ГАЗОХОД КОТЛА Российский патент 1995 года по МПК F22B37/24 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано, например, в котлах подвесной конструкции.

Известен котел, газоход которого выполнен из мембранных панелей поверхностей нагрева, подвешенный к балкам каркаса котла. Барабан котла установлен на упомянутых балках каркаса. К ригелям каркаса котла на нескольких уровнях крепятся ограничители горизонтальных перемещений газохода, которые взаимодействуют с упорами, прикрепленными к поясам жесткости газохода, и тем самым повышают его сейсмоустойчивость [1]
Недостатком такой конструкции является значительный дополнительный расход металла на обеспечение упомянутой сейсмостойкости.

Наиболее близким к предлагаемому является котел, содержащий газоход, выполненный из мембранных панелей, внутри которого расположены опирающиеся на панели поверхности нагрева. Указанный газоход прикреплен короткими подвесками к потолочным балкам, на последних установлен барабан [2]
Недостатком такой конструкции является относительно низкая ее сейсмостойкость. При землетрясении под действием распределенной массы газохода и сосредоточенных масс поверхностей нагрева газоход раскачивается как физический маятник, причем наибольшие горизонтальные перемещения имеют место внизу газохода. Следствием этого являются возникновения разрушающих напряжений внизу в питательных трубопроводах, в зонах их крепления к камерам газохода, а также вверху газохода, в районе крепления подвесок к камерам и потолочным балкам, в пароотводящих трубопроводах и зонах их крепления к камерам и барабану.

В верхней части предлагаемого газохода котла, выполненного из мембранных панелей, часть из которых образует потолок газохода, прикрепленных к потолочным балкам на подвесках, между потолком газохода и потолочными балками размещен вертикальный стержень, одним концом, например верхним, жестко соединенный соответственно с потолочными балками, а другим подвижно с возможностью вертикального перемещения с упором, закрепленным на потолке газохода. При этом упомянутый стержень оснащен втулкой, подвижно размещенной на нем и шарнирно соединенной посредством тяг с мембранными панелями потолка газохода.

Наличие такой системы исключает большие отклонения газохода котла относительно потолка при землетрясении, снижает поперечные нагрузки на подвески и пароотводящие трубы, тем самым повышая надежность конструкции в целом. Шарнирное крепление тяг обеспечит беспрепятственное тепловое расширение потолка газохода котла тем, самым исключая тепловые напряжения.

На фиг.1 изображена верхняя часть котла, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.2 (фрагмент потолочного экрана в зоне крепления к нему тяг).

Газоход котла выполнен из передней 1 с фестонированием вверху, боковых 2 и задней 3 мембранных панелей, последняя из которых отогнута и образует потолок 4 газохода. Мембранные панели состоят из труб 5, соединенных между собой проставками 6, и вверху газохода соединены соответственно с передней 7, боковыми 8 и задней 9 камерами. В газоходе расположены поверхности нагрева, прикрепленные к мембранным панелям, внизу к камерам мембранных панелей крепятся подводящий газовый короб и питательные трубопроводы (не показаны). В нижней части газоход закреплен от горизонтальных перемещений одним из известных способов. Подвески 10 газохода крепятся с одной стороны к камерам 7 и 8 панелей и трубам 5 задней панели 3, с другой к балкам потолочного перекрытия 11. Камеры 7-9 пароотводящими трубами 12 соединены с барабаном котла 13, установленным посредством опор 14 на балках потолочного перекрытия 11. Над потолком 4 газохода котла по оси его центра тяжести установлен вертикальный стержень 15 преимущественно трубного профиля, один (верхний) конец которого пропущен сквозь отверстие в листе 16 и жестко соединен по контуру с упомянутым листом 16 (отверстие в листе 16 выполнено по размерам, близкое к наружному диаметру стержня 15). Лист 16 жестко скреплен по контуру с балками потолочного перекрытия 11. Другой (нижний) конец стержня 15 взаимодействует с упором 17 с возможностью вертикального перемещения в нем упомянутого стержня 15. Упор 17 жестко укреплен на потолке 4 газохода. Стержень 15 оснащен подвижно размещенной на ней втулкой 18. Последняя шарнирно соединена посредством парных проушин 19, закрепленных на них тяг 20 с проушинами 21 на концах, пальцев 22 и парных проушин 23, закрепленных на потолке 4 газохода вблизи его углов, с мембранными панелями потолка 4 газохода. В зонах крепления упора 17 и проушин 23 к потолку 4 газохода поверхность панели выровнена посредством вварки полос 24 между трубами 5. Возможен вариант исполнения предлагаемого газохода с инверсным креплением стержня 15: нижний конец его жестко укреплен на полосах 24 и трубах 5 потолка 4 газохода, а верхний его конец взаимодействует с листом 16 с возможностью вертикального перемещения в его отверстии упомянутого стержня 15. Упор 17 в этом варианте исполнения отсутствует.

Предлагаемый газоход котла работает следующим образом.

При пуске котла горячие газы через газовый короб поступают к низу котла, далее по газоходу, образованному мембранными панелями 1-3, проходят сквозь поверхности нагрева и выходят через фестон в верхней части передней панели 1. При этом трубы 5 с проставками 6 и полосами 24 нагреваются и расширяются, в результате чего участки крепления парных проушин 23 на потолке 4 газохода расходятся. Наклонные тяги 20 проворачиваются в сторону наклонного потолка 4 относительно пальцев 22, сдвигая за собой вдоль стержня 15 в направлении к потолку 4 втулку 18, не накладывая никаких ограничений на температуpное расширение упомянутого потолка 4. При землетрясении низ газохода благодаря ограничителям горизонтальных перемещений имеет незначительное горизонтальное перемещение, поэтому напряжения в зонах крепления питательных трубопроводов к камерам панелей 1-3 малы. Инерционное горизонтальное усилие от поверхностей нагрева и панелей 1-3 вверху газохода передается на наклонный потолок 4, с которого через трубы 5 с проставками 6 и полосами 24 и далее через парные проушины 23 на наклонные тяги 20, а от последних на втулку 18 и далее на вертикальный стержень 15.

В первом варианте исполнения с верхнего конца упомянутого стержня 15 усилие передается через лист 16 балкам потолочного перекрытия 11. Возникающее при этом горизонтальное усилие с нижнего конца стержня 15 передается на упор 17 и далее через проставки 6 и полосы 24 труб 5 на потолок 4 газохода. При этом в зоне крепления упора 17 на потолке 4 газохода возникает изгибающий момент, поскольку поперечно усилие от стержня 15 передается на упор 17 выше уровня потолка 4 газохода.

Во втором варианте исполнения предлагаемого газохода в зоне крепления стержня 15 к потолку 4 также возникает момент, величина которого возрастает с удалением втулки 18 от листа 16.

Вариант исполнения предлагаемого газохода выбирается из условия действия наименьшего момента на потолке газохода. Значительные усилия возникают под действием инерционных горизонтальных нагрузок от газохода при землетрясении в участках установки проушин 23 на потолке 4 газохода, где последний ужесточен мембранными панелями 1-3.

Предлагаемая конструкция обеспечивает восприятие инерционного усилия вверху газохода, потолок 4 его имеет малое смещение относительно балок потолочного перекрытия 11, следовательно, напряжения от упомянутого смещения в зонах крепления подвесок 10 к камерам 7-9, а также напряжения в пароотводящих трубопроводах 12 и зонах их крепления к камерам 7-9 к барабану 13 будут невелики.

Следовательно, предлагаемая конструкция обеспечит более высокую надежность котла в целом в зонах высокой сейсмической активности.

Использование: в теплоэнергетике, а именно в котлах подвесной конструкции. Сущность изобретения: газоход котла, образованный мембранными панелями 1 3, прикрепленный к потолочным балкам на подвесках 10, содержит вертикальный стержень 15, расположенный между мембранными панелями, образующими потолок газохода, и потолочными балками. Один конец смтержня, например верхний, жестко соединен с потолочными балками, а другой подвижно соединен с возможностью вертикального перемещения с упором 17, закрепленным соответственно на потолке газохода. Упомянутый стержень 15 оснащен втулкой, подвижно размещенной на нем, и шарнирно соединен посредством тяг с мембранными панелями потолка газохода. Конструкция обеспечивает восприятие инерционного усилия, возникающего при землетрясении, вверху газохода, потолок его имеет малое смещение относительно балок потолочного перекрытия, следовательно, напряжения от упомянутого смещения в зонах крепления подвесок к камерам и барабану будут невелики. 3 ил.

ГАЗОХОД КОТЛА, выполненный из мембранных панелей, часть из которых образуют потолок газохода, прикрепленных к потолочным балкам на подвесках, отличающийся тем, что содержит вертикальный стержень, размещенный между потолком газохода и потолочными балками, одним концом, например верхним, жестко соединенный соответственно с потолочными балками, а другим подвижно с возможностью вертикального перемещенния дополнительно установлены упором, закрепленным на потолке газохода, при этом упомянутый стержень оснащен подвижно размещенной на нем втулкой, шарнирно соединенной посредством тяг с мембранными панелями потолка газохода.