專利名稱：一種爐體補強構件的鐙形連接裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生蒸汽設備的裝置，具體地說，是涉及將補強構件連接到爐體筒壁上的裝置。盡管本發(fā)明特別適用于螺旋管形筒壁的爐體結構，但應該認識到，本發(fā)明也適用于垂直管形筒壁的爐體設備。
產(chǎn)生蒸汽設備，例如大型通用的鍋爐，要設置在一個框架內(nèi)，用該框架來抗衡爐內(nèi)的氣體壓力。當爐接近運行溫度時，爐壁要在水平方向和垂直方向產(chǎn)生膨脹。此外，隨著爐內(nèi)的壓力變化，即或是爐內(nèi)的壓力增加或是爐內(nèi)的壓力減小，都將引起筒壁沿水平方向向內(nèi)或向外的附加彎曲。
在本領域中習慣的做法是，在爐體的相對的爐壁附近以工字形梁的形式設置補強構件，從而將補強構件固定到爐壁上，以將附近的爐壁保持在一平直狀態(tài)。一般采用垂直結構和水平結構部件，它們分別稱之為垂直和水平補強構件。
由于爐壁溫度可從環(huán)境溫度變化到400℃左右，同時補強構件基本上一直處在環(huán)境溫度，因此最重要的是要采取措施允許其進行適當?shù)呐蛎?。這一問題的解決是通過將補強構件裝配在筒壁上以這樣一種方式實現(xiàn)的，即裝配的方式要能允許爐壁可以產(chǎn)生垂直膨脹。而相對的補強構件通過連接裝置相互固定，連接裝置是處于爐壁溫度狀態(tài)。
一般來說，水平補強構件置于沿爐體筒壁周邊的箍套內(nèi)，它們在整個爐壁高度上垂直地相互間隔開(間隔距離通常為15和40英尺之間)。在爐體的相對置的爐壁上的補強構件在水平方向上通過補強構件拉桿相互連接，以便一個補強構件的反作用力由作用在相對置的爐壁上的那個補強構件的反作用力來抵消，從而能夠抗衡作用在爐壁上的壓力。習慣上都設置有垂直補強構件，以借助于一可以滑動的連接裝置來連接相鄰的補強構件，這種滑動能在與一補強構件協(xié)同動作的爐體筒壁和補強構件本身之間產(chǎn)生相對的移動。當爐沿一垂直方向膨脹時，對于補強構件的各個高度的作用力是不同的。
由于在爐壁和補強構件之間存在有溫度差，所以補強構件距爐壁的距離是好很小，且在其間有隔離。采用稱之為鐙形連接裝置的設備將爐壁和補強構件之間進行這種連接。鐙形連接裝置在本領域中是一種公知的裝置，它能允許氣體壓力負荷從爐體筒壁傳送到補強構件系統(tǒng)，同時又允許鍋爐筒壁包層產(chǎn)生不受限制的熱膨脹。在美國專利4，395，860和4，059，075中公開了現(xiàn)有的鐙形連接裝置的結構。這些鐙形連接裝置可以連接到爐壁上，并用來支撐補強構件同時也用于防止補強構件和爐壁之間的相對的向內(nèi)或向外移動。
現(xiàn)有技術的設計并不完全令人滿意，因為它們還不能夠傳送由負的爐內(nèi)氣體壓力負荷所引起的負荷。此外，常規(guī)的設計是其必須固定到一個平直的表面上。大多數(shù)設計還有另一個缺點，即，和補強構件相連的接觸面積對于承載要求來說還不夠大。該設計還存在有一個缺點，就是它要固定到鍋爐支撐板上，這就在鍋爐支撐板上產(chǎn)生了不期望有的額外負荷。
螺旋管形筒壁爐體的原理是，在不增加管間距離的情況下，通過減少包圍爐體所需的管的數(shù)目來增加每個管的物質(zhì)流動。為此將管設置成一定的角度，使管在爐周圍形成螺旋形。
在螺旋管形筒壁爐體結構的習慣做法是，僅在爐體的下部提供螺旋形的管結構。爐體筒壁是一種平板和管的結構形式，這就是說這種結構的多個螺旋管是基本上處在同一平面內(nèi)，并且用一中間的肋片來結合相鄰的軸向管段。一般來說，螺旋形管相對于水平面成一定角度的設置，這個角度一般在7°和30°之間。如果沒有附加結構來支撐管道，則爐體筒壁的整個重量就要由在相應的肋片和管的中間的焊接點來支撐。
為了避免將重量施加在相應的肋片和軸向管段之間的焊點上，習慣上要設置支撐板，這種支撐板是跨接多個管子以避免加在肋片和管子上的負荷，而加在肋片和管子上的這種負荷甚至可能會壓扁通常為圓形的管子。
期望用鐙形連接裝置連接筒壁和補強構件。鐙形連接裝置允許在筒壁和補強構件系統(tǒng)之間有相對移動。
本發(fā)明的一個目的是提供一種設備，該設備不限制隨著鍋爐筒壁的熱膨脹而產(chǎn)生的移動。
本發(fā)明的另一個目的是在補強構件和鐙形連接裝置之間提供一個平滑滑動的表面。
本發(fā)明的再一目的是提供一種設備，它固定到筒壁上而不必固定到一個諸如螺旋管形筒壁支撐板或避部焊接固定點上之類的平直表面上。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種設備，它能夠在正、負兩個方向上由鍋爐筒壁向補強構件系統(tǒng)傳送爐內(nèi)氣體壓力負荷。
本發(fā)明的又一目的是提供一種現(xiàn)場組裝的簡單方法，該方法在現(xiàn)場裝配期間可對由于公差累積而產(chǎn)生的裝配問題進行補償，并且該方法首次提出在現(xiàn)場組裝。
本發(fā)明的又一個目的是提供一種鐙形連接裝置結構，該結構能提供與筒壁的任何主要部分適當接合，因此不受特殊定位的限制。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的這些目的和其它目的可以在一個產(chǎn)生蒸汽的設備中實現(xiàn)，該設備包括一個爐體，該爐體具有一個筒壁和至少一個垂直補強構件，該補強構件靠近螺旋管形筒壁的外表面設置。該設備包括衣一個在螺旋管形筒壁和垂直補強構件之間傳送力的鐙形連接裝置。該鐙形連接裝置包括一個U形板和一個柱形部件，用于將柱形部件安裝到垂直補強構件上的裝置包括有相互隔開地固定在垂直補強構件上的第一和第二凸塊。柱形部件在互相隔開第一和第二凸塊之間固定到垂直補強構件上。該設備還包括有將U形板安裝在筒壁上的裝置。
在本發(fā)明的某些形式中，凸塊一般是平面形的，并且大致平行地設置。U形板可以包括至少一個大致平面形的面。按照本發(fā)明的某些形式，U形板還包括一第二和一第三大致平面形的面。第二和第三大致平面形的面可以相對地隔開設置。第一、第二、和第三大致平面形的面可以大致為正方形。
在本發(fā)明的某些形式中，筒壁是一種螺旋管形的筒壁，且用于將U形板安裝到螺旋管形筒壁上的裝置包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片，這些帶邊緣凹凸的安裝片的尺寸和形狀制成適合于與螺旋管形筒壁接合的形式。這些帶邊緣凹凸的安裝片可以有兩個弧形部分，此兩個弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與螺旋管形筒壁中的相鄰的管相接合。
下面通過參照附圖及具體實施例將會更好地理解本發(fā)明，其中

圖1是一種螺旋管形筒壁爐體的簡化透視圖;
圖2是具有在軸向管段之間延伸的支撐板的螺旋管形筒壁的一部分的部分前視圖;
圖3是一個側視圖，其表示一個斷開的垂直補強構件和用于支撐板的支撐片;
圖4是一個平面圖，其表示出用于按照本發(fā)明的一種形式的鐙形連接裝置的支撐片，并且具體地表示出其與垂直補強構件的配合關系;
圖5是一個安裝在一個垂直管形筒壁上的鐙形連接裝置的平面圖;
圖6是一個現(xiàn)有技術設備的平面圖;和圖7是圖6所示現(xiàn)有技術設備的一個側視圖。
現(xiàn)在參照圖1所示，其中表示出一具有螺旋管形筒壁12的爐體10，筒壁12包括有多個通過相應的肋片16連接的軸向管段14。習慣上，爐體的上部有垂直管部13。按照本發(fā)明的設備在鍋爐筒壁12和水平補強構件系統(tǒng)之間設有一個連接裝置，用以抗衡爐內(nèi)的氣壓負荷。
現(xiàn)在參照圖6和圖7所示，其中表示出一個與垂直補強構架22和一螺旋管形筒壁12相結合的現(xiàn)有技術的鐙形連接裝置。軸向管段14包括有多個相應的管段，它們是由相應的肋片16間隔開。一V形板132固定到多個板上，這些板的外表面設置成與螺旋管形筒壁12中對應的軸向管段14相切。對于這種現(xiàn)有技術結構而言，這種基本上平直的表面是必要的。V形板132還有一個襯套139，襯套139圍繞一個帶端帽的銷釘138設置。該帶端帽的銷釘138裝入位于槽形固定件136的兩對置的側緣內(nèi)的相應的槽141中。這種結構的一個缺點就是在帶端帽的銷釘138和槽141的側緣的厚度約為 3/8 英寸，因此側緣和帶端帽的銷釘138只有線接觸，只接觸帶端帽的銷釘138的一個極小的軸向部分。
現(xiàn)在參照圖2-4所示，垂直補強構件22置于環(huán)境溫度狀態(tài)，因此沒有任何熱膨脹。要求鐙形連接裝置20能夠處理筒壁12和垂直補強構件22的不同的熱膨脹。通過在垂直補強構件22的表面上滑動U形板32來調(diào)節(jié)水平膨脹，即沿水平方向在螺旋管形筒壁12的平面內(nèi)的膨脹。如圖3清晰可見，U形板32有三個大致正方形的平面。換言之，每個面的寬度基本上就是它的高度。三個面包括一個靠近垂直補強構件22的中心面32B。兩個相對置的側面從中心面延伸出，并通過安裝片33接合到螺旋管形筒壁12上。
正的和負的爐內(nèi)氣體壓力負荷，即沿垂直于螺旋管形筒壁12平面的方向的負荷，都是從螺旋管形筒壁12傳送到垂直補強構件22上。柱形部件38通過與兩個凸塊36的組合安裝在垂直補強構件22上，在兩個凸塊36之間夾持著柱形部件38。柱形部件38和兩個凸塊36能抗衡任何負的爐內(nèi)氣體壓力負荷。具體地說，U形板32與柱形部件38以及螺旋管形筒壁12接合。在U形板32和垂直補強構件22之間的接觸能抗衡來自正的爐內(nèi)氣體的負荷。
U形板32最好是固定到螺旋管形筒壁12上，其中不加入支撐板30，支撐板30是裝在螺旋管形筒壁12上的。支撐板30是用來支撐螺旋管形筒壁12的。在不存在支撐板30的情況下，相應的肋片16支撐的單個軸向管段14的重量可能是比較大的。雖然很容易將一鐙形連接裝置連接到支撐板30上，但由于支撐板的30不能支持附加負荷，因此這樣的連接是不必要的。
因此，本發(fā)明的優(yōu)選實施例包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片33，該安裝片33將U型板32連接到螺旋管形筒壁12上。在優(yōu)選實施例中，每個安裝片33具有兩個圓弧面，如圖3中清晰可見，圓弧面的尺寸和形狀設置成適于和兩個現(xiàn)鄰的軸向管段14相接合。
各個安裝片33被焊接到相應的軸向管段14上以及U型板32上，如從圖3和圖4清晰可見兩個這樣的安裝片33設置在U型板32的外側邊上，支撐板30與多個支撐板安裝片31安裝在一起，支撐板安裝片31和安裝片33相類似，并被焊接到相應的軸向管段14和支撐板30之一個上，在優(yōu)選實施例中兩個安裝片31安裝到兩個支撐板30上。
通過柱形部件38來調(diào)節(jié)垂直膨脹的差別變化，且在U型板32和設置在柱形部件38的軸向端部的兩個凸塊36之間提供間隙。
按照本發(fā)明的裝置考慮到相對于連接至筒壁12和連接至垂直補強構件的現(xiàn)場安裝的可調(diào)整性，本發(fā)明提供一種連接至筒壁12不需要諸如支撐板30一類的平面，且不需要承載螺旋管形筒壁的支撐板30。本發(fā)明的還一個優(yōu)點是，其可沿正、負兩個方向平衡負荷。
現(xiàn)參見圖5所示，其中表示出本發(fā)明的另一個實施例，其與一垂直管形筒壁13相結合。在圖5表示的本發(fā)明的實施例中，U型板32和軸向管段14焊接一起，而不需要帶邊緣凹凸的板，應當理解，在圖5的實施例中，垂直管形筒壁13具有垂直管。
在圖2-4的實施例中，安裝片33和U形板32之間的焊接可在一定高度范圍內(nèi)進行。這是基于尺寸偏差考慮的。具體而論，這是針對使鐙形連接裝置20沿螺旋管形筒壁12的平面的水平方向和垂直方向的位置定位的。
可將柱形部件38和凸塊36的組合件定位在垂直補強構件22上，從而不管U形部件32固定到螺旋管形筒壁12的什么部件都能提供膨脹的合適間隙。這和現(xiàn)有技術需要V形板132的設計相反，V形板132要固定在一個平直的表面上，即將一個或多個板焊接在管的中間從而得到一個平直的表面。這就要求在制造期間對鐙形連接裝置進行精確的定位。按照本發(fā)明的改進設計則可固定在筒壁的任何位置，因為可將帶邊緣凹凸板安裝片33放在兩個軸管段14之間并且該安裝片33還可在某一位置接觸到U形板32，以便進行充分的焊接。
如果不必把鐙形連接裝置20固定到支撐板30上，則可將裝置20固定在任何一個位置。根據(jù)不存在爐內(nèi)氣體壓力在支撐板30上產(chǎn)生的不期望的負荷分量。
由于安裝片33直接焊接到螺旋管形筒壁12上，因此這個鐙形連接裝置20能夠從筒壁向補強構件傳送正的和負的負荷。
上面已經(jīng)參照所示的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。該設備所屬領域的技術人員可能會從中獲得教益并做出其它的改變。但這些改變都被認為是包括在該說明書公開的內(nèi)容的范圍內(nèi)，本發(fā)明將進一步由下述的權利要求書限定。
權利要求
1.一種產(chǎn)生蒸汽的設備，其包括一個爐體，該爐體具有一個筒壁和至少一個垂直補強構件，該補強構件靠近所述螺旋管形筒壁的外表面；一個鐙形連接裝置，用于在所述螺旋管形筒壁和所述垂直補強構件之間傳送力，所述鐙形連接裝置包括有一個U形板和一個柱形部件，用于將所述柱形部件安裝在所述垂直補強構件上的裝置包括有相互間隔開地固定到所述垂直補強構件上的第一和第二凸塊，所述柱形部件在間隔開的所述第一和第二凸塊之間固定到所述垂直補強構件上；以及用于將所述U形板固定到所述筒壁上的裝置。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述凸塊大致為平面形的并且大致相互平行。
3.如權利要求2所述的設備，其中，所述U形板包括有至少一個大致為平面形的面。
4.如權利要求3所述的設備，其中，所述U形板包括有一個第二大致為平面形的面。
5.如權利要求4所述的設備，其中，所述U形板包括有一個第三大致為平面形的面。
6.如權利要求5所述的設備，其中，所述第二和第三大致為平面形的面相互隔開并對置設置。
7.如權利要求6所述的設備，其進一步包括所述第一大致為平面形的面大致為正方形。
8.如權利要求7所述的設備，其中，所述第二和第三大致為平面形的面大致為正方形。
9.如權利要求1所述的設備，其中，所述筒壁是一種螺旋管形筒壁，將所述U形板安裝在所述螺旋管形筒壁上的所述裝置包括有一個帶邊緣凹凸的安裝片，安裝片的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁接合。
10.如權利要求9所述的設備，其中，所述帶邊緣凹凸的安裝片具有兩個弧形部分，弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁中的相鄰的管接合。
11.如權利要求2所述的設備，其中，所述筒壁是一種螺旋管形筒壁，且將所述U形板安裝在所述螺旋管形筒壁上的所述裝置包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片，安裝片的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁接合，所述帶邊緣凹凸的安裝片具有兩個弧形部分，弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁中的相鄰的管接合。
12.如權利要求3所述的設備，其中，所述筒壁是一種螺旋管形筒壁，且將所述U形板安裝在所述螺旋管形筒壁上的所述裝置包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片，安裝片的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁接合，所述帶邊緣凹凸的安裝片具有兩個弧形部分，弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁中的相鄰的管接合。
13.如權利要求4所述的設備，其中，所述筒壁是一種螺旋管形筒壁，且將所述U形板安裝在所述螺旋管形筒壁上的所述裝置包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片，安裝片的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁接合，所述帶邊緣凹凸的安裝片具有兩個弧形部分，弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁中的相鄰的管接合。
14.如權利要求5所述的設備，其中，所述筒壁是一種螺旋管形筒壁，且將所述U形板安裝在所述螺旋管形筒壁上的所述裝置包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片，安裝片的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁接合，所述帶邊緣凹凸的安裝片具有兩個弧形部分，弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁中的相鄰的管接合。
15.如權利要求6所述的設備，其中，所述筒壁是一種螺旋管形筒壁，且將所述U形板安裝在所述螺旋管形筒壁上的所述裝置包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片，安裝片的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁接合，所述帶邊緣凹凸的安裝片具有兩個弧形部分，弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁中的相鄰的管接合。
16.如權利要求7所述的設備，其中，所述筒壁是一種螺旋管形筒壁，且將所述U形板安裝在所述螺旋管形筒壁上的所述裝置包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片，安裝片的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁接合，所述帶邊緣凹凸的安裝片具有兩個弧形部分，弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁中的相鄰的管接合。
17.如權利要求8所述的設備，其中，所述筒壁是一種螺旋管形筒壁，且將所述U形板安裝在所述螺旋管形筒壁上的所述裝置包括有多個帶邊緣凹凸的安裝片，安裝片的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁接合，所述帶邊緣凹凸的安裝片具有兩個弧形部分，弧形部分的尺寸和形狀制成適合于與所述螺旋管形筒壁中的相鄰的管接合。
全文摘要
一種產(chǎn)生蒸汽的設備，該設備包括一爐體(10)，和一個鐙形連接裝置(20)，鐙形連接裝置用于在螺旋管形筒壁(12)和垂直補強構件(22)之間傳送力，該裝置包括有U形板(32)和柱形部件(38)，將柱形部件(38)安裝到垂直補強構件上的裝置包括有間隔開固定到垂直補強構件上的第一和第二凸塊(36)；柱形部件(38)在凸塊(36)之間固定到垂直補強構件上；以及將U形板(32)安裝到筒壁上的裝置。
文檔編號F22B37/20GK1096091SQ9312151
公開日1994年12月7日 申請日期1993年12月29日 優(yōu)先權日1992年12月29日
發(fā)明者R·G·佩恩 申請人:燃燒工程有限公司