Підвісний парогенератор

1. Підвісний парогенератор, що містить верхню частину (1) зі стінкою (2) із вертикальних труб (3) і розміщених між ними вертикальних ребер (4) і підвішену на стінці вертикальних труб нижню частину (5) зі стінкою (6) із похилих труб (7) і розміщених між ними похилих ребер (8), причому похилі трубки (7) мають кінцеві ділянки (9), які на верхньому краю стінки похилих труб зміщені одна відносно іншої у горизонтальному напрямку, а вздовж верхнього краю стінки похилих труб виконано з'єднувальну смугу (10), яка містить велику кількість вертикальних трубних кутників (11), що мають орієнтовані у напрямку від з'єднувальної смуги (10) приєднувальні плечі (12) і вмонтовані у з'єднувальну смугу (10) вертикальні плечі (13), до яких приварені вертикальні труби (3), і велику кількість похилих трубних кутників (14), що мають орієнтовані у напрямку від з'єднувальної смуги (10) приєднувальні плечі (12) і вмонтовані у з'єднувальну смугу (10) похилі плечі (15), до яких приварені кінцеві ділянки (9) похилих труб, причому з'єднувальна смуга (10) нижче похилих плечей похилих трубних кутників вздовж похилих плечей (15) і вище C2 2 (19) 1 3 89640 4 підвішений у каркасі котла. Для цього каркас котла ній за рахунок несучих елементів вазі, яка має має кришку, на якій підвішено несучий анкер паробути прикладена до стінки вертикальних труб. генератора. Таким чином, усе навантаження пароЗадачею винаходу є значне зниження констругенератора приймає кришка каркаса котла. ктивних витрат на підвішування нижньої частини Зі свого боку, парогенератор має бути виконапарогенератора. ний таким чином, щоб загальна вага, яка складаПредметом винаходу є підвісний парогенерається із власної ваги, ваги води, попелу і т.п. могла тор, що містить верхню частину зі стінкою вертибути передана кришці каркасу котла. Верхня часкальних труб і розміщеними між ними вертикальтина парогенератора має мембранні трубні стінки, ними ребрами і підвішену на стінці вертикальних у яких труби орієнтовані вертикально і теплоносій труб нижню частину зі стінкою похилих труб і розпротікає в них вертикально (в цьому тексті назиміщеними між ними похилими ребрами. Вздовж ваються стінками вертикальних труб). На противаверхнього краю стінки похилих труб, на якому вергу цьому у нижній частині парогенератора камера хні кінцеві ділянки похилих труб зміщені одна відзгоряння оточена мембранними трубними стінканосно іншої у горизонтальному напрямку, виконами, орієнтованими не вертикально, а похило відно з'єднувальну смугу, що має велику кількість носно горизонталі (в цьому тексті називаються вертикальних трубних кутників і велику кількість стінками похилих труб). похилих трубних кутників. Вертикальні трубні кутПрикладення навантаження у стінці вертиканики і похилі трубні кутники мають приєднувальні льних труб парогенератора здійснюється вздовж плечі, орієнтовані від з'єднувальної смуги назовні, поздовжньої осі вертикальних труб, тому вони напереважно перпендикулярно. Друге плече кожного вантажені на поздовжній розтяг. вертикального трубного кутника є вертикальним На противагу цьому у нижній частині парогеплечем, вмонтованим у з'єднувальну смугу. Друге нератора прикладення навантаження у стінці поплече кожного похилого трубного кутника є похихилих труб здійснюється під невеликими кутами лим плечем, також вмонтованим у з'єднувальну впоперек поздовжньої осі похилих труб. Тому сласмугу. Вертикальне плече кожного вертикального бкіший у порівнянні з поздовжнім перерізом попекутника орієнтоване на розміщену над ним вертиречний переріз труб зазнає частини виникаючих кальну трубу і приварене до неї. Похиле плече навантажень. кожного похилого кутника орієнтоване на кінцеву Для розвантаження цих поперечних перерізів ділянку похилої труби і приварене до неї. З'єднутруб у публікації DE 26 21 189 В запропоновано вальна смуга зі свого боку з'єднувальна смуга нипідтримувати нижню частину парогенератора за жче похилих плеч похилих трубних кутників допомогою зовнішніх тягових чи несучих елеменвздовж похилих плеч і вище кінцевих ділянок потів, закріплених на верхній частині парогенератохилих труб вздовж кінцевих ділянок зварена зі стіра. Тягові елементи у формі тягових стрічок пронкою похилих труб, а підвішування нижньої частистягаються по усій висоті стінки похилих труб, на ни парогенератора до стінки вертикальних труб якій вони закріплені за допомогою вставок, зварювиконане шляхом зварювання з'єднувальної смуги вальних колодок чи затискачів, і закінчуються над зі стінкою похилих труб, а також приварювання стінкою похилих труб на стінці вертикальних труб, вертикальних пліч вертикальних трубних кутників до якої вони приварені за допомогою головок для з'єднувальної смуги до вертикальних труб без стрічок, формованих елементів, наварних пластин, спирання чи підвішування нижньої частини паропровушин чи інших з'єднувальних елементів. Тагенератора на додаткові тягові чи несучі елементи. ким чином, тягові чи несучі елементи передають Поза вертикальними плечами вертикальних навантаження від нижньої частини парогенератотрубних кутників між з'єднувальною смугою і верра зі стінкою похилих труб на стінку вертикальних тикальними ребрами стінки вертикальних труб труб верхньої частини парогенератора. передбачено зазор для компенсації теплового Одначе у разі таких зовнішніх тягових елеменрозширення. Між верхньою частиною і нижньою тів, які за допомогою з'єднувальних елементів частиною парогенератора виконана зовнішня розприварені до стінки похилих труб, має бути забезподільна система, під'єднана до відповідних приєпечена добра теплопередача від трубних стінок до днувальних пліч вертикальних і похилих трубних тягових елементів. Разом з тим, при кожній зміні кутників. Завдяки вмонтовуванню вертикальних і навантаження парогенератора у стінці похилих похилих трубних кутників у з'єднувальну смугу, від труб виникають змінні зусилля, зумовлені затримякої стінка похилих труб розв'язана на переході до кою теплового розширення тягових елементів відстінки вертикальних труб, розподільна система носно стінки мембранних труб. Крім того, виконанповністю розвантажена від ваги нижньої частини ня численних з'єднань тягових елементів зі парогенератора. стінкою похилих труб означає значні конструктивні Крім того, вага нижньої частини парогенератоі зварювальні витрати. Тому згідно з іншою пропора вздовж верхнього краю стінки похилих труб зицією, відомою із публікації DE 23 16 135 А, нижрівномірно передається з'єднувальній смузі без ня частина парогенератора, яка безпосередньо допущення пікових навантажень на верхніх кінцеприварена до вертикальних труб верхньої частини вих ділянках похилих труб, тому що зварені з верпарогенератора, своєю трубною решіткою через хніми кінцевими ділянками похилих труб похилі шарнірні опори спирається на несучі елементи, які плечі похилих трубних кутників вмонтовані у з'єду свою чергу за допомогою тягових анкерів підвінувальну смугу і навантаження за допомогою пошені на стінці вертикальних труб верхньої частини хилих ребер стінки похилих труб рівномірно розпарогенератора. Одначе ця відома пропозиція поділяється у з'єднувальній смузі, а від неї за означає значні конструктивні витрати при збільшедопомогою вертикальних пліч вертикальних труб 5 89640 6 них кутників рівномірно передається вертикальним складається із кількох вертикальних трубних куттрубам. ників і одного похилого трубного кутника. Одначе Завдяки відсутності додаткових тягових і несуможуть бути виготовлені також формовані пластичих елементів, якими згідно з рівнем техніки вага ни з кількома групами вертикальних трубних кутнижньої частини парогенератора передається веників і похилих трубних кутників, які можуть бути ртикальним трубам, досягається значно менша поперемінно або на краях стінки похилих труб загальна вага парогенератора, тому що усі ці тягокомбіновані також з формованими пластинами, що ві і несучі елементи разом із елементами, необхідмістять лише одну таку групу. Зокрема формовані ними для їх приварювання до стінок похилих і верпластини можуть містити від двох до п'яти вертитикальних труб, відсутні. Крім того, без кальних трубних кутників на групу, які також моспеціальних тягових і несучих елементів монтаж жуть бути комбіновані між собою. усієї зони похилих труб парогенератора спрощуУ разі, коли передбачено кілька вертикальних ється і може бути виконаний із незначним застосутрубних кутників на один похилий трубний кутник, ванням зварювальних робіт, до того ж, усуваються доцільною є форма виконання, при якій приєднупошкодження похилих труб внаслідок нерівномірвальні плечі похилого трубного кутника і одного із ного нагрівання у зоні камери згоряння. Крім того, вертикальних трубних кутників розміщені один над усуваються змінні навантаження стінки мембраніншим на одній вертикальній лінії краї формованої них труб, які згідно з рівнем техніки виникають при пластини, а приєднувальні плечі інших вертикалькожній зміні навантаження парогенератора внасліних трубних кутників розміщені на лінії, паралельдок затримки теплового розширення тягових і неній осі похилого плеча похилого трубного кутника, сучих елементів відносно стінки похилих труб, і і, таким чином, паралельно кінцевій ділянці похидосягається значна свобода у виборі швидкості лої труби, привареної до похилого плеча кутника; зміни навантаження під час запуску чи зупинення при цьому вертикальні плечі вертикальних кутників парогенератора. групи мають довжину, що збільшується від кутника Внутрішні оптимізуючі розрахунки, наприклад до кутника відповідно до нахилу згаданої вище шляхом моделювання методом кінцевих елеменлінії. тів, показали, що при застосуванні відповідної виНа фігурах схематично зображено: находові базової конструкції парогенератора шляФіг.1. Парогенератор згідно з винаходом у акхом цілеспрямованого варіювання діаметра і сонометрії, товщини стінок похилих труб і їх кроку вздовж стінФіг.2. Фрагмент парогенератора на переході ки похилих труб, в також товщини і ширини похиміж вертикальною трубною стінкою (2) верхньої лих ребер стінки похилих труб досягаються парачастини (1) парогенератора і похилою трубною метри, при яких конструкція сама себе утримує. стінкою (6) нижньої частини (5) парогенератора з Завдяки застосуванню проміжної розподільної проміжною розподільною системою (30), системи між вертикальними трубами верхньої часФіг.3. Фрагмент із Фіг.2 на рівні з'єднувальної тини парогенератора і похилими трубами нижньої смуги 10, одначе без розподільної системи, частини парогенератора надається значна свобоФіг.4. Приклад виконання однієї із кованих да у виборі кількості і діаметрів похилих труб поріз'єднувальних формованих пластин 16, із яких вняно з кількістю і діаметром вертикальних труб. складена з'єднувальна смуга 10 із Фіг.3. Кут нахилу похилих труб також може бути вибраПідвісний парогенератор із Фіг.1 має верхню ний значною мірою довільним. частину 1, оточену стінкою 2 вертикальних труб, і Зумовлені відсутністю додаткових зовнішніх нижню частину 5, оточену стінкою 6 похилих труб і тягових і несучих елементів переваги винаходу навішену на стінку 2 вертикальних труб верхньої дійсні зокрема для одноходових чи багатоходових частини 1 парогенератора без зовнішніх тягових парогенераторів, що працюють за принципом приі/або несучих елементів. мусового протікання чи примусової циркуляції зі До того ж, як видно із Фіг.2 і 3, вздовж верхньоспіральними трубами у камері згоряння до консго краю стінки 6 похилих труб розміщено виконану труктивної висоти 200м і поперечного перерізу із зварених між собою кованих формованих пласкамери згоряння до 30м х 30м при значною мірою тин 16 (Фіг.4) з'єднувальну смугу 10, яка у свою довільному куті нахилу похилих труб і звичайних чергу зварена зі стінкою 6 похилих труб і у якій розмірах труб парогенератора, а також при виковмонтовано вертикальні трубні кутники 11, зі свого ристанні різних видів палива -нафти, газу, кам'янобоку зварений з вертикальними трубами 3 стінки 2. го вугілля і бурого вугілля. Поза вертикальними трубними кутниками 11 між У парогенераторі згідно з винаходом кількість з'єднувальною смугою 10 і стінкою 2 вертикальних вертикальних труб може бути більшою, ніж кільтруб передбачено компенсаційний зазор 25, закість похилих труб, тому з'єднувальна смуга і, відвдяки чому вагу нижньої частини парогенератора повідно стінка похилих труб підвішена на стінці сприймають лише вертикальні труби З верхньої вертикальних труб групами із кількох вертикальних частини парогенератора. трубних кутників на одну похилу трубу, завдяки Як стінка 2 вертикальних труб, так і стінка 6 чому прикладення ваги стінки похилих труб до похилих труб виконані у формі мембранних стінок, стінки вертикальних труб здійснене розподілено що мають трубно-реберну конструкцію. Так, трубміж вертикальними трубами. на стінка 2 має велику кількість вертикальних труб З'єднувальна смуга змонтована переважно із 3 з розміщеними між ними вертикальними ребракількох зварених між собою з'єднувальних формоми 4, а трубна стінка 6 має велику кількість похиваних, переважно кованих пластин, кожна з яких лих труб 7 з розміщеними між ними похилими ребмістить принаймні і переважно одну із груп, що рами 8. Тому верхні кінцеві ділянки 9 похилих труб 7 89640 8 7 закінчуються зі зміщенням одна відносно іншої у льні плечі 12 похилого трубного кутника 14 і одногоризонтальному напрямку на верхньому краї стінго із вертикальних трубних кутників 11-1 розміщені ки 6 похилих труб. один над іншим на одній вертикальній лінії на ліВздовж цих верхніх кінцевих ділянок 9 похилих вому на Фіг.4 краї формованої пластини, а приєдтруб 7 вирізані похилі ребра 8 стінки 6 похилих нувальні плечі 12 вертикальних трубних кутників труб (Фіг.3). Відповідно з'єднувальна смуга 10 на 11-1 - 11-4 розміщені на лінії, паралельній осі посвоєму нижньому краї для кожної вертикально хилого плеча 15 похилого трубного кутника 14, і, угору орієнтованої кінцевої ділянки 9 похилих труб таким чином, паралельно кінцевій ділянці 9 (Фіг.3) 7 має похилу виточку, як видно із Фіг.4 для однієї із похилої труби 7, привареної до похилого плеча 15 кованих з'єднувальних формованих пластин 16, кутника 14. Вертикальні плечі вертикальних кутнивнаслідок чого з'єднувальні формовані пластини ків 11-1 - 11-4 мають довжину, що збільшується від 16 мають похилі приварювальні краї 19, якими кутника 11-1 до кутника 11-4 відповідно до нахилу з'єднувальна смуга 10 вище відповідних кінцевих згаданої вище лінії. ділянок 9 похилих труб 7 приварена до стінки 6 У відповідній винаходові конструкції підвісного похилих труб. парогенератора розміри стінок мембранних труб у Крім того, як видно із фігур 3 і 4, у з'єднувальверхній частині парогенератора і у нижній частині ну смугу 10, що складається із формованих пласпарогенератора, а також матеріали, з яких вони тин 16, вмонтовано відповідну великій кількості виготовлені, шляхом оптимізованого розрахунку вертикальних труб З стінки 2 велику кількість вервибрані таким чином, що стінка похилих труб тикальних трубних кутників 11 вздовж їх вертикаутримує себе сама на стінці вертикальних труб, льних пліч 13, а також відповідну великій кількості тобто підвішування здійснене без допомоги зовніпохилих труб 7 стінки 6 велику кількість похилих шніх тягових і/або несучих елементів. Як приклад трубних кутників 14 вздовж їх похилих пліч 15. Веможуть бути вибрані такі параметри: ртикальні плечі 13 вертикальних трубних кутників Приклад: 11 вивищуються приварювальними буртиками 21 Верхня частина парогенератора: над верхнім краєм формованої пластини 16; до - Вертикальні труби мають зовнішній діаметр цих буртиків приварюються вертикальні труби 3. Da=38мм при товщині стінки від 5мм, крок вертиПохилі плечі 15 похилих трубних кутників 14 також кальних труб від 58мм, товщина вертикального виступають приварювальними буртиками 17 над ребра s=6 або 8мм. В залежності від теплового бічними кромками формованих пластин 16; до цих навантаження у камері згоряння, внутрішнього буртиків приварені відповідні кінцеві ділянки 9 потиску і ваги товщина стінок труб може становити хилих труб 7. 5,6мм, 6,3мм або 7,1мм. Формовані пластини 16 з'єднувальної смуги 10 Нижня частина парогенератора: під кожним похилим плечем 15 мають аналогічно - Похилі труби мають зовнішній діаметр Da = похило орієнтовані приварювальні краї 20, вздовж 42,4 або 44,5мм при товщині стінок від 5,6мм. крок яких з'єднувальна смуга 10 зварена з відповідним похилих труб від 58мм, товщина похилого ребра похилим ребром 8 стінки 6 похилих труб у продовs=6 або 8мм. В залежності від теплового навантаження приварювального краю 19 сусідньої форможення у камері згоряння, внутрішнього тиску і ваги ваної пластини 16. Крім того, формовані пластини товщина стінок труб може становити 5,6мм, 6,3мм 16 мають вертикальні приварювальні краї 18 або 7,1мм. вздовж обох вертикальних бічних кромок, до кожЗгідно зі стандартами EN 10216, DIN чи довідного з яких приварені сусідні формовані пластини ником Союзу працівників технічного нагляду ФРН з'єднувальної смуги 10 таким чином, що похилий (VDTDV) в залежності від теплового навантаження приварювальний край 19 однієї формованої пласу камері згоряння, внутрішнього тиску і ваги матетини є продовженням похилого приварювального ріалом для похилих труб можуть бути: краю 20 сусідньої формованої пластини. 1.5415(16Мо3) Як найкраще видно на Фіг.4, у кожну формо1.7335 (13СrМо 4-5) вану пластину 16 вмонтовано групу із кількох вер1,7380(10 CrMo 9-10) тикальних трубних кутників 11 і одного похилого 1.7378 CrMoVTiB10-10 (Т24). трубного кутника 14 таким чином, що приєднуваКут нахилу похилих труб може бути довільним. 9 89640 10 11 Комп’ютерна верстка В. Мацело 89640 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601