КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОПОРЫ ДЛЯ БОКОВОГО ЭКРАНА ВЕРТИКАЛЬНОГО ГАЗОХОДА ДЛЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ В ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ПАРОГЕНЕРАТОРЕ Российский патент 2023 года по МПК F22B37/20 

Область техники

Настоящее изобретение относится к конструкции для обеспечения горизонтальной опоры и способу обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, в теплоэнергетическом парогенераторе согласно ограничительным частям независимых пунктов приложенной формулы изобретения. В соответствии с некоторыми предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения первый боковой экран представляет собой общий экран двух соседних газоходов для дымовых газов в теплоэнергетическом парогенераторе.

Уровень техники

Теплоэнергетические парогенераторы, такие как котлы с циркулирующим псевдоожиженным слоем, как правило, содержат топку и канал сброса дымовых газов, соединенный по потоку газа с верхней частью топки. Боковые экраны, окружающие топку и канал сброса дымовых газов, обычно образованы в виде конструкции из так называемых трубных экранов, содержащей параллельные экранные трубы, сваренные вместе посредством пластинчатых ребер. Боковые экраны обычно содержат испарительные водяные трубы, по которым при эксплуатации проходит смесь воды и пара, при этом боковые экраны по существу имеют температуру испарения. Канал сброса дымовых газов обычно содержит множество по существу прямолинейных секций, а именно так называемых дымоходов/газоходов для дымовых газов. Топку, в которой дымовые газы образуются и перемещаются главным образом вверх, часто называют первым газоходом для дымовых газов. Обычно по меньшей мере один из газоходов для дымовых газов содержит пароперегревательную трубу, то есть трубу для пропускания пара, которая используется для отбора тепла из дымовых газов с целью преобразования пара в перегретый пар с относительно высокой температурой.

В патентном документе GB 837994 A упоминается способ подвешивания пучка змеевидных труб пароперегревателя в газоходе для дымовых газов посредством подвешивания труб пароперегревателя к противоположным экранным трубам газохода для дымовых газов за счет установки двух выступающих наружу проушин на каждой из змеевидных труб и опирания проушин на аналогичные проушины, выступающие внутрь и приваренные к экранным трубам, при этом контактирующие поверхности проушин адаптированы для обеспечения возможности расширения и сжатия труб пароперегревателя при изменении температуры. В документе GB 837994 A также раскрыт способ опирания соответствующих труб пароперегревателя в газоходе для дымовых газов посредством опорных проушин, прикрепленных к U-образным коленам труб и расположенных с возможностью опирания при скользящем контакте с горизонтальной секцией трубы с жидкостным охлаждением, установленной вдоль внутренней стороны противоположных рядов вертикальных труб с жидкостным охлаждением, подвешенных сверху так, чтобы они были расположены вдоль противоположных экранов газохода для дымовых газов.

В патентном документе GB 892639 упоминается что горизонтальные нагреватели для текучей среды в газоходе, такие как пароперегреватели и экономайзеры, образованные из ширм из пучка труб с U-образными коленами, расположенных между противоположными вертикальными экранными трубами, ограничивающими газоход, обычно содержали кронштейны, прикрепленные к экрану, и проушины, прикрепленные к нагревателю, при этом ширмы были оперты на концах за счет опирания проушин на кронштейны для экранов, и любое перемещение, вызываемое тепловым расширением ширмы, компенсировалось скольжением проушины и кронштейна для экрана относительно друг друга. В документе GB 892639 также раскрыт трубчатый пароперегреватель в газоходе котла, при этом пароперегреватель включает в себя вертикальную ширму из труб, включающую в себя пучок змеевидных труб с участками труб, проходящими горизонтально поперек газохода, при этом самое наружное U-образное колено из группы U-образных колен зафиксировано относительно границы газохода, при этом каждая труба, включающая в себя внутреннее U-образное колено, опирается на трубу, включающую в себя наружное U-образное колено, для обеспечения возможности продольного перемещения участков труб относительно друг друга. Самый нижний участок трубы из ширмы может опираться снизу на опорные средства, содержащие вертикальные опорные трубы с жидкостным охлаждением, которые могут быть соединены с системой циркуляции текучей среды в котле.

В US 6321691 В1 раскрыты пароперегревательные трубы, прикрепленные к экрану котла посредством кронштейнов, которые находятся на расстоянии от опорной трубы для экрана и, следовательно, практически не обеспечивают повышения жесткости экрана, и любое возможное перемещение является горизонтальным, поскольку кронштейн перпендикулярен к опорной трубе для экрана.

В FR 2557281 А1 раскрыто устройство для обеспечения опоры для панели труб малого диаметра, образующей горизонтальные контуры, расположенные друг на другом между вертикальными стенками большого ограждения. Нижняя часть панели содержит в ее нижней зоне определенное число труб, прикрепленных друг к другу посредством ребер, приваренных к трубам, для формирования жесткой конструкции. Таким образом, данная конструкция образует балку, которая несет нагрузку и опирается на передний и задний вертикальные экраны газохода. Данное соединение обеспечивает соединение между пучком труб и вертикальным трубами, по существу неподвижное в горизонтальном направлении.

Вертикальные трубные боковые экраны топки и других газоходов для дымовых газов в теплоэнергетическом парогенераторе обычно закреплены для защиты от перепадов давления между внутренней стороной и наружной стороной боковых экранов посредством множества прочных балок, так называемых опорных балок пояса жесткости, расположенных с опиранием на наружные поверхности боковых экранов. Такие опорные балки увеличивают вес и стоимость конструкции. В патенте США № 8393304 B2 раскрыты опорные вертикальные трубные экраны, окружающие топку котла подвесной конструкции так, что обеспечивается уменьшение веса опорных балок за счет соединения экранов с вертикальными стойками, опирающимися на грунт, при этом соединение выполнено так, что перемещение водотрубных экранов возможно только в направлениях, обусловленных перемещениями из-за изменений температуры котла. Само собой разумеется, было бы желательно обнаружение новых способов для обеспечения возможности дополнительной минимизации веса или числа опорных балок, необходимых для обеспечения опоры для боковых экранов котла.

Некоторые парогенераторы содержат вертикальный газоход для дымовых газов с пароперегревательной трубой, имеющей общий экран с соседним, предшествующим, то есть расположенным выше по потоку, газоходом для дымовых газов. В качестве примера так называемая “over-the-top” конфигурация котла с псевдоожиженным слоем может иметь вертикальный газоход для дымовых газов, имеющий экран, общий с топкой. В качестве другого примера котел с псевдоожиженным слоем, такой как мусоросжигательный котел, может иметь свободный газоход, имеющий общий экран с расположенным ниже по потоку газоходом для дымовых газов, предусмотренным с пароперегревательной трубой. Поскольку имеется сильный поток горячих дымовых газов с обеих сторон такого общего экрана, общий экран, как правило, не может быть упрочнен посредством обычных опорных балок.

В GB 1015838 раскрыт парогенератор, в котором камера сгорания и соседний газоход для дымовых газов, имеющий экран, общий с камерой сгорания, усилены посредством горизонтальных кольцевых рам, окружающих как камеру сгорания, так и газоход. Общий трубный экран камеры сгорания и газохода усилен посредством охлаждаемых горизонтальных подпоров, расположенных вдоль общего экрана, при этом указанные горизонтальные подпоры усилены посредством охлаждаемых поперечных горизонтальных подпоров, расположенных поперек газохода.

Перепады давлений, которые могут преобладать на общем экране топки котла с циркулирующим псевдоожиженным слоем и соседнего заднего газохода, как правило, могут быть относительно большими, например, составляющими 6000 Па или даже больше. Для экономичного формирования общего экрана, то есть внутреннего экрана в конструкции котла, который может выдерживать такие перепады давлений, необходимо разработать новую конструкцию для обеспечения опоры и новый способ обеспечения опоры для такого общего экрана. Градиенты давлений, которые могут возникать при эксплуатации на общем экране свободного газохода, расположенного между топкой и расположенным дальше по потоку газоходом для дымовых газов, и расположенного дальше по потоку газохода для дымовых газов, как правило, являются относительно малыми, например, составляют порядка 100 Па. Однако в случае, если ширина и/или длина газоходов для дымовых газов являются большими, предпочтительная опора для общего экрана может также потребовать новой конструкции и нового способа обеспечения опоры для общего экрана.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить средства для обеспечения опоры для экрана в парогенераторе, при которых минимизируется или устраняется по меньшей мере часть вышеупомянутых недостатков.

Сущность изобретения

Вышеприведенные проблемы предшествующего уровня техники решаются или по меньшей мере минимизируются посредством решений, заявленных в независимых пунктах приложенной формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения определены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предложена конструкция для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, в теплоэнергетическом парогенераторе, при этом первый боковой экран содержит испарительные водяные трубы, предназначенные для перемещения смеси воды и пара с первой температурой, и вертикальный газоход для дымовых газов, содержит пароперегревательную трубу для перемещения пара со второй температурой, превышающей первую температуру, при этом пароперегревательная труба содержит множество жестких участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении и проходящих поперек газохода для дымовых газов от зоны вблизи первого бокового экрана до зоны вблизи второго бокового экрана, противоположного первому боковому экрану, в газоходе для дымовых газов, при этом пароперегревательная труба опирается сверху на подвеску, которая при эксплуатации имеет третью температуру, которая выше первой температуры, при этом жесткость первого бокового экрана увеличена посредством каждого из жестких участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении и содержащих первую и вторую концевые части, при этом каждая из первой и второй концевых частей прикреплена к ближайшему боковому экрану с помощью средства крепления, при этом указанное средство крепления обеспечивает возможность перемещения соответствующей концевой части и ближайшего бокового экрана относительно друг друга только в направлении теплового перемещения концевой части и ближайшего бокового экрана относительно друг друга.

Таким образом, жесткость первого бокового экрана предпочтительно повышена посредством каждого из жестких участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении и содержащих первую концевую часть, прикрепленную к первому боковому экрану с помощью первого средства крепления, и вторую концевую часть, прикрепленную ко второму боковому экрану с помощью второго средства крепления, при этом указанные первое и второе средства крепления обеспечивают возможность относительного перемещения первой и второй концевых частей относительно бокового экрана, к которому прикреплена концевая часть, только в направлении теплового перемещения концевой части и бокового экрана, к которому прикреплена концевая часть, относительно друг друга.

Основная задача настоящего изобретения состоит в обеспечении дополнительной горизонтальной опоры для первого бокового экрана газохода для дымовых газов. Дополнительная горизонтальная опора для первого бокового экрана в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения обеспечивается посредством использования множества горизонтальных участков пароперегревательной трубы для передачи горизонтальных нагрузок от первого бокового экрана второму боковому экрану. Это особенно целесообразно, когда второй боковой экран является более жестким, чем первый боковой экран, например, благодаря внешней горизонтальной опорной конструкции. Различие в жесткости боковых экранов может быть обусловлено наличием множества прочных опорных балок, расположенных снаружи второго бокового экрана, но не снаружи первого бокового экрана. Как хорошо известно специалистам в данной области техники, обычные опорные балки представляют собой опорные элементы, используемые для минимизации деформаций экрана в направлении нормали к экрану. Однако также существует возможность того, что более высокая жесткость второго бокового экрана обусловлена наличием любых других пригодных средств, например, подвешивания или балок, опирающихся на грунт и расположенных снаружи второго бокового экрана для обеспечения опоры для него.

В случае, когда имеется испарительный теплообменник в газоходе для дымовых газов, окруженном боковыми экранами, образованными из испарительных водяных труб, жесткость газохода для дымовых газов может быть повышена просто за счет прочного прикрепления соответствующих компонентов испарительного теплообменника к противоположным боковым экранам газохода для дымовых газов. Однако настоящее изобретение относится к другому случаю, а именно к случаю наличия трубы пароперегревателя в газоходе для дымовых газов. Поскольку труба пароперегревателя при эксплуатации нагревается до температуры, составляющей, как правило, более 500°С, которая несомненно выше температуры испарительных водяных труб, образующих боковые экраны, которая составляет, как правило, порядка 300°С, вследствие разного теплового расширения труба пароперегревателя не может быть прочно прикреплена к противоположным боковым экранам газохода для дымовых газов.

Температура испарительных водяных труб котла с естественной циркуляцией является по существу постоянной и зависит от рабочего давления, но в случае парогенератора со сверхкритическим давлением пара температура испарительных водяных труб изменяется вдоль длины труб. Кроме того, температура пароперегревательной трубы, как правило, не является постоянной и изменяется вдоль длины трубы. Соответственно, вышеупомянутые первая и вторая температуры, а также третья температура на практике могут означать интервалы температур. Возможные рабочие температуры и интервалы температур различных компонентов парогенератора в любом случае определяются на стадии проектирования парогенератора и могут быть учтены при проектировании средств крепления, предусмотренных между первыми и вторыми концевыми частями участков трубы пароперегревателя, проходящих в горизонтальном направлении, и боковыми экранами, к которым прикреплены данные концевые части.

В соответствии с настоящим изобретением жесткость первого бокового экрана повышена за счет комбинации а) опирания пароперегревательной трубы сверху посредством подвески, которая при эксплуатации имеет более высокую температуру, чем температура испарения, и b) прикрепления участков пароперегревательной трубы, проходящих в горизонтальном направлении, с помощью средств крепления, которые обеспечивают возможность относительного перемещения концевых частей участков трубы относительно соседнего бокового экрана только в направлении теплового перемещения концевой части и соседнего бокового экрана относительно друг друга. Ниже будет подробно описано то, как признак b), приведенный выше, обеспечивает возможность повышения жесткости первого бокового экрана и как необходим признак а) для реализации признака b).

Подвеска предпочтительно содержит трубу подвески или систему труб подвески, которые при эксплуатации содержат пар с температурой, превышающей температуру испарительных труб. Труба подвески или система труб подвески предпочтительно соединена по потоку пара с пароперегревательной трубой. Пар, подлежащий перегреву, предпочтительно перемещается посредством трубы подвески из паросборника, расположенного над газоходом для дымовых газов, вниз к самой нижней части пароперегревательной трубы, при этом указанная труба подвески расположена так, чтобы обеспечить вертикальную опору для пароперегревательной трубы. Само собой разумеется, рабочую температуру трубы подвески также определяют на стадии проектирования, и она может быть учтена при проектировании вышеупомянутых средств крепления концевых частей участков трубы пароперегревателя, проходящих в горизонтальном направлении.

Вследствие опирания пароперегревателя сверху каждый из горизонтальных участков опускается на определенную величину в зависимости от его положения в вертикальном направлении при нагреве до рабочей температуры. Кроме того, каждый из участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении, расширяется в аксиальном направлении, то есть в направлении участка. С другой стороны, испарительные водяные трубы, образующие боковые экраны, также расширяются как вниз, так и в горизонтальном направлении во время их нагрева до рабочей температуры, но вследствие меньшего изменения их температуры они расширяются в меньшей степени, чем труба пароперегревателя.

Вертикальное и горизонтальное относительные тепловые перемещения в месте соединения между любой концевой частью участка трубы и боковым экраном, к которому прикреплена данная концевая часть, зависят от разных изменений их температур и от местоположения места соединения. Однако соотношение вертикального и горизонтального относительных тепловых перемещений является по существу постоянным в каждом месте соединения. Таким образом, относительное тепловое перемещение имеет определенное направление в каждом месте соединения, и существует возможность выполнения средства крепления так, чтобы оно обеспечивало возможность относительного перемещения в данном конкретном направлении, но предотвращало относительные перемещения в любых других направлениях. На практике должны быть предусмотрены некоторые допуски при проектировании средства крепления, но они не препятствуют функционированию данных средств при обеспечении горизонтальной опоры для боковых экранов, как описано ниже.

Поскольку подвеска пароперегревательной трубы при эксплуатации нагревается до более высокой температуры, чем боковые экраны газохода для дымовых газов, тепловые перемещения концевых частей участков трубы и боковых экранов, к которым прикреплены данные боковые части, относительно друг друга в зоне средств крепления происходят не только в горизонтальном направлении и всегда также имеют вертикальную составляющую. Следовательно, средства крепления согласно настоящему изобретению образованы так, что они не обеспечивают возможности относительного перемещения, направленного в горизонтальном направлении. Благодаря данной конструкции горизонтальные участки пароперегревательной трубы образуют конструкцию, жесткую в горизонтальном направлении, и поэтому они обеспечивают опору для боковых экранов в данном направлении.

Согласно решению по предшествующему уровню техники, описанному в GB 837994 A, пучок змеевидных труб пароперегревателя находится на опорных проушинах и в контакте с опорными проушинами с возможностью скольжения, при этом опорные проушины приварены к противоположным трубным экранам и трубы пароперегревателя не обеспечивают опору для экранов в горизонтальном направлении. В документе GB 892639 раскрыта ширма из вертикальных труб пароперегревателя, содержащая пучок змеевидных труб с участками труб, проходящими горизонтально поперек газохода, при этом каждое самое наружное U-образное колено закреплено относительно границы газохода, в то время как каждая труба, включающая в себя внутреннее U-образное колено, опирается на трубу, включающую в себя наружное U-образное колено, так, чтобы обеспечить возможность продольного перемещения участков труб относительно друг друга. Таким образом, из-за допустимого продольного перемещения участков труб относительно друг друга такая ширма из труб не обеспечивает опору для экранов в горизонтальном направлении.

Пароперегревательная труба, определенная выше в качестве признака настоящего изобретения, на практике может также образовывать ширму из вертикальных труб пароперегревателя, содержащую пучок змеевидных труб, аналогично тому, что показано в GB 892639, но в данном случае соседние соединенные участки труб, предусмотренных в ширме из труб, должны быть закреплены относительно друг друга так, чтобы были образованы комбинированные жесткие участки, проходящие в горизонтальном направлении, которые позволяют обеспечить опору для бокового экрана газохода для дымовых газов в горизонтальном направлении.

Причина, по которой необходимо обеспечить дополнительную опору для первого бокового экрана, может состоять в том, что первый боковой экран представляет собой общий боковой экран между указанным вертикальным газоходом для дымовых газов, содержащим пароперегревательную трубу с множеством участков трубы, проходящих горизонтально поперек газохода для дымовых газов, и соседним, предшествующим вертикальным газоходом для дымовых газов, расположенным по потоку перед указанным вертикальным газоходом для дымовых газов, который содержит пароперегревательную трубу. Для большей ясности рассмотренный выше, вертикальный газоход для дымовых газов, который содержит пароперегревательную трубу, в дальнейшем также назван вторым газоходом для дымовых газов, и соседний, предшествующий вертикальный газоход для дымовых газов назван первым газоходом для дымовых газов. Такой первый газоход для дымовых газов часто предусмотрен без пароперегревательной трубы, но также существует возможность того, что внутри первого газохода для дымовых газов также будут предусмотрены пароперегревательная труба или другие устройства для рекуперации тепла. В соответствии с настоящим изобретением предложен новый способ обеспечения опоры для общего экрана посредством прикрепления горизонтальных участков пароперегревательной трубы к первому и второму боковым экранам первого газохода для дымовых газов соответствующим образом, что будет описано ниже более подробно.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения первый газоход для дымовых газов представляет собой топку, например, топку котла с псевдоожиженным слоем в конфигурации “over-the-top”. Таким образом, в данном варианте осуществления второй газоход для дымовых газов представляет собой часть канала сброса дымовых газов котла, которая содержит экран, общий с топкой. Поскольку имеется сильный поток горячих дымовых газов во втором газоходе для дымовых газов, а также в топке, опорные балки или другие известные опорные конструктивные элементы, расположенные на общем экране, как правило, создают риск быстрого износа конструкции или препятствие для потока дымовых газов. Следовательно, общий экран между топкой и газоходом для дымовых газов, как правило, не может опираться на известные внешние опорные конструкции, и существует потребность в обеспечении опоры для общего экрана с помощью конструкции согласно настоящему изобретению.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения первый газоход для дымовых газов представляет собой вертикальный газоход для дымовых газов, расположенный по потоку за топкой, то есть между топкой и вторым газоходом для дымовых газов. Примером такого применения является мусоросжигательный котел с псевдоожиженным слоем, имеющий нисходящий свободный газоход, расположенный по потоку перед восходящим конвективным участком, то есть вторым газоходом для дымовых газов, для охлаждения дымовых газов перед тем, как они войдут в контакт с пароперегревательной трубой во втором газоходе для дымовых газов. В такой конструкции часто имеется общий экран между свободным газоходом, то есть первым газоходом для дымовых газов, и вторым газоходом для дымовых газов. Поскольку имеется сильный поток горячих дымовых газов с обеих сторон общего экрана, общий экран, как правило, не может быть упрочнен посредством опорных балок или других известных внешних опорных конструкций, и, как и в предыдущем примере, может существовать потребность в обеспечении опоры для общего экрана посредством конструкции согласно настоящему изобретению.

Согласно дополнительному варианту осуществления настоящего изобретения горизонтальные участки пароперегревательной трубы используются для образования жесткой конструкции в газоходе для дымовых газов с целью обеспечения дополнительной опоры как для первого, так и для второго боковых экранов. Таким образом, данный вариант осуществления целесообразен, даже если отсутствует различие в жесткости первого и второго боковых экранов, но существует потребность в симметричном упрочнении как первого, так и второго боковых экранов посредством жесткой опорной конструкции в газоходе для дымовых газов. Использование множества горизонтальных участков пароперегревательной трубы для этой цели предпочтительно, поскольку при этом не добавляется никакой новый конструктивный элемент к газоходу для дымовых газов. Вместо нового конструктивного элемента только пароперегревательная труба, которая в любом случае имеется в газоходе для дымовых газов, прикреплена к боковым экранам особым образом. Такая жесткая конструкция внутри газохода для дымовых газов обеспечивает возможность уменьшения числа или прочности внешних опорных конструктивных элементов, таких как опорные балки, на первом и втором боковых экранах газохода для дымовых газов. Таким образом, данное решение позволяет минимизировать вес и стоимость опорной конструкции для обычного вертикального газохода для дымовых газов.

Следует отметить, что первый и второй боковые экраны могут быть усилены, как описано выше, в случае, когда пароперегревательная труба содержит участки трубы, проходящие поперек газохода для дымовых газов между первым и вторым боковыми экранами. Однако, как правило, вертикальный газоход для дымовых газов окружен четырьмя боковыми экранами, которые все содержат испарительные водяные трубы для перемещения смеси воды и пара с первой температурой, и, само собой разумеется, во многих применениях было бы предпочтительно обеспечить дополнительную опору для всех четырех боковых экранов. Соответственно, в соответствии с еще одним дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения пароперегревательная труба содержит первую совокупность участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении и проходящих поперек газохода для дымовых газов между первым и вторым боковыми экранами, и вторую совокупность участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении и проходящих поперек газохода для дымовых газов перпендикулярно к первой совокупности участков трубы. Таким образом, вторая совокупность участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении, предпочтительно проходит между третьим боковым экраном и четвертым боковым экраном, противоположным третьему боковому экрану, при этом каждый из третьего и четвертого боковых экранов расположен между первым и вторым боковыми экранами. Аналогично первой совокупности участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении, вторая совокупность участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении, может быть использована в данном случае для обеспечения дополнительной опоры для третьего и четвертого боковых экранов. Следовательно, такая конструкция с перпендикулярными участками трубы, проходящими в горизонтальном направлении, может быть использована для обеспечения опоры для всех четырех боковых экранов газохода для дымовых газов.

Каждое из средств крепления, расположенных между концевыми частями участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении, и боковыми экранами, к которым прикреплены данные концевые части, предпочтительно содержит компонент для экрана, прикрепленный к боковому экрану, и компонент для трубы, прикрепленный к участку трубы, проходящему в горизонтальном направлении. Компоненты для экранов и компоненты для труб предпочтительно представляют собой стальные элементы, приваренные соответственно к боковым экранам и концевым частям участков пароперегревательной трубы. Один из компонента для экрана и компонента для трубы в каждом средстве крепления, например, компонент для экрана, предпочтительно содержит две плиты, проходящие в вертикальном направлении и расположенные рядом друг с другом, каждая из которых имеет продолговатый паз, проходящий в вертикальном направлении. Другой компонент, например, компонент для трубы, предпочтительно содержит поперечный элемент, например, прочный металлический штифт или прочную металлическую пластину, прикрепленный (-ую) посредством бруска к трубе, при этом указанный поперечный элемент расположен с возможностью перемещения в данных пазах. Согласно предпочтительному варианту осуществления поперечный элемент представляет собой металлическую пластину, которая проходит в том же направлении, что и пазы.

Признак, заключающийся в том, что средство крепления обеспечивает возможность относительного перемещения концевой части относительно бокового экрана только в направлении их теплового перемещения относительно друг друга, обеспечивается за счет того, что направление пазов и, возможно, также направление поперечного элемента соответствуют указанному относительному тепловому перемещению. Следовательно, участки пароперегревательной трубы, проходящие в горизонтальном направлении, прикреплены к боковым экранам газохода для дымовых газов посредством опор скольжения, при этом средства крепления обеспечивают соединение, которое является подвижным в направлении относительного теплового перемещения, но жестким в других направлениях.

Следует отметить, что обычно один из боковых экранов второго газохода для дымовых газов может быть использован в горизонтальном направлении в качестве базовой линии по отношению к тепловому перемещению, при этом допускается только вертикальное тепловое перемещения. Таким образом, средства крепления, подлежащие использованию рядом с таким экраном, имеют пазы, проходящие вертикально, и, возможно, также поперечные элементы, проходящие вертикально. В частности, в том случае, когда второй боковой экран является более жестким, чем первый боковой экран, благодаря внешней горизонтальной опорной конструкции, второй боковой экран предпочтительно используется в качестве базовой линии по отношению к тепловому перемещению. Поскольку участки пароперегревательной трубы, проходящие в горизонтальном направлении, обязательно подвергаются тепловому расширению в горизонтальном направлении, средства крепления, прикрепленные к концевым частям участков, проходящих в горизонтальном направлении, напротив базовой линии по отношению к тепловому перемещению, обязательно имеют пазы, которые имеют наклон относительно вертикального направления. В частности, в том случае, когда горизонтальные участки пароперегревательной трубы используются для обеспечения дополнительной опоры как для первого, так и для второго боковых экранов, средства крепления на обоих концах участков пароперегревательной трубы, проходящих в горизонтальном направлении, предпочтительно имеют пазы, которые имеют наклон относительно вертикального направления.

Как правило, чем ниже в газоходе для дымовых газов расположен участок пароперегревательной трубы, проходящий в горизонтальном направлении, тем больше соотношение вертикального и горизонтального относительных тепловых перемещений и тем меньше угол между вертикальным направлением и направлением пазов рядом с концевыми частями данного участка. Соответственно, чем выше в газоходе для дымовых газов расположен участок пароперегревательной трубы, проходящий в горизонтальном направлении, тем меньше соотношение вертикального и горизонтального тепловых перемещений и тем больше угол между вертикальным направлением и направлением пазов рядом с концевыми частями данного участка.

Следует отметить, что, поскольку пароперегревательная труба опирается сверху посредством подвески, которая при эксплуатации имеет температуру, превышающую температуру испарения, то есть температуру первого и второго боковых экранов, вертикальное тепловое перемещение каждого участка пароперегревательной трубы, проходящего в горизонтальном направлении, больше вертикального теплового перемещения соседних боковых экранов, и всегда имеется вертикальная составляющая их теплового перемещения относительно друг друга. Следовательно, направление всех пазов отклоняется от горизонтального направления. Если бы подвеска и экраны второго газохода для дымовых газов имели бы одинаковую температуру, средства крепления обеспечивали бы подвижное соединение в горизонтальном направлении, и невозможно было бы обеспечить опору для боковых экранов в горизонтальном направлении посредством участков пароперегревательной трубы, проходящих в горизонтальном направлении. Вследствие наличия вертикальной составляющей в направлении пазов средств крепления крепление участков, проходящих в горизонтальном направлении, к боковым экранам является жестким в горизонтальном направлении. Следовательно, решение по настоящему изобретению предусматривает успешное использование различий в тепловых перемещениях для обеспечения опоры для боковых экранов для защиты от нагрузок, действующих в направлении нормали к боковым экранам, например, вследствие избыточного давления или пониженного давления в газоходе для дымовых газов.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, в теплоэнергетическом парогенераторе согласно любому из вариантов осуществления, описанных выше. Таким образом, способ включает этапы перемещения смеси воды и пара с первой температурой в испарительных водяных трубах первого бокового экрана, перемещения пара со второй температурой, превышающей первую температуру, в пароперегревательной трубе, расположенной в вертикальном газоходе для дымовых газов, при этом пароперегревательная труба содержит множество жестких участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении и проходящих поперек газохода для дымовых газов между первым боковым экраном и вторым боковым экраном газохода для дымовых газов, противоположным первому боковому экрану, обеспечения опоры для пароперегревательной трубы сверху посредством подвески, которая имеет третью температуру, более высокую, чем первая температура, повышения жесткости первого бокового экрана за счет обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана посредством прикрепления первой концевой части и второй концевой части каждого из множества жестких участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении, соответственно к первому боковому экрану и ко второму боковому экрану с помощью средств крепления, при этом средства крепления образованы так, чтобы обеспечить возможность относительного перемещения каждой из первой и второй концевых частей относительно бокового экрана, к которому прикреплена концевая часть, только в направлении теплового перемещения концевой части и бокового экрана, к которому прикреплена данная концевая часть, относительно друг друга.

Вышеприведенное краткое описание, а также дополнительные задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными с учетом нижеследующего подробного описания предпочтительных в настоящее время, но, тем не менее, иллюстративных вариантов осуществления, соответствующих настоящему изобретению, при рассмотрении данного описания в сочетании с сопровождающими чертежами.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 схематически иллюстрирует котел с псевдоожиженным слоем, содержащий конструкцию согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 схематически иллюстрирует другой котел с псевдоожиженным слоем, содержащий конструкцию согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 3 схематически иллюстрирует еще один котел с псевдоожиженным слоем, содержащий конструкцию согласно третьему предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 4 схематически иллюстрирует котел с псевдоожиженным слоем, содержащий конструкцию согласно четвертому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 5 схематически иллюстрирует конструкцию согласно пятому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 6а и 6b схематически иллюстрируют детали конструкции согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Схематическое изображение по фиг. 1 схематически иллюстрирует теплоэнергетический парогенератор, более конкретно, котел 10 с псевдоожиженным слоем, содержащий конструкцию согласно первому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг. 1 показывает известный котел с циркулирующим псевдоожиженным слоем, содержащий топку 12, в которой слой частиц подвергается псевдоожижению посредством потока воздуха 14 для сжигания топлива, введенного в топку, с помощью воздуха. В других применениях настоящего изобретения может быть предусмотрен теплоэнергетический котел другого типа, генерирующий дымовые газы и отличающийся от котла с псевдоожиженным слоем, такой как котел мусоросжигательной установки или газотурбинной силовой установки. В случае применения, показанном на фиг. 1, в процессе сжигания образуются дымовые газы, которые перемещаются из верхней части топки к сепаратору 16 частиц, в котором часть частиц захваченных дымовыми газами, отделяется от дымовых газов для возврата обратно в печь по каналу 18 возврата. Очищенные дымовые газы выходят из сепаратора 16 частиц в канал 20 сброса дымовых газов, содержащий сначала горизонтальный газоход 22, проходящий над верхней частью топки, и затем нисходящий вертикальный газоход 24 для дымовых газов, откуда дымовые газы перемещаются на дополнительные этапы обработки дымовых газов, не показанные на фиг. 1.

Вертикальные боковые экраны 26, 28 топки 12 охлаждаются обычным образом посредством образования их в виде известных трубных экранов, в которых вода испаряется и превращается в пар. Таким образом, водяные трубы при эксплуатации обеспечивают перемещение смеси воды и пара от нижних коллекторов 30, 30' к верхним коллекторам 32, 32' и оттуда для циркуляции посредством парового барабана, не показанного на фиг. 1, в случае котла с естественной циркуляцией. Таким образом, боковые экраны 26, 28 при эксплуатации имеют температуру испарения, которая зависит от давления смеси. В свете настоящего изобретения котел в альтернативном варианте может представлять собой прямоточный парогенератор со сверхкритическими параметрами пара, в котором вода постепенно превращается в пар и паровой барабан отсутствует.

Топка 12 и вертикальный газоход 24 для дымовых газов, предусмотренные в канале 20 сброса дымовых газов, имеют верхнюю опору, то есть они подвешены посредством соответствующих стержней 34 для подвески к известной опорной конструкции 36, проходящей над топкой. Внешние боковые экраны 26 топки имеют опору для защиты от горизонтальных нагрузок посредством таких известных опорных конструктивных элементов для экранов, как опорные балки 38. Как хорошо известно специалистам в данной области техники, такой котел с псевдоожиженным слоем также содержит много других элементов и устройств, которые связаны, например, с подачей топлива, выгрузкой золы, образованием пара и очисткой дымовых газов и которые, тем не менее, исключены из фиг. 1, поскольку они не являются важными для настоящего изобретения.

Поскольку при эксплуатации котла дымовые газы проходят к верхней части топки, топка может быть названа первым газоходом для дымовых газов. Соответственно, нисходящий вертикальный газоход 24 для дымовых газов в дальнейшем назван вторым газоходом для дымовых газов. Второй газоход 24 для дымовых газов, как правило, окружен четырьмя вертикальными боковыми экранами, из которых на фиг. 1 можно видеть первый боковой экран 40, а именно передний экран второго газохода для дымовых газов, и второй боковой экран 42, а именно задний экран второго газохода для дымовых газов. Все четыре вертикальных боковых экрана представляют собой обычные испарительные трубные экраны, которые при эксплуатации обеспечивают перемещение смеси воды и пара от нижних коллекторов 30', 44 к верхним коллекторам 32', 46 и оттуда к паровому барану в случае естественной циркуляции. Таким образом, боковые экраны второго газохода для дымовых газов при эксплуатации имеют температуру испарения, которая зависит от давления смеси.

Передний экран 40 представляет собой экран, общий с топкой 12, то есть передний экран 40 второго газохода 24 для дымовых газов является таким же, как задний экран 28 топки. Таким образом, согласно варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 1, направления потока дымовых газов являются по существу противоположными с разных сторон общего экрана 40. На стороне топки поток проходит в основном вверх, и в нисходящем вертикальном газоходе 24 для дымовых газов он проходит в основном вниз. Второй боковой экран 42, а также третий и четвертый боковые экраны второго газохода, которые не видны на фиг. 1, представляют собой обычные наружные экраны.

Второй газоход 24 для дымовых газов содержит пароперегревательную трубу 48, обеспечивающую перемещение пара для повышения его температуры от температуры на предшествующей стадии, как правило, более ранней стадии перегрева, до более высокой температуры. Таким образом, пароперегревательная труба 48 всегда имеет более высокую температуру, чем вертикальные боковые экраны 40, 42 второго газохода 24 для дымовых газов. Пароперегревательная труба 48 предпочтительно представляет собой обычную трубу змеевидного типа, содержащую множество участков 50 трубы, проходящих в горизонтальном направлении, которые проходят поперек газохода 24 для дымовых газов между первым и вторым боковыми экранами 40, 42. Участки 50, проходящие в горизонтальном направлении, соединены последовательно посредством первых и вторых концевых частей 52, 54, расположенных соответственно со сторон первого и второго боковых экранов 40, 42 второго газохода 24 для дымовых газов. В альтернативном варианте пароперегревательная труба может представлять собой пароперегревательную трубу другого типа, имеющую соответствующие участки, проходящие в горизонтальном направлении и соединенные последовательно посредством концевых частей, расположенных со сторон первого и второго боковых экранов.

В варианте осуществления, показанном на фиг. 1, опору для пароперегревательной трубы в вертикальном направлении сверху обеспечивает трубная подвеска 56, которая имеет опору сверху, предпочтительно посредством опорной конструкции 36, и в основном расположена в вертикальном газоходе 24 для дымовых газов. Трубная подвеска 56 соединена по потоку пара с самым нижним участком 50' пароперегревательной трубы, проходящим в горизонтальном направлении. Более конкретно, трубная подвеска 56 используется для подачи пара в пароперегревательную трубу 48 и, следовательно, функционирует также в качестве пароперегревателя. Таким образом, температура трубной подвески 56 всегда выше температуры вертикальных боковых экранов 40, 42 второго газохода 24 для дымовых газов. В других случаях применения настоящего изобретения пароперегревательная труба в качестве альтернативы может опираться на подвеску другого типа, такую как отдельная опорная конструкция, свисающая сверху, которая расположена в газоходе для дымовых газов так, что при эксплуатации она нагревается до температуры, превышающей температуру боковых экранов второго канала для дымовых газов.

Второй боковой экран 42, а также третий и четвертый боковые экраны второго газохода 24 для дымовых газов предпочтительно имеют опору для защиты от горизонтальных нагрузок посредством соответствующих опорных конструктивных элементов для экранов, таких как обычные опорные балки 58. Поскольку первый боковой экран 40 представляет собой экран, общий с топкой, вследствие сильного потока горячих дымовых газов с обеих сторон экрана опорные балки не могут обеспечить опору для данного экрана, противодействующую горизонтальным нагрузкам. Следовательно, в соответствии с настоящим изобретением жесткость первого бокового экрана 40 повышена посредством обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана 40 за счет наличия первой и второй концевых частей 52, 54 каждого из множества участков 50 трубы, проходящих в горизонтальном направлении, при этом данные концевые части 52, 54 прикреплены соответственно к первому и второму боковым экранам 40, 42 с помощью соответствующих средств 60, 60' крепления. В соответствии с настоящим изобретением средства крепления обеспечивают возможность относительного перемещения каждой из первой и второй концевых частей 52, 54 относительно соответственно первого и второго боковых экранов 40, 42 только в направлении теплового перемещения концевой части и бокового экрана, к которому прикреплена данная концевая часть, относительно друг друга. Примеры возможных конструкций средств крепления разъяснены ниже в связи с фиг. 6а и 6b.

Поскольку трубная подвеска 56 нагревается до более высокой температуры, чем боковые экраны 40, 42, тепловые перемещения концевых частей и боковых экранов, к которым прикреплены концевые части, относительно друг друга всегда имеют вертикальную составляющую. Следовательно, как описано выше, средства крепления не обеспечивают возможности чисто горизонтальных перемещений концевых частей 52, 54 и соседних с ними, боковых экранов 40, 42 относительно друг друга, но допустимые перемещения всегда имеют вертикальную составляющую. Таким образом, конструкция из участков 50, проходящих в горизонтальном направлении в газоходе 24 для дымовых газов, является жесткой в горизонтальном направлении. Следовательно, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, показанным на фиг. 1, жесткость первого бокового экрана 40 повышается за счет использования горизонтальных участков 50 пароперегревательной трубы 48 для передачи горизонтальных нагрузок от первого бокового экрана 40 второму боковому экрану 42.

Схематическое изображение по фиг. 2 схематически иллюстрирует теплоэнергетический парогенератор, более конкретно, котел 10' с псевдоожиженным слоем, содержащий конструкцию согласно второму предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления по фиг. 2 отличается от варианта осуществления по фиг. 1 тем, что котел 10' с псевдоожиженным слоем представляет мусоросжигательный котел, в котором дымовые газы, выходящие из топки 12, сначала охлаждаются в нисходящем свободном газоходе 62 перед тем, как они поступят в восходящий второй газоход 24' для дымовых газов. Все элементы на фиг. 2, которые в принципе идентичны соответствующим элементам на фиг. 1, обозначены теми же ссылочными позициями, что и на фиг. 1. Когда имеется различие, которое, тем не менее, не является существенным в свете настоящего изобретения, ссылочная позиция, используемая на фиг. 2 или соответственно на остальных фиг. 3-6, является такой же, как на предыдущей фигуре, но имеет добавление в виде апострофа.

В варианте осуществления по фиг. 2 имеется общий экран 40' между свободным газоходом 62 и восходящим газоходом 24' для дымовых газов. Таким образом, в данном случае свободный газоход 62 представляет собой первый газоход для дымовых газов, и восходящий газоход 24' для дымовых газов представляет собой второй газоход для дымовых газов. Общий экран 40' представляет собой задний экран первого газохода 62 для дымовых газов и передний экран второго газохода 24' для дымовых газов. Во втором газоходе для дымовых газов расположена пароперегревательная труба 48, которая в принципе идентична пароперегревательной трубе на фиг. 1.

Передний экран первого газохода 62 для дымовых газов и задний экран второго газохода 24' для дымовых газов представляют собой наружные экраны, которые опираются снаружи на обычные опорные балки 38', 58. Обычно отсутствуют большие перепады давлений между сторонами общего экрана 40', но в случае общего экрана, имеющего особенно большую ширину и/или высоту, может существовать потребность в усилении экрана для защиты от горизонтальных нагрузок. Усиление общего экрана 40' может быть предпочтительно выполнено аналогично усилению общего экрана 40 в варианте осуществления по фиг. 1 посредством прикрепления первых и вторых концевых частей 52, 54 участков 50 пароперегревательной трубы 48, проходящих в горизонтальном направлении, с помощью соответствующих средств 60, 60' крепления к первому и второму боковым экранам, то есть к общему экрану 40' и заднему экрану 42 второго газохода для дымовых газов.

Схематическое изображение по фиг. 3 схематически иллюстрирует котел 10” с псевдоожиженным слоем, содержащий конструкцию согласно третьему предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления по фиг. 3 отличается от варианта осуществления по фиг. 2 тем, что второй газоход 24” для дымовых газов не имеет экрана, общего с предшествующим газоходом для дымовых газов, и пароперегревательная труба 48 во втором газоходе для дымовых газов используется для обеспечения горизонтальной опоры как для переднего экрана 64, так и для заднего экрана 42 второго газохода для дымовых газов.

Благодаря горизонтальной опоре, обеспечиваемой участками пароперегревательной трубы 48, проходящими в горизонтальном направлении, для зоны второго газохода для дымовых газов, которая является центральной в вертикальном направлении, наружные опорные балки или другие внешние опорные устройства могут быть исключены или минимизированы в указанной зоне. Однако вертикальные зоны, находящиеся выше и ниже указанной центральной зоны, по-прежнему могут быть предусмотрены с обычными опорными балками 66, 58 или другими подходящими опорными конструкциями.

В вариантах осуществления, предусмотренных с общими экранами и показанных на фиг. 1 и 2, средства 60 крепления, предусмотренные рядом с общим экраном 40, предпочтительно отличаются от средств 60' крепления, предусмотренных рядом с наружным экраном 42, как будет разъяснено в связи с фиг. 6а и 6b. В варианте осуществления по фиг. 3 как передний экран 64, так и задний экран 42 второго газохода 24” для дымовых газов представляют собой наружные экраны, и поэтому средства 68 крепления, предусмотренные рядом с передним экраном 64 и задним экраном 42, предпочтительно идентичны друг другу.

Схематическое изображение по фиг. 4 схематически иллюстрирует котел 10”' с псевдоожиженным слоем, содержащий конструкцию согласно четвертому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. Вариант осуществления по фиг. 4 отличается от варианта осуществления по фиг. 3 только тем, что пароперегревательная труба 48' не опирается сверху на трубную подвеску, которая обеспечивает подачу пара в пароперегревательную трубу 48', а опирается на отдельную подвеску 56', например, свисающую сверху трубу или свисающий сверху стержень, которая (-ый) расположена (расположен) в газоходе для дымовых газов так, что при эксплуатации она (он) нагревается до температуры, превышающей температуру боковых экранов второго канала для дымовых газов. Само собой разумеется, отдельная подвеска 56', подобная показанной на фиг. 4, также может быть использована во многих других вариантах осуществления, например, в вариантах осуществления настоящего изобретения, показанных на фиг. 1-3.

Схематическое изображение по фиг. 5 схематически иллюстрирует пример конструкции пароперегревательной трубы 70 в газоходе 24”' для дымовых газов, которую можно использовать в разных случаях применения настоящего изобретения, например, в любом из вариантов осуществления, показанных на фиг. 1, 2 и 3. Конструкция содержит пучок из двух змеевидных труб 72, 72', каждая из которых опирается в вертикальном направлении на трубную подвеску 74, 74', которая соединена по потоку пара с самым нижним участком 76, 76' одной из змеевидных труб 72, 72', проходящим в горизонтальном направлении. Как будет ясно для специалиста в данной области техники, конструкция в виде пучка из змеевидных труб в альтернативном варианте может опираться сверху на отдельную подвеску, как показано на фиг. 4.

Каждая из образующих пучок, змеевидных труб 72, 72' содержит множество участков 78, 78', проходящих в горизонтальном направлении, которые попарно скреплены вместе посредством соответствующих крепежных элементов 80 для формирования комбинированных жестких участков 82, проходящих в горизонтальном направлении. Комбинированные жесткие участки 82, проходящие в горизонтальном направлении, прикреплены к боковым экранам 64, 42 газохода 24”' для дымовых газов, например, так же, как в варианте осуществления по фиг. 3, для обеспечения горизонтальной опоры для боковых экранов 64, 42. На практике пароперегревательная труба 70 может содержать даже более двух образующих пучок, змеевидных труб, например, три или четыре змеевидные трубы. В каждой концевой части такой комбинированной пароперегревательной трубы самая наружная труба прикреплена к соседнему боковому экрану с помощью соответствующего средства крепления, но все трубы образуют комбинированные жесткие участки, проходящие в горизонтальном направлении, как описано выше, для обеспечения горизонтальной опоры для соседних боковых экранов.

Схематическое изображение по фиг. 6а схематически иллюстрирует вертикальное сечение средства 60 крепления, которое приведено в качестве примера и подлежит использованию для прикрепления концевой части 52 участка пароперегревательной трубы, проходящего в горизонтальном направлении, к боковому экрану 40 газохода для дымовых газов, в соответствии с настоящим изобретением. Средство крепления содержит компонент 84 для экрана, прикрепленный подходящим способом, таким как сварка, к боковому экрану 40, и компонент 86 для трубы, прикрепленный подходящим способом, таким как сварка, к концевой части 52. Компонент для экрана содержит предпочтительно две металлические плиты 88, проходящие в вертикальном направлении и расположенные рядом друг с другом, одна из которых видна на фиг. 6а, при этом каждая из плит имеет продолговатый паз 90, который в некоторой степени является наклонным относительно вертикального направления. Компонент 86 для трубы предпочтительно содержит поперечную металлическую пластину 92, прикрепленную посредством бруска 94 к концевой части 52 трубы. Поперечная металлическая пластина 92 проходит в том же направлении, что и пазы, и расположена с возможностью перемещения в пазах.

Фиг. 6а показывает средство 60 крепления при температуре окружающей среды, то есть тогда, когда горизонтальный и вертикальный размеры пароперегревательной трубы, а также горизонтальный и вертикальный размеры бокового экрана 40 газохода для дымовых газов имеют значения, соответствующие низкой температуре. Когда парогенератор нагревается до его рабочей температуры, пароперегревательная труба и ее подвеска, которая не видна на фиг. 6а, подвергаются тепловому расширению в большей степени, чем газоход для дымовых газов, в результате чего концевая часть 52 перемещается в газоходе для дымовых газов вниз и по направлению к боковому экрану 40. Это относительное тепловое перемещение возможно благодаря продолговатым пазам 90, которые имеют наклон наружу в направлении вниз.

Как рассмотрено выше, направления пазов 90 и пластины 92 заданы так, чтобы они соответствовали тепловому перемещению экрана 40 и концевой части 52 пароперегревательной трубы относительно друг друга, происходящему в месте расположения средства крепления. Следовательно, средство 60 крепления обеспечивает возможность относительного перемещения концевой части 52 относительно бокового экрана 40 только в направлении, имеющем наклон относительно вертикального направления, и, более конкретно, только в направлении их теплового перемещения относительно друг друга. Таким образом, соединение является подвижным в направлении относительного теплового перемещения, но жестким в других направлениях, и обеспечивает горизонтальную опору для бокового экрана 40.

Схематическое изображение по фиг. 6b схематически иллюстрирует вертикальное сечение другого средства 60' крепления, которое приведено в качестве примера и подлежит использованию для прикрепления концевой части 54 участка пароперегревательной трубы, проходящего в горизонтальном направлении, к боковому экрану 42 газохода для дымовых газов. Средство 60' крепления отличается от средства 60 крепления по фиг. 6а только тем, чтобы пазы 90' в компоненте 84' для экрана и пластина 92' в компоненте 86' для трубы являются вертикальными вместо наклонных. Таким образом, средство 60' крепления обеспечивает возможность только вертикального теплового перемещения экрана 42 и концевой части 54 пароперегревательной трубы относительно друг друга, которое, как разъяснено выше, обусловлено в основном подвеской, не показанной на фиг. 6b. Таким образом, средство 60' крепления предотвращает относительное горизонтальное тепловое перемещение, и возможность относительного горизонтального теплового перемещения должна в полной мере обеспечиваться на другом конце соответствующего участка трубы, проходящего в горизонтальном направлении, с помощью средства крепления, например, подобного показанному на фиг. 6а. Средство 60' крепления используется для обеспечения базовой линии для теплового перемещения в горизонтальном направлении. Такие средства крепления с вертикальными пазами и пластинами предпочтительно используются при соединении пароперегревательной трубы с боковым экраном, опертым снаружи, таким как боковые экраны 42 на фиг. 1 и 2, для обеспечения базовой линии для горизонтального теплового перемещения. Вследствие теплового расширения в горизонтальном направлении средство крепления, обеспечивающее возможность чисто вертикального перемещения, может использоваться только рядом с не более чем одним из противоположных боковых экранов вертикального газохода для дымовых газов.

Как ясно для специалиста в данной области техники, средства крепления, обеспечивающие возможность относительного перемещения концевой части пароперегревательной трубы относительно бокового экрана только в одном, предопределенном направлении, а именно направлении их теплового перемещения относительно друг друга, могут быть получены также посредством конструкций, отличных от показанных на фиг. 6а и 6b. Например, конструкции компонента для экрана и компонента для трубы можно поменять местами. При этом компонент, содержащий металлическую плиту с пазом, может быть в общем случае назван первым компонентом, который может быть присоединен или к концевой части участка трубы, проходящего в горизонтальном направлении, или к боковому экрану. Соответственно, компонент, содержащий поперечный элемент, прикрепленный посредством бруска к концевой части участка трубы, проходящего в горизонтальном направлении, или к боковому экрану, может быть в общем случае назван вторым компонентом.

В соответствии с альтернативной конструкцией первый компонент средства крепления содержит две металлические плиты с продолговатыми пазами, проходящие в вертикальном направлении, как описано выше, и второй компонент содержит прочный поперечный металлический штифт, прикрепленный посредством бруска к боковому экрану или к концевой части трубы, проходящей в горизонтальном направлении. Также существует возможность того, что первый компонент средства крепления будет содержать только одну проходящую в вертикальном направлении, металлическую плиту с продолговатым пазом с определенным направлением, и второй компонент будет содержать поперечную металлическую пластину, проходящую в том же направлении, что и паз, или прочный поперечный металлический штифт, при этом указанная пластина или указанный штифт будет расположена/расположен между двумя брусками, прикрепленными к боковому экрану или к концевой части трубы, проходящей в горизонтальном направлении.

Хотя изобретение было описано в данном документе посредством примеров вместе с тем, что в настоящее время считается наиболее предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления и предназначено для охвата различных комбинаций или модификаций его признаков и ряда других применений, включенных в объем изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения.

Предложены конструкция для обеспечения горизонтальной опоры и способ обеспечения горизонтальной опоры для бокового экрана (40, 40', 64) газохода (24, 24', 24", 24"') подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, при этом боковой экран содержит испарительные водяные трубы, имеющие первую температуру, и газоход для дымовых газов содержит пароперегревательную трубу (48, 48'), которая имеет температуру, более высокую, чем первая температура, и имеет жесткие горизонтальные участки (50) трубы, проходящие поперек газохода для дымовых газов между боковым экраном (40, 40', 64) и вторым боковым экраном (42) газохода для дымовых газов, и опирается сверху на подвеску (56, 56'), которая при эксплуатации имеет температуру, более высокую, чем первая температура, при этом жесткость бокового экрана увеличена за счет обеспечения горизонтальной опоры для бокового экрана (40, 40', 64) посредством горизонтальных участков (50) трубы, содержащих концевые части (52, 54), прикрепленные к боковым экранам с помощью средств (60, 60', 68) крепления, обеспечивающих возможность относительных перемещений концевых частей относительно бокового экрана, к которому прикреплена концевая часть, только в направлении их теплового перемещения относительно друг друга. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана (40, 40', 64) вертикального газохода (24, 24', 24") подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, в теплоэнергетическом парогенераторе (10, 10', 10", 10"'), при этом первый боковой экран содержит испарительные водяные трубы, предназначенные для перемещения смеси воды и пара с первой температурой, и вертикальный газоход для дымовых газов содержит пароперегревательную трубу (48, 48') для перемещения пара со второй температурой, превышающей первую температуру, причем пароперегревательная труба содержит множество жестких участков (50, 82) трубы, проходящих в горизонтальном направлении и проходящих поперек газохода для дымовых газов от зоны вблизи первого бокового экрана (40, 40', 64) до зоны вблизи второго бокового экрана (42), противоположного первому боковому экрану, в газоходе для дымовых газов, при этом пароперегревательная труба опирается сверху на подвеску (56, 56', 74, 74'), которая при эксплуатации имеет третью температуру, которая выше первой температуры, и жесткость первого бокового экрана (40, 40', 64) увеличена посредством каждого из жестких участков (50, 82) трубы, проходящих в горизонтальном направлении и содержащих первую и вторую концевые части (52, 54), причем каждая из первой и второй концевых частей (52, 54) прикреплена к ближайшему боковому экрану с помощью средства (60, 60', 68) крепления, отличающееся тем, что средство крепления обеспечивает возможность перемещения соответствующей концевой части и ближайшего бокового экрана относительно друг друга только в направлении теплового перемещения концевой части и ближайшего бокового экрана относительно друг друга, но не обеспечивает возможности чисто горизонтального перемещения соответствующей концевой части и ближайшего бокового экрана относительно друг друга.

2. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана (40, 40') вертикального газохода (24, 24') подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по п. 1, отличающееся тем, что средство (60) крепления выполнено с возможностью обеспечения подвижного соединения между концевыми частями и ближайшим боковым экраном, при этом подвижное соединение выполнено так, что оно обеспечивает возможность относительного перемещения концевой части (52, 54) относительно бокового экрана (40, 40', 64) только в направлении, имеющем наклон относительно вертикального направления.

3. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана (40, 40') вертикального газохода (24, 24') подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по п. 1, отличающееся тем, что второй боковой экран (42) опирается снаружи на опорные средства (58), делающие второй боковой экран более жестким, чем первый боковой экран (40), и горизонтальные участки (50) пароперегревательной трубы (48) образуют средства для передачи горизонтальных нагрузок от первого бокового экрана (40) второму боковому экрану (42).

4. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана (40, 40') вертикального газохода (24, 24') подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по п. 1 или 3, отличающееся тем, что первый боковой экран (40, 40') представляет собой общий экран указанного вертикального газохода (24, 24') для дымовых газов и соседнего газохода (12, 62) для дымовых газов, расположенного по потоку перед указанным вертикальным газоходом для дымовых газов.

5. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода (24) подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по любому из пп. 1 или 3, 4, отличающееся тем, что первый боковой экран (40) представляет собой общий экран указанного вертикального газохода (24) для дымовых газов и топки (12) теплоэнергетического парогенератора (10).

6. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода (24') подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по любому из пп. 1 или 3, 4, отличающееся тем, что первый боковой экран (40') представляет собой общий экран указанного вертикального газохода (24') для дымовых газов и свободного газохода (62), расположенного по потоку за топкой (12) теплоэнергетического парогенератора.

7. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана (64) вертикального газохода (24") подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по п. 1, отличающееся тем, что второй боковой экран (42) содержит испарительные водяные трубы для перемещения смеси воды и пара с первой температурой, причем горизонтальные участки (50) пароперегревательной трубы (48) образуют конструкцию, жесткую в горизонтальном направлении, в газоходе (24") для дымовых газов для повышения жесткости как первого бокового экрана (64), так и второго бокового экрана (42).

8. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана (64) вертикального газохода (24") подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по п. 7, отличающееся тем, что газоход для дымовых газов содержит третий боковой экран и четвертый боковой экран, содержащие испарительные водяные трубы для перемещения смеси воды и пара с первой температурой, при этом третий боковой экран и четвертый боковой экран расположены между первым боковым экраном (64) и вторым боковым экраном (42) и перпендикулярно к первому боковому экрану (64) и второму боковому экрану (42), причем пароперегревательная труба (48) содержит множество жестких участков трубы, проходящих в горизонтальном направлении, проходящих поперек газохода для дымовых газов между третьим боковым экраном и четвертым боковым экраном и содержащих первую концевую часть, прикрепленную к третьему боковому экрану, и вторую концевую часть, прикрепленную к четвертому боковому экрану с помощью средств крепления, которые обеспечивают возможность относительного перемещения каждой из первой и второй концевых частей относительно бокового экрана, к которому прикреплена концевая часть, только в направлении теплового перемещения концевой части и бокового экрана, к которому прикреплена данная концевая часть, относительно друг друга для обеспечения жесткой конструкции внутри газохода для дымовых газов для повышения жесткости третьего бокового экрана и четвертого бокового экрана.

9. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода (24, 24', 24", 24"') подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по любому из пп. 1 или 3-8, отличающееся тем, что первое и второе средства (60, 68) крепления обеспечивают возможность относительного перемещения только в направлении, имеющем наклон относительно вертикального направления.

10. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода (24, 24') подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по любому из пп. 1 или 3-8, отличающееся тем, что одно (60') из первого и второго средств крепления обеспечивает возможность относительного перемещения только в вертикальном направлении и другое (60) из первого и второго средств крепления обеспечивает возможность относительного перемещения только в направлении, имеющем наклон относительно вертикального направления.

11. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по п. 9 или 10, отличающееся тем, что первое и второе средства (60, 60', 68) крепления содержат первый компонент (84), прикрепленный к одному из элементов, представляющих собой концевую часть (52) одного из участков (50) трубы, проходящих в горизонтальном направлении, и боковой экран (40), к которому прикреплена данная концевая часть, при этом первый компонент (84) содержит металлическую пластину (88), проходящую вертикально и имеющую продолговатый паз (90), и второй компонент (86), содержащий поперечный элемент (92), прикрепленный посредством бруска (94) к другому из элементов, представляющих собой концевую часть (52) данного одного из участков (50) трубы, проходящих в горизонтальном направлении, и боковой экран (40), к которому прикреплена данная концевая часть, и выполненный с возможностью перемещения в данном пазе.

12. Устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, по п. 11, отличающееся тем, что первый компонент (84) содержит две металлические плиты (88), проходящие в вертикальном направлении и расположенные рядом друг с другом, каждая из которых имеет продолговатый паз (90), и поперечный элемент (86) содержит поперечный металлический штифт или поперечную металлическую пластину (92), проходящий (-ую) в том же направлении, что и продолговатые пазы (90).

13. Способ обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана вертикального газохода (24, 24', 24", 24"') подвесной конструкции, предназначенного для дымовых газов, в теплоэнергетическом парогенераторе (10, 10', 10", 10"'), содержащем устройство для обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана по любому из пп. 1-12, при этом способ включает этапы:

перемещения смеси воды и пара с первой температурой в испарительных водяных трубах первого бокового экрана (40, 40', 64),

перемещения пара со второй температурой, превышающей первую температуру, в пароперегревательной трубе (48, 48'), расположенной в вертикальном газоходе для дымовых газов, при этом пароперегревательная труба содержит множество жестких участков (50) трубы, проходящих в горизонтальном направлении и проходящих поперек газохода для дымовых газов между первым боковым экраном (40, 40', 64) и вторым боковым экраном (42) газохода для дымовых газов, противоположным первому боковому экрану,

обеспечения опоры для пароперегревательной трубы сверху посредством подвески (56, 56'), которая имеет третью температуру, превышающую первую температуру,

повышения жесткости первого бокового экрана (40, 40', 64) за счет обеспечения горизонтальной опоры для первого бокового экрана посредством прикрепления первой концевой части (52) и второй концевой части (54) каждого из множества жестких участков (50) трубы, проходящих в горизонтальном направлении, соответственно к первому боковому экрану (40, 40', 64) и ко второму боковому экрану (42) с помощью средств (60, 60', 68) крепления,

отличающийся тем, что

образуют средства крепления так, что они обеспечивают возможность относительного перемещения каждой из первой и второй концевых частей (52, 54) относительно бокового экрана (40, 40', 64, 42), к которому прикреплена концевая часть, только в направлении теплового перемещения концевой части и бокового экрана, к которому прикреплена данная концевая часть, относительно друг друга, но не обеспечивают возможности чисто горизонтальных перемещений соответствующей концевой части и ближайшего бокового экрана относительно друг друга.