专利名称：热交换器的框架的制作方法
技术领域：
总的来说，本发明涉及位于蒸汽发生器的垂直气体通道内的蛇形管热交换器，尤 其涉及该蛇形朝向的管子的结构和支撑，以在蒸汽发生器停机时，使在蛇形导向管中 聚集的流体的排出。
背景技术：
在蒸汽发生器设置形式为彼此间隔紧密的蛇形金属管排的换热面，该金属管排布 置在垂直鹏内，Sil该垂直鹏，在相对较高的速度下传送燃烧气体，每排中的金 属管具有传送被加热流体的水平延伸部，并被设置成彼此隔开的平行排，该平行排相
对气流方向横向分布，这在现代高容量蒸汽发生器的设计中是常见的实例。
每当蒸汽发生器停机时，水就会沿着热交换器管的水平延伸部聚集。当7蒸汽发生 器停机后，如果不将在管中滞留的7K移开，就会导致金属的点状腐蚀，并且由于这种 腐蚀，如果管壁变得太薄，最终将造成管子故障。这样的事故的代价是非常大的，因 为需要替换变弱或故障的管子，从而造成蒸汽发生器的停机时间。
点 蚀是腐蚀的局部形态，是在金属上产生洞或 L。一般在具有很少普通腐蚀
或没有普通腐蚀的表面上观察点蚀。点状腐蚀一般比均匀腐蚀更受关注，因为它更难 以察觉和防止。腐蚀产物常常覆盖住凹点，使它们难以被识别。除了在管的金属表面 上有局部的厚度损失之外，腐蚀点作为应力集中凹槽，也是有害的。腐蚀点一般， 纹和疲劳的起始点。
极端的腐蚀微环境通常形成在腐蚀点内，它与大的腐蚀环境相差很大。 一旦开始 形成，这种腐蚀微环境就能加速凹点的成长。点 蚀肖,生成各种结构的凹点。例 如，可能形成开放凹点，或者凹点可能被包括腐蚀产物的半渗透表皮覆盖。凹点可能
是半球状的、或杯状的、平直壁状的、或者形状是完全不规则的。凹点也可會^M现管 金属的晶体结构。贯穿形凹点可以是窄而深的或者是浅而宽的。侧面凹点可能是表面
下的、底切的、或者7jC平地腐蚀金属晶粒。
在换热器管道系统Jl^接焊接点的位置，腐蚀问题更加严重，该，系统例如具 有支座，该支座使热交换器管组的管和管排在同一平面保持彼此隔开并且保持平行的 关系。连接焊接点的热影响区域易于点状腐蚀。也已知了焊離接限制了管道系统的 热膨胀和收缩，从而导致其扭曲以及弯垂，这样，在管道系统的水平延伸部分上形成 低洼处。在蒸汽发生器停机后，水在这對氏洼处聚集，并且易形成点TO蚀。
发明内容
通过本发明的新颖的热交换器结构框架很大程度地克服在蒸汽发生器停机后由于 在换热器管水平段中水的滞留所形成的点状腐蚀。该框架适用于具有至少一组彼此隔 开的蛇形流体传送管排的热交换器，该管排以并列平行的关系设置在蒸汽发生器的垂 直通道中，并与流ailil的气流交叉。每一管排包括彼此隔开并且实质上在同一平面 延伸的倾斜管部和回弯管部。该倾斜管部取代现有技术中的水平管部，从而当蒸汽发 生器停机时，使水非常容易地从热交换器中排出。
根据本发明的热交换器结构框架，蛇形管组以允许发生热膨胀和收縮的方式被支 撑，该方式不会导致管道系统扭曲及弯垂以及因此在蒸汽发生器停机时所形成的容易 聚集水的低洼处。该结构框架包括成对的垂直和斜向延伸的第一支撑件组，该第一支 撑件组贴ifiii^在倾斜管部上。该垂直结构框架由成对的垂直延伸的第一支撑件形 成，该第一支撑件通过第二支撑件或,在倾斜管部之间延伸的横向横杆刚性连接。 该斜向结构框架由成对的斜向延伸的第一支撑件形成，该第一支撑件Mil第二支撑件 或麟在倾斜管部之间延伸的顶'J压支座刚性连接。该斜向结构框架将热交换器支撑负 荷传递到 热交换器的垂直通道的壁上。该结构框架在倾斜管部之间保持间隔，防 止相邻管表面之间的直SS触，但是不附着在被跨装的管部上，这样就^i共了足够宽 松的管支撑配合，以允许由于该结构框架的不同的膨胀和收縮率产生的管自由移动， 从而防止管的扭鹏唷垂以及聚勤JC的低洼处的形成。
ilil^ttt^实施例的详细描述、尤其是参考相应的附图的趣军，本发明的这些以 及其它特征和优点将被更好地理解，且将更容易认识到其优点。
图1是包括本发明具体实施方式
的热交换器的蒸汽发生器的示意性剖面侧视图; 图2是热交换器、以及其管组和支撑件的局部剖面侧视图； 图3是热交换器管组和支撑件的局部立体图4是沿图3中线44得到的垂直支撑件以及横向横杆的局部放大图5是沿图4中线5-5得到的垂13:撑件以及横向横杆的局部放大侧视图； 图6是沿图3中线6-6得到的斜向支撑件和侧压支座的局部放大剖视图；以及 图7是沿图6中线7-7得到的斜向支撑件和侧压支座的局部放大侧视图。
具体实施例方式
在下文中将参考相应的附图，其中相同的附图标记在不同图中始终表示相同的元件。
参考图l，图1展示了蒸汽发生器10，蒸汽发生器10包括限定了炉腔^i烧空间 14的水冷管壁12，如16所示的燃烧器向炉腔^t烧空间14 Jii共燃料和空气混合物。 在炉腔14中完成燃烧后，热气向上、并在炉腔凸部18附近流动，然后横穿对涼Lilit 23的zK平部22，从那里向下穿过对箭Lilil23的垂直部24，垂直部24由壁25限定、 并包括例如主过热器26的热交换器。通常，离开对^M道23的垂直部24的气体》敬 一未示出的空气加热器，从那里经过一未示出的气体净化系统，然后Mil—未示出的 烟囱排放。
根据众所周知的技术可以理解，热交换器26包括彼此隔开的联组工作的多排27 的蛇形管28，如图3所示，横向延伸m涼逾道23的垂直部24的宽度，并布置成用 于流体从中流过、且与流过垂直部^ffiit24的燃烧气体进行间接热交换。
参考图2和图3，图2和图3分别展示了热交换器26的局部剖面侧视图和立体图， 该热交换器26包括多个蛇形管28，蛇形管28以彼此并列平行关系布置，如图3所示， 并与il3D(賴fL3I3t23的垂直部24的气流交叉，如图1和2所示，并且旨蛇形管28 具有延伸的倾斜管部30和回弯管部32，形成多排27的管组34。根据本发明，蛇形管 28的延伸管部30以一个角度由水平向下延伸，从而当图1所示的蒸汽发生器停机时， 使流体从蛇形管28中排出。
热交换器26的蛇形管28由垂直延伸的结构框架39和斜向延伸的结构框架41支 撑。热交换器26自身舰第一支撑凸缘35由壁25支撑，如图1和图2所示，该第一 支撑凸缘35 tt^ilil焊接刚性连接到齡管束34的影卜面的回弯管部32的下端，且 可滑动地啮合到第二支撑凸缘37上，后者ttMil焊接刚性连接到壁25上。斜向延 伸的结构框架41位于最,回弯管部32的位置，并将热交换器26的支撑负荷传递到 第一支撑凸缘35上，然后，第一支撑凸缘35将支撑负荷传J1^合第二支撑凸缘37，从 那里传递给垂直^t 24的壁25。
垂直延伸的结构框架39包括第一支撑件36，第一支撑件36—般为成对地贴近 ii^在倾斜管部30上的垂直延伸杆或板的形式；和第二支撑件38，如图3所示， 第二支撑件38 —般以在被，的倾斜管部30之间穿过的横向延伸的横杆或板的形式。
垂魏伸的第一支撑件36刚性地、f^MJi焊接附着到^^接至橢向延伸的第二 支撑件38上，以确保后者对被,的倾斜管部30保持紧固的拉力，同时在倾斜管部 30之间保持间隔，并防止相邻管表面之间的直離触。根据本发明，互相刚性连接的 第一和第二支撑件36和38，各自都不Mil焊接或其它方式附着到蛇形管28上，从而 形成结构框架39，该结构框架39具有足够宽松的管支撑配合，以允许蛇形管28和框 架39的相对的热膨胀和收縮，后者分别包括第一和第二支撑件36和38。
斜向延伸的结构框架41包括第一支撑件42，第一支撑件42—般为舰地贴近 iiil^在倾斜管部30上的斜向延伸杆或板的形式；和第二支撑件或压紧支座44，如 图3所示，压紧支座44 一般以穿过被,的倾斜管部30之间的横向延伸块的形式， 并且外形为与倾斜管部30的邻近表面的轮廓相接合。
压紧支座44 tti^I31焊接刚性地固定到成对斜向延伸的第一支撑件42上，以确 保后者对被,的倾斜管部30保持紧固的拉力，同时在慨斜管部30之间保持间隔， 并防止相邻管表面之间的直S^触，并皿将热交换器26的支撑负荷从第一支撑凸缘 35传递到第二支撑凸缘37上，并由此传递到形^t^iM 23的垂直部24的壁25上。 根据本发明，互相刚性连接的第一和第二支撑件皿紧支撑42和44，各自都不皿 焊接或其它方式附着到蛇形管28上，从而形成结构框架41，该结构框架41具有热交 换器和管支撑配合，该管支撑配合足够宽松以允许蛇形管28和框架41的相对的热膨 胀和收縮，后者包括第一和第二支撑件42和44。 参考图4和图5，图4和图5展示了垂;K伸的第一支撑件36和横向延伸的第二 支撑件或横杆38的局部放大剖面图和侧视图。成对的第一支撑件36 ,在蛇形管28 的倾斜管部30上。第一支撑件36拉紧被,的倾斜管部30，并且Mii第二支撑件或 横杆38刚性地维持在那个位置上，第二支撑件或横杆38 Mil焊接点40刚性地附着在 第一支撑件36上。由第一支撑件36和第二支撑件38形成的垂SE伸的结构框架39 在倾斜管部30之间保持间隔，并且防止相邻管表面之间的直,4，但是不附连在被 ^的倾斜管部30上，并皿够宽松，从而允许蛇形管28和结构框架39响应热膨胀 和收缩而自由移动。
参考图6和图7，图6和图7展示了斜向延伸的第一支撑件42和横向延伸的第二 支撑件或压紧支座44的局部放大剖视图和侧视图。第一支撑件42拉紧倾斜管部30， 并^M过第二支撑件或压紧支座44维持在那个位置上，第二支撑件或压紧支撑44通 过焊接点43刚性地附连在第一支撑件42上。第二支撑件舰紧支座44是横截面结构 为双面凹进的固体块的形式，使凹进的凹槽45与相邻倾斜管部30的贴近部分啮合， 如图7所示，从而支撑蛇形管28脱离第一支撑件42，同时在相邻的倾斜管部30之间 保持间隔。由第一支撑件42和第二支撑件或压紧支座44形成的斜向延伸的框架41维 持倾斜管部30之间的间隔，并防止相邻管表面之间的直^S触，同时也支撑蛇形管 28脱离第一支撑件42，但是不附连于im装的倾斜管部30上，并且足够宽松，从而 允许蛇形管28和结构框架41响应热膨胀和收縮而自由移动。
虽然前面参考具体的装置、材料和实施例，对本发明进行了描述，但应当働早本 发明在不偏离其精神和范围下可以在许多方面进行修改，因此，并不限于这些公开的 详细资料，而是扩展为可用在下列权禾腰求的范围内的所有等效物代替。
权利要求
1、一种用于管式热交换器的支撑结构框架，该管式热交换器具有至少一组蛇形管，该蛇形管布置成以并列平行关系间隔开的排，每一排包括彼此隔开的共面延伸的倾斜管部和回弯管部，该支撑结构框架包括第一和第二支撑件，第一支撑件是成对的，以跨装在至少一些排中的每一排的倾斜管部上，并且第二支撑件在被跨装的排的倾斜管部之间延伸，第一和第二支撑件互相刚性连接以提供足够宽松的管支撑配合，从而允许管和支撑结构框架之间由于不同的热膨胀和收缩而产生的相对移动。
2、 根据权利要求1的结构框架，^f寺征在于，第一支撑件是垂魏伸的杆。
3、 根据权利要求1的结构框架，其特征在于，第二支撑件是横向延伸的杆。
4、 根据权利要求1的结构框架，其特征在于，第一支撑件^I4向延伸的杆。
5、 根据权利要求1的结构框架，其特征在于，第二支撑件是双面凹进的块状物， 该双面凹进的±央状物具有面对被,的排的倾斜管部的相邻部分的凹谢则。
6、 根据权利要求5的结构框架，其特征在于，包括该凹进侧被定形为与倾斜管部 的被面对的部分的横截面形状相符合。
7、 在组合中，一种联机的蒸汽发生器，产生热的烟道排气流，包括 传送气流的垂直313t，用于热交换器的支撑结构框架，该热交换器具有至少一组蛇形管，该蛇形管在该 通道内布置成排，并以并列平行的关系与气流交叉， 用于经过流体的装置，该流体ilil管而被加热，旨管排包括彼此隔开且实质上共面的延伸管部和回弯管部，延伸管部是倾斜的， 从而当蒸汽发生器停机时，使在其中聚集的流体排出，结构框架包括互相刚性连接的 第一和第二支撑件，以提供足够宽松的管支撑S己合，从而允许管和支撑结构框架之间 由于不同的热膨胀和收縮而产生的相对移动。
8、 根据权利要求1的组合，其特征在于，第一支撑件是成对的，以^在至少一 些管排中的每一排的倾斜管部上。
9、 根据权利要求2的组合，其特征在于，第二支撑件在^^的管排的倾斜管部 之间延伸。
10、 根据权利要求1的组合，其特征在于，第一支撑件是垂直延伸的杆。
11、 根据权利要求l的组合，其特征在于，第一支撑件^M向延伸的杆。
12、 根据权利要求1的组合，其特征在于，第二支撑件是横向延伸的杆。
13、 根据权利要求1的组合，其特征在于，第二支撑件慰又面凹进的块状物，该 双面凹进的块状物具有面对被,的排的倾斜管部的相邻部分的凹进侧。
14、 根据权利要求12的组合，其特征在于，该凹进侧被定形为与倾斜管部的被面对的部分的横截面皿相符合。
全文摘要
一种结构框架，用于支撑蒸汽发生器的热交换器，热交换器由蛇形管组成，该蛇形管具有倾斜部，从而当蒸汽发生器停机时，可以使水容易地从该热交换器中排出。该结构框架包括成对的垂直和斜向延伸的第一支撑件组，该第一支撑件组贴近地跨装在该倾斜管部上。成对的第一支撑件与在相邻倾斜管部之间延伸的第二支撑件刚性连接。该结构框架在倾斜管部之间保持间隔，防止相邻管表面之间的直接接触，但并不附着在被跨装的管部上，这样就提供了足够宽松的管支撑配合，从而允许由于该结构框架的不同的膨胀和收缩率而产生的管的自由移动。
文档编号F28D7/00GK101349525SQ200710146480
公开日2009年1月21日 申请日期2007年7月19日 优先权日2007年7月19日
发明者G·H·哈斯 申请人:巴布考克及威尔考克斯公司