一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，锅炉末级再热器包括多根类U形弯管，各弯管两臂间距依次增大，两臂间距小的弯管位于间距大的弯管的两臂之间，各弯管依次间隙排列，多根管中包括相邻的两根悬吊管，其上部采用S形弯管并向上延伸，非悬吊管的两臂的下部采用弯管并向下延伸，固定连接装置包括多个固定块，在除两相邻悬吊管之外的任意相邻两管之间分别设置固定块且与相邻两管焊接，且至少在悬吊管与相邻非悬吊管之间设置多个固定块，两管间的多个固定块间隙设置，各固定块均位于各管的直管段。通过多个固定块的共同作用，提高了悬吊管对其侧管的提拉固定作用。
【专利说明】一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种再热器及固定连接装置，尤其是一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，属于锅炉装置领域。
【背景技术】
[0002]超超临界直流炉末级再热器管屏共70片，每片由11根管组成，呈W形顺流布置在炉膛出口水平烟道。如图5所示，自内而外依次为一号管至十一号管，一号管由于高度较低故未在图中示出，W形末级再热器管屏中间上弯部位三号和四号管引出顶棚管，对管屏起到悬吊作用，为此在W形中间上弯部位除三、四号管之间没有固定块，其余相邻管子两两之间均设置了固定块焊接连接。
[0003]在实际生产中，机组末级再热器固定块部位先后多次拉裂泄漏，原始泄漏点都在四号管与五号管固定块的熔合线部位，而原始泄漏点所处管屏位置以及进、出口端并无明显规律性。超超临界直流炉末级再热器中间吊点处四、五号管间的固定块焊缝频繁发生拉裂泄漏，主要原因是由于W形末级再热器管屏中间上弯部位靠引出顶棚的三号和四号管承重，因此该处管屏之间的固定块焊缝起到重要的连接和承载作用，由于三、四号管之间没有设置固定块焊接连接，即三、四号管各自单独承载，三号管主要分担的是一至三号管共3根管子的重量，而四号管则需承担四至十一号管共8根管子的重量，换言之，四号管与五号管之间的固定块焊缝受力最大。此外，三、四号管为悬吊管，分别通过两只S形弯管从两侧绕过本屏其他管子引出顶棚对管屏起到悬吊作用，必然对固定块连接焊缝端部产生一定的附加弯矩和扭转应力，从而导致固定块焊缝两端应力集中程度加剧，造成该部位早期失效。由于此锅炉已经投产使用，只能在此基础进行改进。
[0004]如果采取更换该拉裂部位管道为壁厚加厚管的方案，则会出现由于管壁增厚将使通流面积减小，且改造周期和成本巨大的问题。如果采取增加悬吊点的方案，则会出现由于顶棚上部空间狭小，且改造需要改变顶棚结构以及增加悬吊钢梁，改造工程量和成本大，周期长的问题。尝试采取改变固定块结构为包覆结构的方案，但经计算与加工试验，确认无法加工。
[0005]有鉴于此特提出本实用新型。
实用新型内容
[0006]本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，能够有效防止锅炉末级再热器的悬吊管与其他管的固定块焊缝拉裂。
[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是:
[0008]一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，锅炉末级再热器包括多根类U形弯管，各弯管两臂间距依次增大，两臂间距小的弯管位于间距大的弯管的两臂之间，各弯管依次间隙排列，多根管中包括相邻的两根悬吊管，其上部采用S形弯管并向上延伸，非悬吊管的两臂的下部采用弯管并向下延伸，固定连接装置包括多个固定块，在除两相邻悬吊管之外的任意相邻两管之间分别设置固定块且与相邻两管焊接，且至少在悬吊管与相邻非悬吊管之间设置多个固定块，两管间的多个固定块间隙设置，各固定块均位于相邻两管的直管段。
[0009]进一步的，固定块包括多个第一固定块和多个第二固定块，除末级再热器的两个悬吊管之间外，任意相邻两管间均设置有第一固定块且第一固定块与相邻两个管焊接，末级再热器的两个悬吊管中位于外侧的第一悬吊管与相邻的非悬吊管之间、第一悬吊管外侧相邻的两个非悬吊管之间分别安装有第二固定块且第二固定块与相邻两个管焊接，第一固定块与第二固定块之间设有间隙，多个第一固定块在同一高度设置。
[0010]进一步的，安装在第一悬吊管及相邻的非悬吊管之间的第二固定块位于第一固定块的下方，其他第二固定块位于第一固定块的上方。
[0011]进一步的，弯管共有i^一根，第二固定块数量为八个，左右对称分布，左侧的四个第二固定块分别依次安装于末级再热器的两个悬吊管中位于外侧的第一悬吊管与相邻的非悬吊管之间、以及依次排列于第一悬吊管外侧的四个非悬吊管之间。
[0012]进一步的，第一固定块、第二固定块均位于各自所邻的两个管的直管区域。
[0013]进一步的，第二固定块采用圆钢。
[0014]进一步的，第二固定块与其两侧的管之间的焊缝从第二固定块的上端延伸至下端，且焊缝圆滑过渡。
[0015]进一步的，第二固定块与相邻两管的焊接形式为四角焊接。
[0016]进一步的,第二固定块的长度为100-150mm,与第一固定块的间隙为100_150mm。
[0017]进一步的，第二固定块的长度优选为100mm，与第一固定块的间隙优选为100mm。
[0018]采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果。
[0019]本实用新型一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，除两个相邻的悬吊管之间不安装固定块外，在其他任意相邻两管间分别焊接固定块连接两管，并至少在悬吊管与相邻的非悬吊管之间安装有多个固定块，通过多个固定块的设置，提高了悬吊管对其侧管的提拉固定作用，使得单个固定块焊缝所承载的力减小，进一步加强连接固定效果。由于悬吊管上部通过S形弯管向上延伸，因此固定块与悬吊管的焊缝处存在一定扭矩，多个固定块能提高焊缝应对所受扭矩的能力，多个固定块之间存在间隙，间隙设置使得应力集中效果减小，从而既能增强固定效果，又不会发生固定块焊缝两端应力集中而导致的焊缝撕裂现象，无需改用壁厚管，无需改造顶棚结构及增加悬吊钢梁，节省成本且切实可行。
[0020]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置的安装示意图；
[0022]图2是图1的A-A向示意图；
[0023]图3是第一固定块、第二固定块在管间安装的放大示意图；
[0024]图4是五号管和六号管之间的第二固定块安装示意图；
[0025]图5是现有锅炉末级再热器中固定块的安装示意图。
[0026]1、顶棚管2、二号管，3、三号管，4、四号管，5、五号管，6、六号管，7、七号管，8、八号管，9、九号管，10、十号管，11、十一号管，21、第一固定块，22、第二固定块。
【具体实施方式】
[0027]超超临界直流炉末级再热器管屏共70片，如图1和图2所示，每片由自内向外依次排列的一至十一号管共11根管组成，各管呈类U形弯管状，各弯管两臂间距依次增大，两臂间距小的弯管位于间距大的弯管的两臂之间，各弯管依次间隙排列，整体呈W形顺流布置在炉膛出口水平烟道。由于一号管的高度较低，故在图中未示出。11根管其中包括相邻的两根悬吊管，其上部采用S形弯管并向上延伸，如图2所示，W形末级再热器管屏中间的三号管3和四号管4分别作为第二悬吊管和第一悬吊管分别通过两只S形弯管从两侧绕过本屏的顶棚管I引出顶棚对管屏起到悬吊作用，其他管为非悬吊管。非悬吊管的两臂的下部采用弯管并向下延伸。
[0028]为了使锅炉末级再热器连接更稳固，防止锅炉末级再热器出现拉裂失效的现象，防止再热器拉裂失效的固定连接装置安装在末级再热器上，固定连接装置包括多个固定块，固定块分为第一固定块和第二固定块。
[0029]在W形末级再热器管屏中除三、四号管之间外，其余任意相邻两个管子之间均设置了一个第一固定块21与两管焊接连接，且至少在悬吊管与相邻非悬吊管之间还设置有一个第二固定块。
[0030]末级再热器的两个悬吊管中位于外侧的第一悬吊管与相邻的非悬吊管之间即在四号管4和五号管5之间、第一悬吊管外侧任意相邻的两个非悬吊管之间即依次排列的五号管至十一号管中任意相邻的两个管之间、末级再热器的两个悬吊管中位于内侧的第二悬吊管与相邻的非悬吊管之间即三号管3和二号管2之间、二号管与一号管之间分别安装有第一固定块21且第一固定块21与相邻两个管焊接。多个第一固定块21在同一高度设置。
[0031]末级再热器的两个悬吊管中位于外侧的第一悬吊管与相邻的非悬吊管之间、第一悬吊管外侧相邻的两个非悬吊管之间分别安装有第二固定块且第二固定块与相邻两个管焊接，相同两管间的第一固定块21与第二固定块22之间设有间隙。
[0032]安装在作为第一悬吊管的四号管4及相邻的非悬吊管即五号管5之间的第二固定块22位于四号管与五号管之间的第一固定块21的下方，其他的第二固定块22位于其所在两管间的第一固定块21的上方。
[0033]由于管在各段的形状有弯有直，为了使得管与固定块之间的受力更好，连接更稳固，第一固定块21、第二固定块22均位于各自所邻的两个管的直管区域。无论是哪两个管之间的第一固定块和第二固定块，均位于非悬吊管的两臂下部弯管上方及悬吊管上部弯管下方之间的直管区域。
[0034]在本实施例中，第二固定块22数量为八个，由中间向两侧排列，左右对称分布。左侧的四个第二固定块分别依次安装于末级再热器的两个悬吊管中位于外侧的作为第一悬吊管的四号管4与相邻的非悬吊管即五号管5之间、以及依次排列于作为第一悬吊管的四号管4外侧的四个非悬吊管之间即五号管5与六号管6之间，六号管6与七号管7之间，七号管7与八号管8之间。
[0035]除四号管4与五号管5之间的第二固定块22位于此两管间的第一固定块21的下方外，其余三个第二固定块均安装于其所在两管间的第一固定块的上方。
[0036]四号管需承担四至十一号管共8根管子的重量，而且由于四号管作为悬吊管通过S形弯管从两侧绕过本屏的顶棚管I引出顶棚，必然对第一固定块连接焊缝端部产生一定的附加弯矩和扭转应力。因此，需要在四号管与五号管之间设置一个第二固定块来增强连接效果，通过第一固定块和第二固定块两个固定块连接两个管，使得单个焊缝所承载的力减小。四号管通过S形弯管从两侧绕过本屏的顶棚管I引出顶棚对管屏起到悬吊作用，考虑四号管上部弯管的影响，在实际生产中，四号管和五号管之间的第一固定块距离四号管上部弯管的距离较近，如果四号管和五号管之间的第二固定块设置在此两管之间的第一固定块上方，则第二固定块与上部弯管的距离可能不符合设计要求，因而四号管与五号管之间的第二固定块设置在第一固定块下方。通过设置两个固定块可有效增加该部位的承载能力，同时提高该部位承受扭矩能力，从而避免焊缝撕裂。
[0037]在其他实施例中，所有的第二固定块也可均位于其所在两管间的第一固定块下方并采取间隙设置。但由于管屏高度较高，为了使管相互之间的受力更好，第二固定块应以安装在第一固定块上方为最优。
[0038]由于四至十一号管连在一起，因此六至十一号管的力作用在五号管上，为了避免五号管与六号管之间只设置一个第一固定块而造成其焊缝撕裂，在五号管和六号管之间再设置一个第二固定块与两个管焊接。同理，在六号管和七号管之间、七号管和八号管之间也设置一个第二固定块。这样，五至七号管其所受的其他管的作用力由第一固定块和第二固定块两个固定块承受，因此，减小了焊缝的单位承载能力，提高了牢固度。
[0039]在本实施例中，由于三号管分担的是一至三号管共3根管子的重量，而四号管则需承担四至十一号管共8根管子的重量，作为第二悬吊管的三号管承受的重量较小，一个固定块可满足受力要求，故在三号管与二号管之间只设置一个第一固定块。在其他实施例中，若第二悬吊管所受力较大，也可以在第二悬吊管与相邻非悬吊管之间间隙设置一个第一固定块和一个第二固定块。
[0040]如图4所示，第二固定块22采用圆钢。第二固定块与其两侧的管之间的焊缝从第二固定块的上端延伸至下端，且焊缝圆滑过渡。圆钢同两个管焊接时为四角焊接，采用四个圆滑的焊缝连接。
[0041]第二固定块的长度为100-150mm，与第一固定块的间隙为100_150mm。在本实施例中，第二固定块的长度优选为100mm,与第一固定块的间隙优选为100mm。
[0042]本实用新型一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，除两个相邻的悬吊管之间不安装第一固定块及第二固定块外，在悬吊管与相邻的非悬吊管之间及相邻的非悬吊管之间均安装有第一固定块并通过焊接的方式将第一固定块与其两侧的管固定，并在两个悬吊管中位于外侧的第一悬吊管与相邻的非悬吊管之间、第一悬吊管外侧相邻的两个非悬吊管之间分别安装有第二固定块并通过焊接的方式将第二固定块与其两侧的管固定，这样，通过第二固定块与第一固定块的共同作用，起到固定相邻管的作用，提高了第一悬吊管对其外侧管的提拉固定作用，进一步加强连接固定效果。第一固定块和第二固定块之间存在间隙，两者间隙设置，使得应力集中效果减小，不会发生固定块焊缝两端应力集中而导致的焊缝撕裂现象。采用第一固定块和第二固定块两个固定块且间隙设置来连接相邻的两个管，管的重力可分散至两个固定块承受，同时两个间隙设置的固定块使得管间抵抗扭矩的能力增强，并且，由于各管受热温度不同，因此膨胀量也不同，间隙设置的两个固定块可以使管的膨胀量所受约束较小，从而保证了既能稳固连接相邻两管又不致发生管壁撕裂现象。本实用新型无需改用壁厚管，无需改造顶棚结构及增加悬吊钢梁，节省成本且切实可行。
[0043]上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:锅炉末级再热器包括多根类U形弯管，各弯管两臂间距依次增大，两臂间距小的弯管位于间距大的弯管的两臂之间，各弯管依次间隙排列，多根管中包括相邻的两根悬吊管，其上部采用S形弯管并向上延伸，非悬吊管的两臂的下部采用弯管并向下延伸，固定连接装置包括多个固定块，在除两相邻悬吊管之外的任意相邻两管之间分别设置固定块且与相邻两管焊接，且至少在悬吊管与相邻非悬吊管之间设置多个固定块，两管间的多个固定块间隙设置，各固定块均位于相邻两管的直管段。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:固定块包括多个第一固定块和多个第二固定块，除末级再热器的两个悬吊管之间外，任意相邻两管间均设置有第一固定块且第一固定块与相邻两个管焊接，末级再热器的两个悬吊管中位于外侧的第一悬吊管与相邻的非悬吊管之间、第一悬吊管外侧相邻的两个非悬吊管之间分别安装有第二固定块且第二固定块与相邻两个管焊接，第一固定块与第二固定块之间设有间隙，多个第一固定块在同一高度设置。
3.根据权利要求2所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:安装在第一悬吊管及相邻的非悬吊管之间的第二固定块位于第一固定块的下方，其他第二固定块位于第一固定块的上方。
4.根据权利要求3所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:弯管共有十一根，第二固定块数量为八个，左右对称分布，左侧的四个第二固定块分别依次安装于末级再热器的两个悬吊管中位于外侧的第一悬吊管与相邻的非悬吊管之间、以及依次排列于第一悬吊管外侧的四个非悬吊管之间。
5.根据权利要求4所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:第一固定块、第二固定块均位于各自所邻的两个管的直管区域。
6.根据权利要求5所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:第二固定块采用圆钢。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:第二固定块与其两侧的管之间的焊缝从第二固定块的上端延伸至下端，且焊缝圆滑过渡。
8.根据权利要求7所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:第二固定块与相邻两管的焊接形式为四角焊接。
9.根据权利要求7所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:第二固定块的长度为100-150mm,与第一固定块的间隙为100_150mm。
10.根据权利要求9所述的一种锅炉末级再热器及防止其拉裂失效的固定连接装置，其特征在于:第二固定块的长度优选为100mm,与第一固定块的间隙优选为100mm。
【文档编号】F22G3/00GK203927886SQ201420311207
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】钱玉君, 乔丽英, 郭建明, 宋国庆, 杨贤彪 申请人:大唐南京发电厂