一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置製造方法
2023-05-18 15:16:16
一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，鍋爐末級再熱器包括多根類U形彎管，各彎管兩臂間距依次增大，兩臂間距小的彎管位於間距大的彎管的兩臂之間，各彎管依次間隙排列，多根管中包括相鄰的兩根懸吊管，其上部採用S形彎管並向上延伸，非懸吊管的兩臂的下部採用彎管並向下延伸，固定連接裝置包括多個固定塊，在除兩相鄰懸吊管之外的任意相鄰兩管之間分別設置固定塊且與相鄰兩管焊接，且至少在懸吊管與相鄰非懸吊管之間設置多個固定塊，兩管間的多個固定塊間隙設置，各固定塊均位於各管的直管段。通過多個固定塊的共同作用，提高了懸吊管對其側管的提拉固定作用。
【專利說明】一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種再熱器及固定連接裝置，尤其是一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，屬於鍋爐裝置領域。
【背景技術】
[0002]超超臨界直流爐末級再熱器管屏共70片，每片由11根管組成，呈W形順流布置在爐膛出口水平煙道。如圖5所示，自內而外依次為一號管至十一號管，一號管由於高度較低故未在圖中示出，W形末級再熱器管屏中間上彎部位三號和四號管引出頂棚管，對管屏起到懸吊作用，為此在W形中間上彎部位除三、四號管之間沒有固定塊，其餘相鄰管子兩兩之間均設置了固定塊焊接連接。
[0003]在實際生產中，機組末級再熱器固定塊部位先後多次拉裂洩漏，原始洩漏點都在四號管與五號管固定塊的熔合線部位，而原始洩漏點所處管屏位置以及進、出口端並無明顯規律性。超超臨界直流爐末級再熱器中間吊點處四、五號管間的固定塊焊縫頻繁發生拉裂洩漏，主要原因是由於W形末級再熱器管屏中間上彎部位靠引出頂棚的三號和四號管承重，因此該處管屏之間的固定塊焊縫起到重要的連接和承載作用，由於三、四號管之間沒有設置固定塊焊接連接，即三、四號管各自單獨承載，三號管主要分擔的是一至三號管共3根管子的重量，而四號管則需承擔四至十一號管共8根管子的重量，換言之，四號管與五號管之間的固定塊焊縫受力最大。此外，三、四號管為懸吊管，分別通過兩隻S形彎管從兩側繞過本屏其他管子引出頂棚對管屏起到懸吊作用，必然對固定塊連接焊縫端部產生一定的附加彎矩和扭轉應力，從而導致固定塊焊縫兩端應力集中程度加劇，造成該部位早期失效。由於此鍋爐已經投產使用，只能在此基礎進行改進。
[0004]如果採取更換該拉裂部位管道為壁厚加厚管的方案，則會出現由於管壁增厚將使通流面積減小，且改造周期和成本巨大的問題。如果採取增加懸吊點的方案，則會出現由於頂棚上部空間狹小，且改造需要改變頂棚結構以及增加懸吊鋼梁，改造工程量和成本大，周期長的問題。嘗試採取改變固定塊結構為包覆結構的方案，但經計算與加工試驗，確認無法加工。
[0005]有鑑於此特提出本實用新型。
實用新型內容
[0006]本實用新型要解決的技術問題在於克服現有技術的不足，提供一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，能夠有效防止鍋爐末級再熱器的懸吊管與其他管的固定塊焊縫拉裂。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型採用技術方案的基本構思是:
[0008]一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，鍋爐末級再熱器包括多根類U形彎管，各彎管兩臂間距依次增大，兩臂間距小的彎管位於間距大的彎管的兩臂之間，各彎管依次間隙排列，多根管中包括相鄰的兩根懸吊管，其上部採用S形彎管並向上延伸，非懸吊管的兩臂的下部採用彎管並向下延伸，固定連接裝置包括多個固定塊，在除兩相鄰懸吊管之外的任意相鄰兩管之間分別設置固定塊且與相鄰兩管焊接，且至少在懸吊管與相鄰非懸吊管之間設置多個固定塊，兩管間的多個固定塊間隙設置，各固定塊均位於相鄰兩管的直管段。
[0009]進一步的，固定塊包括多個第一固定塊和多個第二固定塊，除末級再熱器的兩個懸吊管之間外，任意相鄰兩管間均設置有第一固定塊且第一固定塊與相鄰兩個管焊接，末級再熱器的兩個懸吊管中位於外側的第一懸吊管與相鄰的非懸吊管之間、第一懸吊管外側相鄰的兩個非懸吊管之間分別安裝有第二固定塊且第二固定塊與相鄰兩個管焊接，第一固定塊與第二固定塊之間設有間隙，多個第一固定塊在同一高度設置。
[0010]進一步的，安裝在第一懸吊管及相鄰的非懸吊管之間的第二固定塊位於第一固定塊的下方，其他第二固定塊位於第一固定塊的上方。
[0011]進一步的，彎管共有i^一根，第二固定塊數量為八個，左右對稱分布，左側的四個第二固定塊分別依次安裝於末級再熱器的兩個懸吊管中位於外側的第一懸吊管與相鄰的非懸吊管之間、以及依次排列於第一懸吊管外側的四個非懸吊管之間。
[0012]進一步的，第一固定塊、第二固定塊均位於各自所鄰的兩個管的直管區域。
[0013]進一步的，第二固定塊採用圓鋼。
[0014]進一步的，第二固定塊與其兩側的管之間的焊縫從第二固定塊的上端延伸至下端，且焊縫圓滑過渡。
[0015]進一步的，第二固定塊與相鄰兩管的焊接形式為四角焊接。
[0016]進一步的,第二固定塊的長度為100-150mm,與第一固定塊的間隙為100_150mm。
[0017]進一步的，第二固定塊的長度優選為100mm，與第一固定塊的間隙優選為100mm。
[0018]採用上述技術方案後，本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果。
[0019]本實用新型一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，除兩個相鄰的懸吊管之間不安裝固定塊外，在其他任意相鄰兩管間分別焊接固定塊連接兩管，並至少在懸吊管與相鄰的非懸吊管之間安裝有多個固定塊，通過多個固定塊的設置，提高了懸吊管對其側管的提拉固定作用，使得單個固定塊焊縫所承載的力減小，進一步加強連接固定效果。由於懸吊管上部通過S形彎管向上延伸，因此固定塊與懸吊管的焊縫處存在一定扭矩，多個固定塊能提高焊縫應對所受扭矩的能力，多個固定塊之間存在間隙，間隙設置使得應力集中效果減小，從而既能增強固定效果，又不會發生固定塊焊縫兩端應力集中而導致的焊縫撕裂現象，無需改用壁厚管，無需改造頂棚結構及增加懸吊鋼梁，節省成本且切實可行。
[0020]下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置的安裝示意圖；
[0022]圖2是圖1的A-A向示意圖；
[0023]圖3是第一固定塊、第二固定塊在管間安裝的放大示意圖；
[0024]圖4是五號管和六號管之間的第二固定塊安裝示意圖；
[0025]圖5是現有鍋爐末級再熱器中固定塊的安裝示意圖。
[0026]1、頂棚管2、二號管，3、三號管，4、四號管，5、五號管，6、六號管，7、七號管，8、八號管，9、九號管，10、十號管，11、十一號管，21、第一固定塊，22、第二固定塊。
【具體實施方式】
[0027]超超臨界直流爐末級再熱器管屏共70片，如圖1和圖2所示，每片由自內向外依次排列的一至十一號管共11根管組成，各管呈類U形彎管狀，各彎管兩臂間距依次增大，兩臂間距小的彎管位於間距大的彎管的兩臂之間，各彎管依次間隙排列，整體呈W形順流布置在爐膛出口水平煙道。由於一號管的高度較低，故在圖中未示出。11根管其中包括相鄰的兩根懸吊管，其上部採用S形彎管並向上延伸，如圖2所示，W形末級再熱器管屏中間的三號管3和四號管4分別作為第二懸吊管和第一懸吊管分別通過兩隻S形彎管從兩側繞過本屏的頂棚管I引出頂棚對管屏起到懸吊作用，其他管為非懸吊管。非懸吊管的兩臂的下部採用彎管並向下延伸。
[0028]為了使鍋爐末級再熱器連接更穩固，防止鍋爐末級再熱器出現拉裂失效的現象，防止再熱器拉裂失效的固定連接裝置安裝在末級再熱器上，固定連接裝置包括多個固定塊，固定塊分為第一固定塊和第二固定塊。
[0029]在W形末級再熱器管屏中除三、四號管之間外，其餘任意相鄰兩個管子之間均設置了一個第一固定塊21與兩管焊接連接，且至少在懸吊管與相鄰非懸吊管之間還設置有一個第二固定塊。
[0030]末級再熱器的兩個懸吊管中位於外側的第一懸吊管與相鄰的非懸吊管之間即在四號管4和五號管5之間、第一懸吊管外側任意相鄰的兩個非懸吊管之間即依次排列的五號管至十一號管中任意相鄰的兩個管之間、末級再熱器的兩個懸吊管中位於內側的第二懸吊管與相鄰的非懸吊管之間即三號管3和二號管2之間、二號管與一號管之間分別安裝有第一固定塊21且第一固定塊21與相鄰兩個管焊接。多個第一固定塊21在同一高度設置。
[0031]末級再熱器的兩個懸吊管中位於外側的第一懸吊管與相鄰的非懸吊管之間、第一懸吊管外側相鄰的兩個非懸吊管之間分別安裝有第二固定塊且第二固定塊與相鄰兩個管焊接，相同兩管間的第一固定塊21與第二固定塊22之間設有間隙。
[0032]安裝在作為第一懸吊管的四號管4及相鄰的非懸吊管即五號管5之間的第二固定塊22位於四號管與五號管之間的第一固定塊21的下方，其他的第二固定塊22位於其所在兩管間的第一固定塊21的上方。
[0033]由於管在各段的形狀有彎有直，為了使得管與固定塊之間的受力更好，連接更穩固，第一固定塊21、第二固定塊22均位於各自所鄰的兩個管的直管區域。無論是哪兩個管之間的第一固定塊和第二固定塊，均位於非懸吊管的兩臂下部彎管上方及懸吊管上部彎管下方之間的直管區域。
[0034]在本實施例中，第二固定塊22數量為八個，由中間向兩側排列，左右對稱分布。左側的四個第二固定塊分別依次安裝於末級再熱器的兩個懸吊管中位於外側的作為第一懸吊管的四號管4與相鄰的非懸吊管即五號管5之間、以及依次排列於作為第一懸吊管的四號管4外側的四個非懸吊管之間即五號管5與六號管6之間，六號管6與七號管7之間，七號管7與八號管8之間。
[0035]除四號管4與五號管5之間的第二固定塊22位於此兩管間的第一固定塊21的下方外，其餘三個第二固定塊均安裝於其所在兩管間的第一固定塊的上方。
[0036]四號管需承擔四至十一號管共8根管子的重量，而且由於四號管作為懸吊管通過S形彎管從兩側繞過本屏的頂棚管I引出頂棚，必然對第一固定塊連接焊縫端部產生一定的附加彎矩和扭轉應力。因此，需要在四號管與五號管之間設置一個第二固定塊來增強連接效果，通過第一固定塊和第二固定塊兩個固定塊連接兩個管，使得單個焊縫所承載的力減小。四號管通過S形彎管從兩側繞過本屏的頂棚管I引出頂棚對管屏起到懸吊作用，考慮四號管上部彎管的影響，在實際生產中，四號管和五號管之間的第一固定塊距離四號管上部彎管的距離較近，如果四號管和五號管之間的第二固定塊設置在此兩管之間的第一固定塊上方，則第二固定塊與上部彎管的距離可能不符合設計要求，因而四號管與五號管之間的第二固定塊設置在第一固定塊下方。通過設置兩個固定塊可有效增加該部位的承載能力，同時提高該部位承受扭矩能力，從而避免焊縫撕裂。
[0037]在其他實施例中，所有的第二固定塊也可均位於其所在兩管間的第一固定塊下方並採取間隙設置。但由於管屏高度較高，為了使管相互之間的受力更好，第二固定塊應以安裝在第一固定塊上方為最優。
[0038]由於四至十一號管連在一起，因此六至十一號管的力作用在五號管上，為了避免五號管與六號管之間只設置一個第一固定塊而造成其焊縫撕裂，在五號管和六號管之間再設置一個第二固定塊與兩個管焊接。同理，在六號管和七號管之間、七號管和八號管之間也設置一個第二固定塊。這樣，五至七號管其所受的其他管的作用力由第一固定塊和第二固定塊兩個固定塊承受，因此，減小了焊縫的單位承載能力，提高了牢固度。
[0039]在本實施例中，由於三號管分擔的是一至三號管共3根管子的重量，而四號管則需承擔四至十一號管共8根管子的重量，作為第二懸吊管的三號管承受的重量較小，一個固定塊可滿足受力要求，故在三號管與二號管之間只設置一個第一固定塊。在其他實施例中，若第二懸吊管所受力較大，也可以在第二懸吊管與相鄰非懸吊管之間間隙設置一個第一固定塊和一個第二固定塊。
[0040]如圖4所示，第二固定塊22採用圓鋼。第二固定塊與其兩側的管之間的焊縫從第二固定塊的上端延伸至下端，且焊縫圓滑過渡。圓鋼同兩個管焊接時為四角焊接，採用四個圓滑的焊縫連接。
[0041]第二固定塊的長度為100-150mm，與第一固定塊的間隙為100_150mm。在本實施例中，第二固定塊的長度優選為100mm,與第一固定塊的間隙優選為100mm。
[0042]本實用新型一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，除兩個相鄰的懸吊管之間不安裝第一固定塊及第二固定塊外，在懸吊管與相鄰的非懸吊管之間及相鄰的非懸吊管之間均安裝有第一固定塊並通過焊接的方式將第一固定塊與其兩側的管固定，並在兩個懸吊管中位於外側的第一懸吊管與相鄰的非懸吊管之間、第一懸吊管外側相鄰的兩個非懸吊管之間分別安裝有第二固定塊並通過焊接的方式將第二固定塊與其兩側的管固定，這樣，通過第二固定塊與第一固定塊的共同作用，起到固定相鄰管的作用，提高了第一懸吊管對其外側管的提拉固定作用，進一步加強連接固定效果。第一固定塊和第二固定塊之間存在間隙，兩者間隙設置，使得應力集中效果減小，不會發生固定塊焊縫兩端應力集中而導致的焊縫撕裂現象。採用第一固定塊和第二固定塊兩個固定塊且間隙設置來連接相鄰的兩個管，管的重力可分散至兩個固定塊承受，同時兩個間隙設置的固定塊使得管間抵抗扭矩的能力增強，並且，由於各管受熱溫度不同，因此膨脹量也不同，間隙設置的兩個固定塊可以使管的膨脹量所受約束較小，從而保證了既能穩固連接相鄰兩管又不致發生管壁撕裂現象。本實用新型無需改用壁厚管，無需改造頂棚結構及增加懸吊鋼梁，節省成本且切實可行。
[0043]上述實施例中的實施方案可以進一步組合或者替換，且實施例僅僅是對本實用新型的優選實施例進行描述，並非對本實用新型的構思和範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計思想的前提下，本領域中專業技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變化和改進，均屬於本實用新型的保護範圍。
【權利要求】
1.一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:鍋爐末級再熱器包括多根類U形彎管，各彎管兩臂間距依次增大，兩臂間距小的彎管位於間距大的彎管的兩臂之間，各彎管依次間隙排列，多根管中包括相鄰的兩根懸吊管，其上部採用S形彎管並向上延伸，非懸吊管的兩臂的下部採用彎管並向下延伸，固定連接裝置包括多個固定塊，在除兩相鄰懸吊管之外的任意相鄰兩管之間分別設置固定塊且與相鄰兩管焊接，且至少在懸吊管與相鄰非懸吊管之間設置多個固定塊，兩管間的多個固定塊間隙設置，各固定塊均位於相鄰兩管的直管段。
2.根據權利要求1所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:固定塊包括多個第一固定塊和多個第二固定塊，除末級再熱器的兩個懸吊管之間外，任意相鄰兩管間均設置有第一固定塊且第一固定塊與相鄰兩個管焊接，末級再熱器的兩個懸吊管中位於外側的第一懸吊管與相鄰的非懸吊管之間、第一懸吊管外側相鄰的兩個非懸吊管之間分別安裝有第二固定塊且第二固定塊與相鄰兩個管焊接，第一固定塊與第二固定塊之間設有間隙，多個第一固定塊在同一高度設置。
3.根據權利要求2所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:安裝在第一懸吊管及相鄰的非懸吊管之間的第二固定塊位於第一固定塊的下方，其他第二固定塊位於第一固定塊的上方。
4.根據權利要求3所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:彎管共有十一根，第二固定塊數量為八個，左右對稱分布，左側的四個第二固定塊分別依次安裝於末級再熱器的兩個懸吊管中位於外側的第一懸吊管與相鄰的非懸吊管之間、以及依次排列於第一懸吊管外側的四個非懸吊管之間。
5.根據權利要求4所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:第一固定塊、第二固定塊均位於各自所鄰的兩個管的直管區域。
6.根據權利要求5所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:第二固定塊採用圓鋼。
7.根據權利要求1-6任一項所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:第二固定塊與其兩側的管之間的焊縫從第二固定塊的上端延伸至下端，且焊縫圓滑過渡。
8.根據權利要求7所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:第二固定塊與相鄰兩管的焊接形式為四角焊接。
9.根據權利要求7所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:第二固定塊的長度為100-150mm,與第一固定塊的間隙為100_150mm。
10.根據權利要求9所述的一種鍋爐末級再熱器及防止其拉裂失效的固定連接裝置，其特徵在於:第二固定塊的長度優選為100mm,與第一固定塊的間隙優選為100mm。
【文檔編號】F22G3/00GK203927886SQ201420311207
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月11日 優先權日:2014年6月11日
【發明者】錢玉君, 喬麗英, 郭建明, 宋國慶, 楊賢彪 申請人:大唐南京發電廠