[发明专利]分段高温内管道的垂直支承装置

说明书

本发明涉及一种位于外套管内部的分段高温管道的垂直支承装置，和适应该内管的热膨胀或收缩的装置。

在循环流化床锅炉中，当重复循环高温（通常为1600°F左右）固体燃料流时，会出现许多问题。几乎还没有一种系统能适应这样高的温度，尤其当所输送物料是磨损性的固体燃料和高温气体的稠密混合物时更是如此。此外，被输送物料的温度不是恒定的，而是随锅炉的使用情况或者说燃料消耗量不同而变化的。当消耗量小时，重复循环的物料会积聚在输送管道中，结果在该系统两端形成一个大的温度梯度;而当消耗量大时，流过输送管道的物料温度基本上等于流动气体离开燃烧室时的温度。

此外，高的温度不是影响输送管道的唯一因素，所述温度的改变或者说波动（热冲击）也会造成损害。已有过在几分钟内温度波动几百度的记载。在同一管道的相对端也经常出现大的温差。再有，如果在系统的上游段（例如在给料斗中）发生堵塞，当该堵塞消除时输送管道中就会产生很大的瞬时压力。曾经在一个实例中观察到，当这种堵塞消除之后，加料斗中的固体燃料高度在大约5秒钟内下降了5-6英尺。

高温、压力以及温度的迅速波动会使输送管道遭受很大的应力、形变以及热膨胀或收缩。由于被输送的磨损性物料、温度和压力要求以及输送管道自身的尺寸和重量，使得支承循环流化床锅炉输送管道并满足其热膨胀和收缩工作条件的一系列尝试，至今未取得令人满意的结果。

本发明的目的是提供一种高温管道的垂直支承装置，所述管道经受的温度变化范围从环境温度到1600°F甚至更高，并且有时内部压力会发生迅速的改变。

一根内部温度波动的管道，其垂直支承装置包括固定在其外圆周上的第一承受剪力的装置。所述第一承受剪力的装置与一个短管构件保持中心对准状态，而所述管道就搁置在该短管构件上。短管构件又进一步固定在一个支承物上的第二承受剪力的装置保持中心对准。因此，所述管道相对于短管构件而言可独立运动，而短管构件相对于支承物和第二承受剪力的装置而言也可独立运动。这样，所述管道及其支承结构可自由地热膨胀或收缩，并且管道内产生的任何压力均能被承受住。

图1是被支承内管的侧视简图;

图2是沿图1的2-2线剖出的顶视图，表示出短管构件的结构;

图3是沿图2的3-3线剖出的侧视图。

由上述附图可以看出，支承物10将分段的高温内管道12固定在外套管14中，内管12要承受从环境温度到1600°F甚至更高的温度，因此通常由不锈钢制成，所述不锈钢具有循环流化床锅炉固体燃料重复循环所需的抗压耐磨损性能。

如图所示，分段的内管12具有凸缘16，此凸缘固定在每段管道的上加固端周围，能使上段18在膨胀时伸向下段20，同时保持轴向对中，凸缘16与上段18周围配合严密，使气体或固体颗粒的损失或者说泄漏甚少。

在内管12的下端20上还刚性地支承着多个承受剪力的内凸块22。这些内凸块22相距一定间隔地分布于凸缘16下方的内管外圆周上，其尺寸形状适于支承固定着所述凸块的这段管道的整个重量。这些内凸块22最好不是直接相互接触，构成一个围绕内管12的连续环状，而是相互隔开，这样对加固端的膨胀或收缩影响较小。

每个内凸块22与多块对中导板24连结，所述导板从其对应的内凸块22先沿径向稍微向外然后向下伸出，每个内凸块22配用两块对中导板24最为适宜，因为用三块或更多的对中导板24就要求它们相互准确对中，而如果只用一块对中导板24，一旦它发生故障，就没有后备导板可用。

每块对中导板下部与内管12加固端之间的凹口尺寸，要使短管构件28的内环26能滑动推入此凹。如图所示，此内环26由多块弯板组成，所述弯板的曲率与内管下端20以及内凸块22的曲率几乎相同。对中导板24的下部能使内凸块22和内环26之间保持适当的支承对中，而不需用任何刚性连结件将两者结合在一起，就能使内凸块22（从而也使内管12）支承在内环26上。最好像图2所示那样，将内环26的板弯得与凸块22的板相似，而且每块内环板的弧长比相应内凸块板稍长一些。因此，无论内管12怎样移动或者转动，内凸块22总是搁置在内环26上。