一种工业炉管排顶部悬吊装置的制作方法

1.本发明涉及一种石油化工和电力行业工业炉管排技术领域，尤其是涉及工业炉管排的悬吊装置。


背景技术：

2.石油化工、火电、核电等领域工业炉普遍都用管排加热介质，其中部分工业炉因工艺和装置大型化等要求需要使用高长细比、悬臂和大跨度结构形式管排，例如使用倒u型管排结构。这种管排的结构特点将导致管排柔性很大，除了振动问题，还会给管排带来整体稳定性问题和结构附加应力问题，其中管排一旦发生失稳将直接导致管排全面彻底失效而引起本质安全问题，管排结构特性带来的附加应力会降低管排的使用寿命。因此这些问题都将对倒u型管排的结构设计提出新的要求，且对其装置大型化、运行可靠性和建设经济性要求也随之提高。
3.目前倒u型管排结构设计一般多是考虑振动和热膨胀问题，很少针对其稳定性和结构附加应力问题有相关的设计要求和成套装置。因此针对目前倒u型管排结构和设计面临的问题，根据管排结构特性分析和实际管排稳定性与结构应力计算，提出倒u型管排顶部悬吊装置，其可实现如下好处：一是明显提高管排的稳定性能；二是明显降低甚至消除管排的结构附加应力，保证炉管的正常使用寿命；三是可以减小管排使用规格，降低投资，四是可以使管排结构高度和跨度增加，提高工业炉装置单台设计规模。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种工业炉管排顶部悬吊装置，以解决现有技术中倒u型管排结构设计和运行面临的问题，在兼顾管排振动和膨胀的同时，解决高长细比、悬臂和大跨度结构形式管排的稳定性和结构附加应力问题，以提高倒u型管排运行安全性和可靠性，同时降低建设投资和提高工业炉装置单台设计规模。以解决现有技术中的技术问题
5.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
6.一种工业炉管排顶部悬吊装置，包括顶部管排联板、吊杆、可调重锤、杠杆横梁、支撑立柱和气体密封结构，其特征在于：若干单根炉管通过联板组合形成一组管排联板，相邻管排联板之间也由联板连接组成一个整体管排；所述吊杆下端与顶部管排联板的顶部连接，吊杆上端穿过工业炉顶与杠杆横梁右端连接，杠杆横梁左端和支点分别与可调重锤和支撑立柱连接组成杠杆系统，利用杠杆原理实现悬吊管排目的；所述支撑立柱固定在工业炉顶，吊杆穿炉顶处用所述气体密封结构进行密封。
7.本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置，其进一步特征在于：所述若干单根炉管通过联板组合形成一组管排联板是指每三根、四根、五根或n根用联板装置连接起来形成一组管排(n≤10且为整数)。顶部管排联板可以是一行或两行。
8.本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置，其进一步特征在于：在侧面还设置有侧面管排联板，所述侧面管排联板可以是一行、两行或m行(m≤10且为整数)。具体侧面管排联板
和顶部管排联板的管排行数由管排结构参数计算确定。
9.本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置，其进一步特征在于：所述相邻管排联板之间也由联板连接组成一个整体管排，是指相邻两组管排联板通过连接同一根或两根炉管方式实现。
10.本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置，其进一步特征在于：所述吊杆下端与第一排顶部管排联板连接，是指吊杆下端通过焊接、螺栓或螺纹方式与顶部管排联板实现连接。吊杆与联板的连接数量可以是一个、二个
……
x个联板，x为单行顶部管排联板的联板个数。
11.本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置，其进一步特征在于：所述杠杆称系统是指吊杆上端穿过炉顶与杠杆横梁右端连接，杠杆横梁左端和中间分别与可调重锤和支撑立柱连接组成杠杆系统。杠杆横梁右端、支点和左端分别与吊杆、支撑立柱和可调重锤通过销轴连接，四者组成杠杆系统。
12.本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置，其进一步特征在于：所述可调重锤是指重锤的配重值在一定范围内可调，另一方面是指重锤的安装高度可调。
13.本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置，其进一步特征在于：所述支撑立柱固定在工业炉顶是指支撑立柱与工业炉顶钢结构通过焊接或栓接实现固定。
14.本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置，其进一步特征在于：所述吊杆穿过炉顶处用气体密封结构进行密封，是指吊杆与炉顶开洞间隙通过气体密封结构进行密封，满足吊杆上下自由移动和环向限位约束，同时防止烟气泄漏或炉顶漏风。
15.针对现有倒u型管排结构设计和运行面临的问题，本发明提供了一种工业炉管排顶部悬吊装置，在兼顾管排振动和膨胀设计因素的同时，有效地增大管排刚度、提高稳定性差和削弱甚至消除结构附加应力，进而提高柔性管排运行安全性和可靠性，同时降低建设投资和提高装置单台设计规模。
16.本发明根据倒u型管排的结构特性和构件稳定理论设计，既可以良好地兼顾管排振动和热膨胀因素，还可以显著提高管排稳定性能，同时降低甚至消除管排结构引起的附加应力。不仅可以提高管排的可靠性，保证炉管正常使用寿命，还可以降低建设投资，提高工业炉装置单台设计规模。
附图说明
17.图1本发明一种工业炉管排顶部悬吊装置正视图；
18.图2是图1的侧视图；
19.图3是图2中的a-a剖视图；
20.图中所示附图标记为：1-侧面管排联板，2-顶部管排联板，3-吊杆，4-可调重锤，5-杠杆横梁，6-支撑支柱，7-气体密封装置，8-炉顶。
具体实施方式
21.下面结合附图1～3对本发明作进一步详细的说明，具体实施方式并不限制本发明要求保护的范围。
22.如附图1所示一种工业炉管排顶部悬吊装置由侧面管排联板1，顶部管排联板2，吊杆3，可调重锤4，杠杆横梁5，支撑支柱6，气体密封装置7，炉顶8组成。如附图2所示五根单管
通过联板形成一个管组，联板在管排侧面和顶部均有设置，且相邻管排组侧面和顶部均用联板同一根管方式实现。侧面管排联板1设置一行，顶部管排联板2也设置一行。吊杆3下端通过螺纹与顶部管排第一、第四和最后一个联板连接。吊杆3下端与顶部管排联板2连接，吊杆3上端穿过炉顶8与杠杆横梁5右端连接，杠杆横梁5左端和支点分别与可调重锤4和支撑立柱6连接组成杠杆系统，整个管排共用三套悬吊装置。吊杆3穿过炉顶处由气体密封装置7实现炉顶密封，且气体密封装置7允许吊杆3上下自由移动和吊杆环向限位约束。支撑立柱6与炉顶8钢结构用螺栓连接。
23.以上描述为本发明的实施例，不能因此而理解为对本发明的专利范围的限制。在不偏离所说明的实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种工业炉管排顶部悬吊装置，包括顶部管排联板、吊杆、可调重锤、杠杆横梁、支撑立柱和气体密封结构，其特征在于：若干单根炉管通过联板组合形成一组管排联板，相邻管排联板之间也由联板连接组成一个整体管排；所述吊杆下端与顶部管排联板的顶部连接，吊杆上端穿过工业炉顶与杠杆横梁右端连接，杠杆横梁左端和支点分别与可调重锤和支撑立柱连接组成杠杆系统，利用杠杆原理实现悬吊管排目的；所述支撑立柱固定在工业炉顶，吊杆穿炉顶处用所述气体密封结构进行密封。2.根据权利要求1所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：所述若干单根炉管通过联板组合形成一组管排联板，是指每三根、四根、五根或n根炉管用联板装置连接起来形成一组管排，n≤20且为整数。3.根据权利要求1所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：在侧面还设置有侧面管排联板，所述侧面管排联板是一行、两行或m行，m≤10且为整数。4.根据权利要求1所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：所述顶部管排联板是一行或两行。5.根据权利要求1所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：所述相邻管排联板之间也由联板连接组成一个整体管排，是指相邻两组管排联板通过连接同一根或两根炉管方式实现。6.根据权利要求1所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：所述吊杆下端与第一排顶部管排联板连接，吊杆下端通过焊接、螺栓或螺纹方式与顶部管排联板连接。7.根据权利要求6所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：所述吊杆与联板的连接数量是一个、二个、三个或x个联板，x为单行顶部管排联板的联板个数。8.根据权利要求1所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：所述杠杆横梁右端、支点和左端分别与吊杆、支撑立柱和可调重锤通过销轴连接，四者组成杠杆系统。9.根据权利要求1所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：所述支支撑立柱与工业炉顶钢结构通过焊接或栓接实现固定。10.根据权利要求1所述的管排顶部悬吊装置，其特征在于：所述吊杆穿过炉顶处用气体密封装置进行密封，是指吊杆与炉顶开洞间隙通过气体密封装置进行密封，满足吊杆上下自由移动和环向限位约束，同时防止烟气泄漏或炉顶漏风。

技术总结
本发明公开了石油化工和电力行业技术领域工业炉中的一种工业炉管排顶部悬吊装置，顶部管排联板、吊杆、可调重锤、杠杆横梁、支撑立柱和气体密封结构，其特征在于：若干单根炉管通过联板组合形成一组管排联板，相邻管排联板之间也由联板连接组成一个整体管排；所述吊杆下端与顶部管排联板的顶部连接，吊杆上端穿过工业炉顶与杠杆横梁右端连接，杠杆横梁左端和支点分别与可调重锤和支撑立柱连接组成杠杆系统，利用杠杆原理实现悬吊管排目的；所述支撑立柱固定在工业炉顶，吊杆穿炉顶处用所述气体密封结构进行密封。采用本发明既可以良好地兼顾管排振动和热膨胀因素，还可以显著提高管排稳定性能，同时降低甚至消除管排结构引起的附加应力。附加应力。附加应力。


技术研发人员：杨利然 宋鹏飞
受保护的技术使用者：中石化洛阳工程有限公司 中石化炼化工程（集团）股份有限公司
技术研发日：2021.06.16
技术公布日：2022/12/15