КОТЕЛ Российский патент 1995 года по МПК F22B37/24 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в котельных агрегатах.

Известен котел, содержащий корпус прямоугольного сечения с поясами жесткости, обрамляющий топочную камеру и конвективный газоход, разделенные общим охлаждающим экраном и снабженные передним, боковыми и задним экранами, выполненными из труб, входные и выходные участки которых заведены соответственно в нижний и верхний коллекторы, причем корпус посредством поясов жесткости и жестко соединенных с ними подвижных обойм закреплен на опускных стойках, на которых установлен барабан, расположенный вдоль плоскости симметрии корпуса [1]
Недостатком известной конструкции котла является пониженная надежность при сейсмических воздействиях вследствие недостаточной прочности системы барабан стояки.

Целью изобретения является повышение надежности котла.

Поставленная цель достигается тем, что известный котел дополнительно снабжен Г-образной траверсой, выполненной в виде горизонтальной балки и установленной вдоль оси корпуса вертикальной стойки, а также наклонными стержнями, шарнирно прикрепленными с одной стороны к вертикальной стойке, а с другой к барабану, и ограничителями горизонтальных перемещений, установленными на барабане и верхних коллекторах переднего и охлаждающего экранов.

Эта конструкция позволяет уменьшить горизонтальные перемещения барабана относительно корпуса котла при сейсмических толчках и снизить поперечные нагрузки на стояки и пароотводящие трубы. Однако в случае возможности сейсмического толчка большой силы в направлении продольной оси котла для повышения надежности котла требуются дополнительные мероприятия.

В этом случае котел может быть дополнительно снабжен вертикальными стойками, установленными в плоскости боковых экранов, а также наклонными стержнями, шарнирно прикрепленными с одной стороны к вертикальным стойкам, а с другой к барабану, и ограничителями горизонтальных перемещений, установленными на барабане и верхних коллекторах боковых экранов.

Ограничители горизонтальных перемещений могут быть снабжены регулировочными болтами.

На фиг.1 изображен предлагаемый котел, общий вид; на фиг.2 вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 узел I на фиг.2; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 узел II на фиг.1; на фиг.6 вид по стрелке В на фиг.5.

Котел содержит корпус 1 прямоугольного сечения с поясами жесткости 2, обрамляющий топочную камеру 3 и конвективный газоход 4, разделенные общим охлаждающим экраном 5 и снабженные передним 6, боковыми 7 и задним 8 настенными экранами, выполненными из труб, входные и выходные участки которых заведены соответственно в нижние и верхние коллекторы. Корпус 1 посредством поясов жесткости 2 и жестко соединенных с ними подвижных обойм 9 закреплен на стойках 10, на которых установлен барабан 11, расположенный вдоль плоскости симметрии корпуса 1.

Корпус 1 котла опирается на фундамент с помощью опор 13, а стояки 10 с помощью опор 14. Стояки 10 сообщены между собой по рабочей среде через трубы 15. Экраны 5-8 соединены пароотводящими трубами 16 с барабаном 11.

Котел снабжен Т-образной траверсой 17, выполненной в виде горизонтальной балки 18 и установленной вдоль оси корпуса 1 вертикальной стойки 19, а также наклонными стержнями 20, шарнирно прикрепленными с одной стороны посредством проушин 21 и пальцев 22 к вертикальной стойке 19, а с другой посредством проушин 23 и пальцев 24 к барабану 11, и ограничителями горизонтальных перемещений 25 и 26, установленными соответственно на барабане 11 и верхних коллекторах 27 и 28 переднего 6 и охлаждающего 5 экранов. Ограничители горизонтальных перемещений 25 и 26 снабжены регулировочными болтами 29.

Котел дополнительно может быть снабжен вертикальными стойками 30, установленными в плоскости боковых экранов 7, а также наклонными стержнями 31, шарнирно прикрепленными с одной стороны посредством проушин 32 и пальцев 39 к вертикальным стойкам 30, а с другой посредством проушин 34 и пальцев к барабану 11, и ограничителями горизонтальных перемещений 36 и 37, установленными соответственно на барабане 11 и верхних коллекторах 38 боковых экранов 7. Ограничители горизонтальных перемещений 36 и 37 также снабжены регулировочными болтами 29.

Коллекторы 27 и 28 по концам жестко соединены, например, косынками 39 с коллекторами 38.

Котел работает следующим образом.

Образующиеся в топочной камере 3 при сжигании топлива дымовые газы омывают экраны 5-8 и, пройдя конвективный газоход 4, отводятся из котла. В трубах экранов 5-8 образуется пароводяная смесь, которая поступает в барабан 11 через пароотводящие трубы 16, где пар отделяется от воды и направляется потребителю. Котловая вода из барабана 11 через опускные стояки 10 поступает в экраны 5-8.

При разогреве котла происходит тепловое расширение барабана 11 и перемещение стояков 10. Благодаря равенству тепловых перемещений стояков 10 и барабана 11 устраняется возникновение напряжений изгиба. Соединение стояков 10 в нижней части трубами 15 предотвращает появление дополнительных напряжений в конструкции от сил трения при перемещении опор 14 по фундаменту.

При разогреве барабана 11 наклонные стержни 20 проворачиваются с раскрытием угла межу ними и стойка 19 перемещается вверх (по направлению к барабану 11). Аналогично перемещается и стойка 30.

При воздействии сейсмического толчка, например, поперек котла сейсмическое усилие от барабана 11 через проушины 23, пальцы 24, стержни 20, пальцы 22, проушины 21 и ограничители горизонтальных перемещений 25 передаются на стойку 19 Т-образной траверсы 17 и далее на горизонтальную балку 18, с концов которой усилие передается через ограничители 26 на коллекторы 27 и 28 и через косынки 39 на корпус 1 котла и далее через опоры 13 и 14 на фундамент. При этом перемещение барабана 11 относительно корпуса 1 незначительно, следовательно, и напряжения, возникающие от воздействия сейсмического толчка на узлы соединения барабана 11, а также пароотводящих труб 16 с барабаном 11 и коллекторами 27, 28 и 38, будут значительно снижены. Для уменьшения горизонтальных перемещений барабана 11 относительно корпуса 1 регулировочные болты 29 в процессе монтажа подводят вплотную к полкам стойки 19 и балки 18 Т-образной траверсы 17.

При сейсмическом толчке, ориентированном вдоль котла, усилие от барабана 11 передается через проушины 34, пальцы 35, стержни 31, пальцы 33, проушины 32 и ограничители горизонтальных перемещений 36 на стойку 30 и далее через регулировочные болты 29 и ограничители горизонтальных перемещений 37 на камеры боковых экранов 7 и на корпус котла 1. С корпуса 1 котла усилия передаются через опоры 13 и 14 на фундамент. Для уменьшения величины горизонтальных перемещений барабана 11 относительно корпуса 1 болты 29 вплотную подводят к полкам стоек 30.

Предлагаемая конструкция котла обеспечит снижение напряжений в узлах соединения стояков и пароотводящих труб с барабаном от нагрузок при сейсмических толчках за счет передачи основной величины нагрузки от барабана через систему стоек и стержней, шарнирно соединенных с ними, и ограничителей горизонтальных перемещений на корпус котла и далее на его фундамент.

Использование: в теплоэнергетике, а именно в котлах. Сущность изобретения: конструкция котла обеспечивает снижение напряжений в узлах соединения стояков 10 и пароотводящих труб с ббарабаном 11 от нагрузок при сейсмических толчках за счет передачи основной величины нагрузки от барабана 11 через систему стоек и стержней, шарнирно соединенных раскосами с ними, и ограничителей горизонтальных перемещений на корпус котла и далее на его фундамент. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

1. КОТЕЛ, содержащий закрепленный на опускных стойках через пояса жесткости корпус, обрамляющий топочную камеру и газоход, разделенные между собой общим охлаждающим экраном и снабженные передними, боковыми и задним настенными экранами, выполненными из труб, входные и выходные участки которых заведены соответственно в нижний и верхний коллекторы, и барабан, размещенный вдоль плоскости симметрии корпуса и установленный на упомянутых опускных стойках, отличающийся тем, что он снабжен Т-образной траверсой, выполненной в виде горизонтальной балки и установленной вдоль оси корпуса вертикальной стойки, а также наклонными стержнями, шарнирно прикрепленными с одной стороны к вертикальной стойке, а с другой к барабану, и ограничителями горизонтальных перемещений, установленными на барабане и на верхних коллекторах переднего и охлаждающего экранов. 2. Котел по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен вертикальными стойками, установленными в плоскости боковых экранов, а также наклонными стержнями, шарнирно прикрепленными с одной стороны к вертикальным стойкам, а с другой к барабану, и ограничителями горизонтальных перемещений, установленными на барабане и верхних коллекторах боковых экранов. 3. Котел по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что ограничители горизонтальных перемешений снабжены регулировочными болтами.