[发明专利]一种炉体补强构件的镫形连接装置

说明书

本发明涉及一种用于产生蒸汽设备的装置，具体地说，是涉及将补强构件连接到炉体筒壁上的装置。尽管本发明特别适用于螺旋管形筒壁的炉体结构，但应该认识到，本发明也适用于垂直管形筒壁的炉体设备。

产生蒸汽设备，例如大型通用的锅炉，要设置在一个框架内，用该框架来抗衡炉内的气体压力。当炉接近运行温度时，炉壁要在水平方向和垂直方向产生膨胀。此外，随着炉内的压力变化，即或是炉内的压力增加或是炉内的压力减小，都将引起筒壁沿水平方向向内或向外的附加弯曲。

在本领域中习惯的做法是，在炉体的相对的炉壁附近以工字形梁的形式设置补强构件，从而将补强构件固定到炉壁上，以将附近的炉壁保持在一平直状态。一般采用垂直结构和水平结构部件，它们分别称之为垂直和水平补强构件。

由于炉壁温度可从环境温度变化到400℃左右，同时补强构件基本上一直处在环境温度，因此最重要的是要采取措施允许其进行适当的膨胀。这一问题的解决是通过将补强构件装配在筒壁上以这样一种方式实现的，即装配的方式要能允许炉壁可以产生垂直膨胀。而相对的补强构件通过连接装置相互固定，连接装置是处于炉壁温度状态。

一般来说，水平补强构件置于沿炉体筒壁周边的箍套内，它们在整个炉壁高度上垂直地相互隔开(间隔距离通常为4.75和12.19米之间)。在炉体的相对置的炉壁上的补强构件在水平方向上通过补强构件拉杆相互连接，以便一个补强构件的反作用力由作用在相对置的炉壁上的那个补强构件的反作用力来抵消，从而能够抗衡作用在炉壁上的压力。习惯上都设置有垂直补强构件，以借助于一可以滑动的连接装置来连接相邻的补强构件，这种滑动能在与一补强构件协同动作的炉体筒壁和补强构件本身之间产生相对的移动。当炉沿一垂直方向膨胀时，对于补强构件的各个高度的作用力是不同的。

由于在炉壁和补强构件之间存在有温度差，所以补强构件距炉壁的距离是好很小，且在其间有隔离。采用称之为镫形连接装置的设备将炉壁和补强构件之间进行这种连接。镫形连接装置在本领域中是一种公知的装置，它能允许气体压力负荷从炉体筒壁传送到补强构件系统，同时又允许锅炉筒壁包层产生不受限制的热膨胀。在美国专利4,395,860和4,059,075中公开了现有的镫形连接装置的结构。这些镫形连接装置可以连接到炉壁上，并用来支撑补强构件同时也用于防止补强构件和炉壁之间的相对的向内或向外移动。

现有技术的设计并不完全令人满意，因为它们还不能够传送由负的炉内气体压力负荷所引起的负荷。此外，常规的设计是其必须固定到一个平直的表面上。大多数设计还有另一个缺点，即，和补强构件相连的接触面积对于承载要求来说还不够大。该设计还存在有一个缺点，就是它要固定到锅炉支撑板上，这就在锅炉支撑板上产生了不期望有的额外负荷。

螺旋管形筒壁炉体的原理是，在不增加管间距离的情况下，通过减少包围炉体所需的管的数目来增加每个管的物质流动。为此将管设置成一定的角度，使管在炉周围形成螺旋形。

在螺旋管形筒壁炉体结构的习惯做法是，仅在炉体的下部提供螺旋形的管结构。炉体筒壁是一种平板和管的结构形式，这就是说这种结构的多个螺旋管是基本上处在同一平面内，并且用一中间的肋片来结合相邻的轴向管段。一般来说，螺旋形管相对于水平面成一定角度的设置，这个角度一般在7°和30°之间。如果没有附加结构来支撑管道，则炉体筒壁的整个重量就要由在相应的肋片和管的中间的焊接点来支撑。

为了避免将重量施加在相应的肋片和轴向管段之间的焊点上，习惯上要设置支撑板，这种支撑板是跨接多个管子以避免加在肋片和管子上的负荷，而加在肋片和管子上的这种负荷甚至可能会压扁通常为圆形的管子。

期望用镫形连接装置连接筒壁和补强构件。镫形连接装置允许在筒壁和补强构件系统之间有相对移动。

本发明的一个目的是提供一种设备，该设备不限制随着锅炉筒壁的热膨胀而产生的移动。

本发明的另一个目的是在补强构件和镫形连接装置之间提供一个平滑滑动的表面。

本发明的再一目的是提供一种设备，它固定到筒壁上而不必固定到一个诸如螺旋管形筒壁支撑板或避部焊接固定点上之类的平直表面上。

本发明的又一个目的是提供一种设备，它能够在正、负两个方向上由锅炉筒壁向补强构件系统传送炉内气体压力负荷。

本发明的又一目的是提供一种现场组装的简单方法，该方法在现场装配期间可对由于公差累积而产生的装配问题进行补偿，并且该方法首次提出在现场组装。

本发明的又一个目的是提供一种镫形连接装置结构，该结构能提供与筒壁的任何主要部分适当接合，因此不受特殊定位的限制。