УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЗМЕЕВИКОВ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ПАКЕТОВ КОТЛА С КИПЯЩИМ СЛОЕМ Российский патент 1995 года по МПК F22B37/20 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котлостроении.

Известно опорное устройство, состоящее из двух труб, охватывающих поверхность нагрева с двух сторон и соединенных между собой дистанционирующими планками и перемычками [1]
Известно устройство для крепления змеевиков горизонтальных пакетов котла, содержащее пару опорных труб, которые охватывают змеевики с двух сторон, имеют встречные гибы в местах установки стягивающих пластин и снабжены встречными дистанционирующими выступами в местах установки змеевиков [2]
Известные устройства предназначены для передачи нагрузок от поверхностей нагрева на каркас котла путем опирания змеевиков на охлаждаемые элементы вертикально расположенных труб, представляющих собой в целом самостоятельно охлаждаемую подвесную систему, включенную в водяной и паровой низкотемпературный тракт котла и имеющую специально для этой цели предназначенную подводящую и отводящую систему труб, коллекторов и подвесок.

Цель изобретения снижение металлоемкости котла за счет ликвидации самостоятельно охлаждаемой подвесной системы, подводящих и отводящих труб, коллекторов и подвесок, а также повышение надежности работы котла в связи с уменьшением сварных стыков и труб под давлением.

Для этого в устройстве для крепления змеевиков горизонтальных пакетов котла с кипящим слоем, содержащим пары опорных труб, охватывающих трубы змеевиков с двух сторон и снабженных встречными дистанционирующими выступами в зоне расположения труб змеевиков, пары опорных труб отогнуты в вертикальной плоскости перпендикулярно осям змеевиков на величину поперечного шага установки горизонтальных пакетов змеевиков, а наклонные участки каждой пары соединены листами жесткости.

На фиг. 1 представлено устройство для крепления змеевиков горизонтальных пакетов котла с кипящим слоем, поперечный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 5 сечение Г-Г на фиг. 2; на фиг. 6 узел I на фиг. 2.

Устройство для крепления змеевиков горизонтальных пакетов котла с кипящим слоем содержит пары опорных труб 1, отогнутых в вертикальной плоскости перпендикулярно осям труб змеевиков на величину S₁ поперечного шага установки горизонтальных пакетов 2 змеевиков. Наклонные участки 3 каждой пары труб 1 соединены листами жесткости 4. В местах установки труб змеевиков на парах труб 1 приварены опорные планки 5. В местах перехода наклонных участков труб 1 в прямые трубы 1 соединены между собой приваренными к ним прутками 6. Устройство содержит также ограждающие экраны 7, опорные балки 8, коллекторы 9 и 10, подвесные элементы 11.

Устройство работает следующим образом.

В процессе работы котла слой топлива и наполнителя находится в псевдоожиженном состоянии за счет создания необходимого перепада давления воздуха по высоте слоя. Энергия псевдоожижения и перемешивания слоев в различных направлениях является фактором физического воздействия на трубы поверхностей нагрева в кипящем слое, в связи с чем опорная система пароперегревателя должна быть достаточно жесткой для вибрации труб, особенно с собственной частотой колебаний. Предлагаемое изобретение отвечает предъявляемым требованиям. Отгибка опорных труб в вертикальной плоскости и неподвижное попарное скрепление их увеличивает жесткость и несущую способность опорного устройства.

Для жестких труб момент инерции
I_ж= 2(D²-d²)+ (D⁴-d⁴).

При t 2D
I_ж 1,57 ˙ D² ˙ (D² d²) + 0,1˙ (D⁴ d⁴). Для "нежестких" труб I_н 0,1 ˙ (D⁴
d⁴).

П р и м е р. Труба ⊘ 42 x 5; t 2D 84 мм. Момент инерции I_ж 1,57 ˙ 4,2² ˙ (4,2² -3,2²) + 0,1 ˙ (4,2⁴
-3,2⁴) 225,6 см⁴;
I_н 0,1 ˙ (4,2⁴ 3,2⁴) 20,6 см⁴. Момент сопротивления W_ж 225,6/6,335,8 см³;
W_н 20,6/2,1 9,8 см^3. Сравнение
h_I I_ж/I_н 225,6/20,6 11; h_W W_ж/W_н35,8/9,8 3,6.

Предлагаемое изобретение кроме совмещения функций поверхности нагрева для снижения температуры слоя и опорного устройства позволяет надежно закрепить горизонтальные змеевики пароперегревателя, устранить вибрацию труб, снизить металлоемкость и повысить уровень ремонтопригодности котла.

Трубы опорного устройства работают в режиме испарительных экранов, размещенных в кипящем слое, где теплообмен интенсифицирован высоким значением коэффициента теплопередачи (200 ккал/м²ч ^оС).

Однако надежность работы труб и приварных элементов креплений гарантирована постоянным значением температуры пароводяной смеси при рабочем давлении котла с естественной циркуляцией. Вода из барабана котла поступает в коллекторы двухсветных экранов, а затем в опорные трубы 1, расположенные в кипящем слое. Пароводяная смесь поднимается в барабан за счет разницы удельных весов воды и пароводяной смеси, создает надежное охлаждение испарительных труб 1 двухсветных экранов и опорного устройства в целом за счет высоких значений коэффициента теплоотдачи от стенки к среде (15 ˙ 10³ ккал/м²ч ^оС). Марка стали приварных элементов (4-6) выбрана в зависимости от принятого шага.

Предлагаемое изобретение будет применено на котле 230 т/ч для сжигания антрацитового штыба ухудшенного качества в кипящем слое на Несветай ГРЭС.

Использование: в котлостроении. Сущность изобретения: пары опорных труб отогнуты в вертикальной плоскости перпендикулярно осям труб змеевиков на величину поперечного шага установки горизонтальных пакетов змеевиков. Наклонные участки каждой пары труб соединены листами жесткости. В местах установки труб змеевиков на парах труб приварены опорные планки, в местах перехода наклонных участков труб в прямые трубы соединены между собой приваренными к ним прутками. 6 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЗМЕЕВИКОВ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ПАКЕТОВ КОТЛА С КИПЯЩИМ СЛОЕМ, содержащее пары опорных труб, охватывающих трубы змеевиков с двух сторон и снабженных дистанционирующими выступами в местах установки труб змеевиков, отличающееся тем, что пары опорных труб введены из вертикальной плоскости их расположения перпендикулярно осям труб змеевиков на величину поперечного шага установки горизонтальных пакетов с образованием наклонных участков в каждой паре труб, соединенных листами жесткости.