多個由相應(yīng)的肋片16連接的軸向管段14。通常，筒壁的上部具有鉛直管13。
圖2-5表示出按照本發(fā)明的一種形式的爐筒擋塊組件17。因地震和風產(chǎn)生的負葆經(jīng)由爐筒擋塊組件17自螺旋管形筒壁12傳遞給水平補強構(gòu)件20。如圖3-5中清晰可見，插入墊板28是細長的并且具有圓滑的軸向端部28A(如圖5清晰可見)。如圖3所示，軸向端部28A也是帶錐度的(逐漸變尖)，以便將其裝配到軸向管段14中。它的正面28B一般是平面形的，且設(shè)置在軸向管段14上時，二者之間呈相切的關(guān)系。插入墊板28在形狀上有點象用于開啟啤酒罐的、口語中稱之為“起子”的那種工具的形狀。
由此可見，大致按水平方向分組布置有多個插入墊板28就可為兩上沿大致水平方向間隔開的、平行安裝的板條30提供一個安裝表面。因此把安裝板條30焊接在螺旋管形筒壁12和插入墊板28的上面，將在每個安裝板條30的每一側(cè)緣上形成有基本上是連續(xù)的焊接。其結(jié)果是，這種安裝方式要比只在螺旋管形筒12上設(shè)置安裝板條30并且只焊接與軸向管段14相切的那些部位優(yōu)越得多。
為了將產(chǎn)生的熱應(yīng)力減至最小，安裝板條30有一個最小的合理厚度，該厚度與針對特定應(yīng)用場合預(yù)估作用力相適應(yīng)。該最小厚度必須能把相應(yīng)的安裝板條30維持在與螺旋管形筒壁12的溫度盡可能相同的溫度上。
因為爐筒擋塊17的其余部分具有很大的熱質(zhì)量而對螺旋管形筒壁12的溫度反應(yīng)很慢，因此強烈期望它與安裝板條30基本上形成熱隔離。因此，安裝板條30是通過許多螺栓34和螺母36連接到一U形板32上的。這種連接還包括設(shè)在相應(yīng)螺栓34上的墊片38。墊片38減少了熱傳導(dǎo)并簡化了現(xiàn)場組裝工作。
將U形板32的尺寸和形狀確定成使其能和螺旋管形筒壁隔開，而形成熱隔離。在水平補強構(gòu)件20和U形板32之間的連接是通過鉛直板41和處于同一平面內(nèi)的第一和第二水平板42、43完成的。由圖中可以看出，鉛直板41垂直于同一平面內(nèi)的水平板42、43。水平板43和水平板42一樣都焊接到鉛直板41上。每個板又都焊接到U形板32上，并且還要焊接到一個平面板46上。平面板46焊接到水平補強構(gòu)件20上。由此可以看出，這種具體的焊接結(jié)構(gòu)有很大的熱質(zhì)量，并且因此具有與安裝桿30隔熱的必要性。
應(yīng)該認識到，在各個安裝板條30和U形板32之間的空間、以及在U形板32和螺旋形筒壁12之間的空間提供熱隔離都是很重要的，并且對于提供現(xiàn)場安裝可調(diào)節(jié)性現(xiàn)場裝配也是很重要的。
在安裝板條30和U形板32之間使用螺栓而不采用焊接也是很重要的，因為這樣做不僅減少了熱傳導(dǎo)，而且還能允許出現(xiàn)少量的相對移動。雖然這種相對移動可能小到0.020英寸，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認識到，焊接連接在類似的負荷下就可能很容易地發(fā)生破裂。
按照本發(fā)明的另一個實施例，一鉛直管形筒壁50包括有鉛直的軸向管段14組成，軸向管段14由相應(yīng)的肋片16連接，而筒壁50具有平面的、相互平行并且間隔開的帶邊緣凹凸的連接板44焊接到筒壁50上。在帶邊緣凹凸的連接板44上設(shè)有孔44A，用于接納螺栓34和該設(shè)備在另一實施例中設(shè)在各個安裝板條30之間的其余部分。這樣一來，就可在一個具有鉛直管形筒壁50的爐體上體現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點。
本發(fā)明的提供有良好的現(xiàn)場可調(diào)節(jié)性，并且提供一種不會在筒壁12中或爐筒擋塊17中引入過大熱應(yīng)力的結(jié)構(gòu)。具體而言，本發(fā)明既可應(yīng)用到螺旋管形爐壁上，又可應(yīng)用到鉛直管形爐壁上。
參照以上所示優(yōu)選實施例所描述的本發(fā)明。該設(shè)備所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可望從中取得教益，做出其它的改變。這些改變都被認為是包括在本說明書所公開的范圍內(nèi)，且將通過本發(fā)明以下的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種爐筒擋塊，其用將由管子及肋片組成的爐壁和水平補強構(gòu)件相結(jié)合，其特征在于，該爐筒擋塊包括第一和第二大致平行的且平面的、相互間隔開的板；將所述第一和第二大致平行的、平面的、相互間隔開的板固定到相關(guān)的筒壁上的裝置；一個U形板，該U形板具有第一和第二對置的、大致平行的、平面的、相互隔開的側(cè)緣，所述第一和第二側(cè)緣相互隔開布置，并基本上平行于所述第一和第二大致平行的、平面的、相互間隔開的板；將所述U形板的所述第一和第二側(cè)緣分別連接到所述第一和第二大致平行的、平面的、相互間隔開的板上的裝置；以及將所述U形板剛性地連接到相關(guān)的水平補強構(gòu)件上的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，用于將所述U形板的所述第一和第二側(cè)緣分別連接到所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板上的所述裝置允許有0.020英寸左右的相對移動。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，將所述U形板的所述第一和第二側(cè)緣分別連接到所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板上的所述裝置包括有多個螺栓和螺母。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述相關(guān)的筒壁是一種螺旋管形筒壁，該筒壁具有多個通過肋片分別連接的軸向管段，而用于將所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板固定以該相關(guān)筒壁上的所述裝置包括有多個插入墊板，這些插入墊板設(shè)置在沿側(cè)向相鄰的管子中間并且具有與管子大致相切的外端面，將所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板焊接到多個所述插入墊板和筒壁的管子上。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述相關(guān)的筒壁是一種螺旋形筒壁，該筒壁具有多個通過肋片分別連接的軸向管段，且用于將所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板固定到該相關(guān)筒壁上的所述裝置包括有多個插入墊板，這些插入墊板設(shè)置在沿側(cè)向相鄰的管子中間并且具有和管子大致相切的外端面，以及將所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板焊接到多個所述插入墊板和筒壁的管子上。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中，所述相關(guān)的筒壁是一種螺旋形筒壁，該筒壁具有多個通過肋片分別連接的軸向管段，且用于將所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板固定到該相關(guān)筒壁上的所述裝置包括有多個插入墊板，這些插入墊板設(shè)置沿側(cè)向相鄰的管子中間并且具有和管子大致相切的外端面，以及將所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板焊接到多個所述插入墊板和筒壁的管子上。
7.如權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述相關(guān)的筒壁是一種螺旋形筒壁，該筒壁具有多個通過肋片分別連接的軸向管段，且用于將所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板固定到該相關(guān)筒壁上的所述裝置包括有多個插入墊板，這些插入墊板設(shè)置在沿側(cè)向相鄰的管子中間并且具有和管子大致相切的外端面，以及將所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板焊接到多個所述插入墊板和筒壁的管子上，所述插入墊板是大致平面的且具有用于與相關(guān)的筒壁相接合的帶凹凸彎曲的軸向端部。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中，每個所述插入墊板都有逐漸變細的軸向端部。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其中，將所述U形板剛性地連接到所述相關(guān)的水平補強構(gòu)件上的所述裝置包括有一第一大致鉛直的板，該板大致垂直所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，將所述U形板剛性地連接到所述相關(guān)的水平補強構(gòu)件上的所述裝置包括有一第一大致水平板，該板大致平行于所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板并且焊接到所述大致鉛直板上。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中，將所述U形板剛性地連接到所述相關(guān)的水平補強構(gòu)件上的所述裝置包括一個第二大致水平板，該板大致平行于所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板，并且焊接到所述大致鉛直板上。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述第一和第二板大致設(shè)置在同平面內(nèi)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備進一步還包括設(shè)在所述螺栓上的墊片。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，相關(guān)的筒壁是一個鉛直管形筒壁，而所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板是焊接到其鉛直管子上的帶邊緣凹凸的連接板。
15.如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，相關(guān)的筒壁是一個鉛直管形筒壁，而所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板是焊接到其鉛直管子上的帶邊緣凹凸的連接板。
16.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，相關(guān)的筒壁是一個鉛直管形筒壁，而所述第一和第二大致平行的、平面的、間隔開的板是焊接到其鉛直管子上的帶邊緣凹凸的連接板。
全文摘要
一種爐筒擋塊，其用于使一個由管子和肋片組成的筒壁(12)以及水平補強構(gòu)件(20)相配合，其包括有二個大致平行的、平面的、間隔開的板(42，43)；將板(42，43)固定到相關(guān)筒壁上的裝置；以及一種U形板(32)，該U形板具有兩個對置的大致平行的、平面的、間隔開的側(cè)緣，各側(cè)緣大致平行于各板(42，43)；將U形板的各側(cè)緣分別連接到各板(42，43)上的裝置(34，36)，以及將U形板剛性地連接到相關(guān)水平補強構(gòu)件上的裝置。
文檔編號F22B37/66GK1096089SQ9312151
公開日1994年12月7日 申請日期1993年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月29日
發(fā)明者R·G·佩恩 申請人:燃燒工程有限公司