[实用新型]一种排烟筒支承装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种排烟筒支承装置，属于烟囱技术领域。

背景技术

为了提高设计水准，实现直接承受风等外部荷载与直接承受烟气作用的这两种不同性质的荷载或作用分别由不同结构来承担，并满足不同使用期限的检修与维护要求，国内外通常采用钢筋混凝土外筒承受风荷载、地震以及内筒自重与水平位移等作用，并采用一个或多个内筒专门用于排放具有高温与腐蚀作用的烟气，实现了内、外筒的功能分离，从而产生了套筒式或多管式排烟排烟筒(当排烟内筒为1个时，称为“套筒烟囱”；当排烟内筒为2个或以上时，称为“多管烟囱”)。

排烟内筒属于筒壳结构，其特点是主要承受各种作用产生的中面内力，或者说沿“壳体薄膜”方向均匀受压或受拉时，才能够充分发挥材料的力学性能。在自重作用下，只有内筒水平截面与基础表面或支承平台表面直接垂直接触时，内筒水平截面内的竖向应力才能达到“均匀”、中面受力，才能最大限度发挥“薄壳结构”的沿薄膜方向受力特点，从而实现大幅度节约内筒材料用量。

排烟内筒通常采用自立式、悬挂式或下部自立与上部悬挂相组合等方式。自立式排烟筒是排烟筒较为常见的一种结构形式，即内简直接安装在烟囱基础或某一底部平台上，承受自身的重量，内筒在自重作用下处于受压状态，因此，在外力和自重作用下，自立式内筒处于弯压状态，其结构壁厚往往是稳定控制。悬挂式内筒则将内筒支承在烟囱上部平台，内筒在自重作用下处于受拉状态，其结构壁厚在不考虑烟气负压的情况下是由材料的受拉强度控制的，因此，自立式内筒的筒壁厚度要大于悬挂式内筒的筒壁厚度。

由于排烟筒的工作特点，只有排烟筒的竖向支承平台标高低于烟道入口底标高时，内筒水平截面才能够均匀的作用在用于支承内筒的基础或平台之上，从而达到在自重作用下“中面受力”，这就是通常的自立式排烟筒。按照目前国内外内筒支承的做法，除了通常自立式排烟筒外，其余竖向支承平台标高高于烟道入口顶标高的内筒均不能在自重作用下“中面受力”，都要不同程度地承担不均匀的局部弯矩作用，造成内筒局部范围厚度增加较多，且需采取附加加强措施。

除了通常的自立式排烟筒外，目前国内外排烟筒均采用多支点悬挑方案，即在支承平台上设置4～8个悬挑短梁来承担整个排烟筒重量(如图1所示)，这种支承方式会使得排烟筒产生较大的局部弯矩，造成内筒支承标高上下一定高度范围的内筒水平截面形状由圆形变为非圆形截面(如图5所示)，内筒筒壁产生较大内应力，需要对支承区域的排烟筒进行大规模加固(如图2所示)。理论上，这种方案的要求是排烟筒有极大的环向刚度，以便抵抗排烟筒局部变形，而排烟筒是一个薄壁壳体，特别是做成整体悬挂式排烟筒时，其出发点就是进一步降低排烟筒壁厚，上述方案显然是违背了设计初衷。这种支承技术方案造成内筒设计不经济，更为重要的是排烟筒在其使用寿命内一直处于不合理受力状态，一旦遇到极限设计工况或局部损坏，将导致整个简体因局部失稳而垮塌。

目前，实际工程中的悬挂钢排烟筒就是通过多道环向加劲钢梁来抵抗因局部弯矩所产生的较大内应力。但对于玻璃钢排烟筒，采用这种加固方法基本上是无法实现的。因为玻璃钢的环向抗弯弹性模量仅为钢材的1/10左右，如果通过局部加厚和设置多道环梁是行不通的。针对这种情况，目前玻璃钢内筒支承做法较上述钢内筒支承方式有了一定改进(如图3所示)，即利用悬挑短梁做支承，设置一个环形内筒支承钢梁(如图3所示)，由环梁实现对玻璃钢内筒的“均匀支承”(如图4所示)。然而，因图4所示环形支承钢梁竖向刚度较小，在内筒作用下，钢梁表面沿圆周方向竖向变形在短梁支承位置与非短梁支承位置是不一致的，环梁在内筒作用下水平表面变形呈“波浪形”，“波浪”的多少及波高大小与支承短梁的数量和内筒自重有关，从而造成被支承内筒产生局部弯矩和较大内的应力，使得内筒水平截面形状由圆形变为非圆形截面(如图5所示)，但相较直接短梁支承内筒做法，这种做法使内筒受力性能有了一定改善，但仍然存在很大缺陷。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供了一种节约筒壁材料、提高排烟筒可靠性的排烟筒支承装置，解决了排烟内筒因竖向支承不均匀受力而产生较大内应力和局部失稳的问题。