锅炉水冷壁结构的制作方法

本实用新型涉及工业锅炉领域，具体而言是涉及一种改善蛇形管支撑问题的锅炉水冷壁结构。

背景技术：

工业锅炉结构中，蛇形管一般是焊接在后墙水冷壁上，传统蛇形管形式，见附图1，该蛇形管（1）的特点是管径小、工作温度梯度大、蒸汽压力也大，其材质有碳钢、低合金钢、高合金钢、不锈钢等。由于蛇形管自重、其中所流的循环水重，再加上壁面所积蓄的灰重，全部由水冷壁（3）承担，使得不得不在后墙水冷壁外布置大量的钢架用以平衡蛇形管所施加给后墙水冷壁的重量。

现有这些支撑结构结构复杂，不能有效的利用，造成了资源浪费。在蛇形管水平段较长的情况下，管系的管子纵向间受热后由于没有限位点而造成管子变形，影响锅炉的热效率。同时，由于材料限制，刚性梁无法布置在烟温超过900摄氏度的炉膛内部，也就无法布置刚性梁支撑隔墙水冷壁，使得隔墙水冷壁没有有效的支撑结构。

国内专利号为200910059699.8的发明专利公开了一种直流锅炉水冷壁，包括下部螺旋水冷壁和上部垂直水冷壁，下部螺旋水冷壁和上部垂直水冷壁之间直接由一次中部过渡混合集箱进行过渡。简化了中间过渡段的吊挂结构，制造和安装成本更低。

这说明集箱确实是转移水冷壁承重的一个思路，但该专利没有公开蛇形管的支撑问题，无法得到技术启示。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种锅炉水冷壁结构，克服现有技术的不足，减小蛇形管的热应力，避免应力集中现象，将蛇形管的受力分散给两根集箱，并且缩短力矩半径，集箱不但可以支撑蛇形管，还可以对水冷壁进行支撑，解决隔墙水冷壁支撑困难的问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是这样的。

锅炉水冷壁结构，包括后墙水冷壁、蛇形管、后墙集箱和隔墙集箱，所述蛇形管为多组，每组所述蛇形管的两端分别连通后墙集箱和/或隔墙集箱上，所述后墙集箱和/或隔墙集箱均通过支撑板连接固定在后墙水冷壁的扁钢上。

所述支撑板为U形折弯双层钣金结构。

所述蛇形管与所述后墙集箱或隔墙集箱采用焊接固定。

所述支撑板的板厚d为3~5mm，其与所述扁钢连接长度l为200~250mm，其与所述后墙集箱或隔墙集箱连接长度h为130~160mm。

所述支撑板在所述扁钢上的分布间距为150~250mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是。

1）应力减小，避免应力集中现象，原本蛇形管的全部支撑力全部由后墙水冷壁提供，本实用新型可以将受力分散给两根集箱，并且有效缩短了力矩大小，由于集箱是一个整体，比后墙水冷壁的所能承受的力大得多。

2）解决隔墙水冷壁的支撑问题，集箱不但可以支撑蛇形管，还可以对水冷壁进行支撑，解决了隔墙水冷壁支撑困难的问题。

3）节省钢材，集箱替代刚性梁支撑，只需要一组支撑固定集箱的钢架即可，不需再布置支撑水冷壁的刚性梁，节省了大量钢材。

4）可以布置在炉膛内部，由于在集箱内部有水循环流动，有很好的换热效果，可以布置在烟温超过900摄氏度的炉膛内部。

5）可以对后墙水冷壁和炉墙起到保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中传统蛇形管形式示意图。

图2为本实用新型水冷壁实施例结构示意图。

图3为本实用新型集箱支撑实施例结构示意图。

图4为图3中Ⅰ处局部放大图。

图中：1-蛇形管，2-扁钢，3-水冷壁，4-集箱，5-支撑板，6-锅筒，31-隔墙水冷壁，32-后墙水冷壁，41-隔墙集箱，42-后墙集箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。

见图2，是本实用新型锅炉水冷壁结构实施例结构示意图，包括隔墙水冷壁31、后墙水冷壁32、蛇形管1、锅筒6、隔墙集箱41和后墙集箱42，蛇形管1为多组，包括蛇形管11、12、13、14、15、16，其中蛇形管11的两端分别连通后墙集箱42和隔墙集箱41，蛇形管12的两端分别连通隔墙集箱41和相邻的隔墙集箱41，蛇形管13的两端分别连通后墙集箱42和相邻的隔墙集箱41，蛇形管14、15、16的两端则分别连通后墙集箱42和相邻的后墙集箱42。

本实用新型主要是将原本全部连接在后墙水冷壁的蛇形管两端分别连接固定在后墙集箱及隔墙集箱上，这样使得原本全部作用在后墙水冷壁上的力，分散在了后墙集箱及隔墙集箱上，集箱的作用是临时汇集水，集箱外端伸出，有支撑架，所以将集箱用来支撑蛇形管，无需额外搭设支撑结构，蛇形管不用与水冷壁焊接，而是与集箱焊接，蛇形管与集箱内部连通。

见图3、图4，为了提高集箱的支撑作用，两种集箱4均通过支撑板5连接固定在后墙水冷壁的扁钢2上。为了提高支撑强度，支撑板5为U形折弯双层钣金结构。支撑板的板厚d为3~5mm，其与扁钢连接长度l为200~250mm，其与后墙集箱或隔墙集箱连接长度h为130~160mm。为了保证足够的连接强度和刚性，集箱4与扁钢2的某一连接处，支撑板作用长度H不少于500mm。

为了缩短有效力矩，支撑板5在集箱上每间隔150~250m焊上一组支撑板，支撑板另一侧与隔墙水冷壁31的扁钢牢固焊接，使得集箱与隔墙水冷壁31固定，承受受力支撑，使得所需的支撑力大大减少。

此结构可避免应力集中现象，原本蛇形管的全部支撑力全部由后墙水冷壁提供，现将受力分散给蛇形管两端的两根集箱，由于集箱是一个整体，比后墙水冷壁的所能承受的力大得多。而且蛇形管采用小型分组结构，而不是采用一个大型整体蛇形管组，这样的优势是每个小组的蛇形管重量都不是太大，因此重量分布更容易均匀，不然即使集箱相对水冷壁来说承重性能好点，但是太过重的重量对于集箱的影响也是不可低估的。

此结构不仅解决隔墙水冷壁的支撑问题，还可以扩展对水冷壁进行支撑应用，所以也解决了隔墙水冷壁支撑困难的问题。从对比文件可知，采用集箱来分解蛇形管的重量是一个思路，但是由于各种规格的工业锅炉结构各有特点，因此如何在集箱上匹配蛇形管的重量，才能获得更好的热状态下的平衡还有很多工作要做。

以集箱替代刚性梁支撑，只需要一组支撑和固定集箱的钢架即可，不需再布置支撑水冷壁的刚性梁，还能节省钢材用量。由于在集箱内部有水循环流动，有很好的换热效果，所以此结构可以布置在烟温超过900摄氏度的炉膛内部。此降温效果对后墙水冷壁和炉墙也能起到保护作用。

以上实施例仅是为详细说明本实用新型的目的、技术方案和有益效果而选取的具体实例，但不应该限制本实用新型的保护范围，凡在不违背本实用新型的精神和原则的前提下，所作的种种修改、等同替换以及改进，均应落入本实用新型的保护范围之内。