一种水冷壁装配工具及水冷壁装配方法与流程

本发明涉及水冷壁制作装配领域，具体为一种水冷壁装配工具及水冷壁装配方法，适用于水冷壁对流管的装配。

背景技术：

圆柱形膜式水冷壁因其密封性能好，炉膛漏风量大大减少，大大降低了炉墙温度，提高了锅炉的热效率，炉墙可不用耐火砖，只需保温材料即可，与常规的重型炉墙相比，重量可减轻60%～70%，炉墙储热量减少80%，启停时间缩短，燃料消耗减少，炉膛钢架负荷大大减轻，节约了耐火材料和钢材，被广泛运用于新型、大型锅炉。但圆柱形水冷壁也具有制作难度高、加工工艺复杂、制作周期长、制作精度要求高、成本高等特点。因此需要一种方便水冷壁装配的工具和方法，来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明为了解决膜式水冷壁制作周期长、制作精度低、制作成本高的问题，提供了一种水冷壁装配工具及水冷壁装配方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：一种水冷壁装配工具，包括两个支撑平台，每个支撑平台上固定有一个转台，两个转台之间设有心轴，所述心轴呈圆柱形状，所述心轴由多节圆筒通过凹凸法兰连接而成；所述心轴外侧沿轴线方向并排设置有多个支撑，多个支撑均垂直于心轴的轴向，所述多个支撑包括两个端口支撑和若干中间支撑，两个端口支撑分别位于心轴上两边靠近转台处，所述中间支撑均布于心轴的中段位置，所述端口支撑的厚度大于中间支撑的厚度。所述端口支撑和中间支撑均呈环状、且均为四块扇形环状板通过支撑连接板连接而成，每个扇形环状板的中间相同位置设有一个定位管管孔，所述端口支撑和中间支撑的外圆周为对流管定位槽，所述对流管定位槽为半圆状，直径为对流管的外径；内圆周上与四个定位管管孔的对应处均设有法兰连接件；所述法兰连接件通过连接短节与心轴上的固定连接处法兰连接、并与心轴同心旋转，所述固定连接处的法兰与连接短节之间还设有调节同心度的调节垫片，所述连接短节是由管材和其两端的两个法兰固定连接而成。所述端口支撑和中间支撑的各个支撑之间通过四根定位管连接，每根定位管穿过各个支撑相对应的定位管管孔，所述多个支撑的外侧还设有一个对流管外定位环，所述对流管外定位环的截面弧长为1/4周长、轴向长度为200mm~500mm、厚度为25mm~30mm，所述对流管外定位环位于心轴外部的中段。所述水冷壁装配工具还包括一个基准件，所述基准件为多个支撑的基准，包括基准对流管孔、基准支撑连接板孔及基准定位管管孔，所述基准件由四个扇形环状板组装而成、每个扇形环状板外圆周上设有基准对流管孔、中部相同位置设有基准定位管管孔、扇形的两侧边处设有基准支撑连接板孔；两侧的端口支撑的外侧还设有两个对流管模版，所述对流管模版与基准件结构相同。

本发明是为了水冷壁装配而发明的，主要是通过多个支撑的缓慢旋转及对流管放置于支撑上后的焊接来实现的，多个支撑是通过心轴带动来旋转的，心轴的两端与转台连接，转台固定在支撑平台上，心轴由多节圆筒通过凹凸法兰连接而成。而多个支撑沿心轴的轴线方向并排连接于心轴外部，为了使两端的支撑力度够大，则位于心轴两端的为端口支撑，位于心轴中间段上的为中间支撑，端口支撑比中间支撑的厚度大，强度也更高；所有的支撑都呈环状，且均依照基准件加工而成，多个支撑均套于心轴外侧，所有端口支撑和中间支撑均呈环状、且均为四块扇形环状板通过支撑连接板连接而成，每个扇形环状板的中间相同位置设有一个定位管管孔，用于把所有的端口支撑和中间支撑连接起来，端口支撑和中间支撑的外圆周为对流管定位槽，对流管定位槽为半圆状，直径为对流管的外径，用于装配对流管，内圆周与四个定位管管孔的对应位置设有连接件，多个支撑就是通过连接件和连接短节与心轴上的固定连接处连接的，也可以实现与心轴的同心放置；在多个支撑之间通过四根定位管连接，定位管穿过各个支撑对应的定位管管孔，定位管把它们连接为一体，使多个支撑同步旋转，保证了对流管的同步旋转；固定连接处的法兰与连接短节之间还设有调节同心度的调节垫片；而连接短节是由管材和其两端的两个法兰固定连接而成。在多个支撑的外侧还设有一个对流管外定位环，当完成了四分之一周长数量的对流管装配后，利用对流管外定位环与对流管点焊。对流管外定位环的截面弧长为1/4周长、轴向长度为200mm~500mm、厚度为25mm~30mm，对流管外定位环位于心轴外部的中段，其作用为初步固定已装配好的对流管，由于对流管长且沉，所以需要较大强度的对流管外定位环，厚度和长度均需要得到保证。基准件为多个支撑的基准，包括基准对流管孔、基准支撑连接板孔及基准定位管管孔，基准件由四个扇形环状板组装而成、每个扇形环状板外圆周上设有基准对流管孔、中部相同位置设有基准定位管管孔、扇形的两侧边处设有基准支撑连接板孔，每个支撑均需要依照基准件上所有孔的位置来设置，保证了所有支撑的加工精度，还有两侧的端口支撑的外侧还设有两个对流管模版，对流管模版与基准件结构相同，目的是为了使对流管可以穿入固定。

本发明的水冷壁装配方法为：包括如下步骤：

1）制作水冷壁装配工具，包括端口支撑、中间支撑、心轴、连接短节和支撑连接板；端口支撑、中间支撑和基准件分四瓣下料，将四瓣点焊后，在各分瓣处点焊支撑连接板，标记方位，整体配钻，包括定位管管孔、支撑连接板孔、对流管定位槽，定位管管孔与定位管、螺栓与支撑连接板以及各个支撑之间采用间隙配合，利用车床加工对流管外定位环加工，要求中间支撑的对流管定位槽中预留鳍片及对流管和鳍片的焊接高度空间，端口支撑件车去对流管孔直径的1/2，基准件对流管孔不加工；心轴分段加工，中间采用凹凸法兰连接；组焊连接短节，精加工法兰两端面，使平行度偏差≤0.5mm；

2）调节心轴水平度，将心轴放置于两个转台上，通过调节支撑平台粗调心轴中心水平偏差，水平度偏差≤3mm；

3）将端口支撑、中间支撑通过连接短节与心轴的固定连接处法兰连接，将定位管依次穿过端口支撑、中间支撑的定位管管孔，使其形成整体；

4）调整同心度，通过增减调节垫片调整各个支撑与心轴的同心度；

5）装配对流管，对流管利用天车采用从上向下的装配位置装配，将对流管放入中间支撑及端口支撑上的对流管槽内，放置完成后，采用铅丝将每根对流管的左右管端固定于定位管上，同时沿对流管的轴向，每间隔1400mm~1500mm，再用铅丝将对流管固定在定位管上；

6）将对流管管端穿入基准件的基准对流管孔内，两端伸出长度小于15mm；

7）对流管装配完成整个周长的1/4后，将利用基准件加工的对流管外定位环与对流管点焊，点焊完成后拆去铅丝，要求对流管外定位环中，对流管定位槽中预留鳍片及对流管与鳍片焊接高度空间；

8）利用转台旋转多个支撑，然后根据步骤继续⑦放置对流管，然后点焊并预留空间；

9）在水冷壁内部组对鳍片，内外部均采用平焊位置进行密封焊；

10）拆除支撑连接板、多个支撑、定位管、心轴，利用镗铣床加工水冷壁端部余量；

11）装配水冷壁两端的配合件，配合件上的对流管孔与基准件上的基准对流管孔相同。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：本发明所提供的水冷壁装配工具，所有的螺栓孔、定位管管孔和对流管管孔位置均采用同一基准件，所有方位的对流管管孔直径大小均相同，同时增加定位管，且装配间隙不大于0.7mm，且所有支撑件采用螺栓紧固，不存在焊接变形，不仅装拆省时省力，而且便于多次重复利用，不但降低工装成本，而且保证各支撑工装上的对流管孔位置偏差，从而保证水冷壁的整体制作精度。水冷壁两端增加了同一基准件制作的对流管模板，实现水冷壁部件的标准化，实现了互换性要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明图1中的a-a剖视图。

图3为图1中的ⅰ处放大图。

图4为图1中的ⅱ处放大图。

图5为本发明基准件结构示意图。

图中标记如下：1-转台，2-支撑平台，3-端口支撑，4-定位管，5-中间支撑，6-加强筋板，7-心轴，8-连接短节，9-支撑连接板，10-对流管外定位环，11-定位管管孔，12-法兰连接件，13-调节垫片，14-基准件，16-对流管，17-对流管定位槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行说明。

一种水冷壁装配工具，如图1—图5所示：包括两个支撑平台2，每个支撑平台2上固定有一个转台1，两个转台1之间设有心轴7，所述心轴7呈圆柱形状，所述心轴7由多节圆筒通过凹凸法兰连接而成；所述心轴7外侧沿轴线方向并排设置有多个支撑，多个支撑均垂直于心轴7的轴向，所述多个支撑包括两个端口支撑3和若干中间支撑5，两个端口支撑3分别位于心轴7上两边靠近转台1处，所述中间支撑5均布于心轴7的中段位置，所述端口支撑3的厚度大于中间支撑5的厚度。所述端口支撑3和中间支撑5均呈环状、且均为四块扇形环状板通过支撑连接板9连接而成，每个扇形环状板的中间相同位置设有一个定位管管孔11，所述端口支撑3和中间支撑5的外圆周为对流管定位槽，所述对流管定位槽为半圆状，直径为对流管的外径；内圆周上与四个定位管管孔11的对应处均设有法兰连接件12；所述法兰连接件12通过连接短节8与心轴7上的固定连接处法兰连接、并与心轴7同心旋转，所述固定连接处的法兰与连接短节8之间还设有调节同心度的调节垫片13，所述连接短节8是由管材和其两端的两个法兰固定连接而成。所述端口支撑3和中间支撑5的各个支撑之间通过四根定位管4连接，每根定位管4穿过各个支撑相对应的定位管管孔11，所述多个支撑的外侧还设有一个对流管外定位环10，所述对流管外定位环10的截面弧长为1/4周长、轴向长度为200mm~500mm、厚度为25mm~30mm，所述对流管外定位环10位于心轴7外部的中段。所述水冷壁装配工具还包括一个基准件14，所述基准件14为多个支撑的基准，包括基准对流管孔、基准支撑连接板孔及基准定位管管孔，所述基准件14由四个扇形环状板组装而成、每个扇形环状板外圆周上设有基准对流管孔、中部相同位置设有基准定位管管孔、扇形的两侧边处设有基准支撑连接板孔。两侧的端口支撑3的外侧还设有两个对流管模版，所述对流管模版与基准件14结构相同。

本实施例中还采用了以下方案：所述连接件12上还设置有加强筋板6；所述定位管4与定位管管孔、螺栓与支撑连接板9、对流管16与对流管定位槽17的配合为间隙配合，最大间隙不超过0.7mm。

本实施例具体操作为，一种水冷壁的装配方法，步骤如下：

1）制作水冷壁装配工具，包括端口支撑3、中间支撑5、心轴7、连接短节8和支撑连接板9；端口支撑3、中间支撑5和基准件14分四瓣下料，将四瓣点焊后，在各分瓣处点焊支撑连接板9，标记方位，整体配钻，包括定位管管孔11、支撑连接板9孔、对流管定位槽，定位管管孔11与定位管4、螺栓与支撑连接板9以及各个支撑之间采用间隙配合，最大间隙不超过0.7mm，利用车床加工对流管外定位环10加工，要求中间支撑5的对流管定位槽中预留鳍片及对流管和鳍片的焊接高度空间，端口支撑3件车去对流管孔直径的1/2，基准件14对流管孔不加工；心轴7分段加工，中间采用凹凸法兰连接；组焊连接短节8，精加工法兰两端面，使平行度偏差≤0.5mm；

2）调节心轴7水平度，将心轴7放置于两个转台1上，通过调节支撑平台2粗调心轴7中心水平偏差，水平度偏差≤3mm；

3）将端口支撑3、中间支撑5通过连接短节8与心轴7的固定连接处法兰连接，将定位管4依次穿过端口支撑3、中间支撑5的定位管管孔11，使其形成整体；

4）调整同心度，通过增减调节垫片13调整各个支撑与心轴7的同心度；

5）装配对流管，对流管利用天车采用从上向下的装配位置装配，将对流管放入中间支撑5及端口支撑3上的对流管槽内，放置完成后，采用铅丝将每根对流管的左右管端固定于定位管4上，同时沿对流管的轴向，每间隔1400mm~1500mm，再用铅丝将对流管固定在定位管4上；

6）将对流管管端穿入基准件14的基准对流管孔内，两端伸出长度小于15mm；

7）对流管装配完成整个周长的1/4后，将利用基准件14加工的对流管外定位环10与对流管点焊，点焊完成后拆去铅丝，要求对流管外定位环10中，对流管定位槽中预留鳍片及对流管与鳍片焊接高度空间；

8）利用转台旋转多个支撑，然后根据步骤继续⑦放置对流管，然后点焊并预留空间；

9）在水冷壁内部组对鳍片，内外部均采用平焊位置进行密封焊；

10）拆除支撑连接板9、多个支撑、定位管4、心轴7，利用镗铣床加工水冷壁端部余量；

11）装配水冷壁两端的配合件，配合件上的对流管孔与基准件14上的基准对流管孔相同。

本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。