专利名称：用于支承吊管上的管道的夹子的制作方法
技术领域：
本发明涉及支承管道的装置，其中非常热的流体在虽然仍然很热但较为冷却的管道内流动。一种应用是支承例如流化床蒸汽发生装置内的蒸汽冷却吊管上的过热与再热组合管道。虽然本发明的主要应用是用于一蒸汽发生系统内的一流化床燃烧过程，包括循环流化床蒸汽发生器和沸腾流化床蒸汽发生器，但本领域的普通技术人员将知道本发明还可应用于其它的动力发生装置。
流化床燃烧装置在足够低的温度下可以有效地燃烧煤，以避免其它方式燃烧中的许多问题。术语“流化床”是指使固体材料自由流动、具有流体状特性的状态。当一气体向上通过一固体颗粒的炉床时，气体的流动就产生将使颗粒彼此分开的力。在低速气流下，颗粒保持与其它固体粒子接触并且具有阻碍运动的趋势。这种状态被称为一固化床。当气流增大时，就可到达颗粒上的力刚好足以引起分离的一状态点。此时炉床被视为流化的。这种固体粒子之间的气垫可允许颗粒自由地运动，并给炉床一流化状特性。
流化床燃烧可以燃烧那些通常被认为是不合适的具有高浓度烟尘、硫和氮的燃料。通过采用该方法，至少可以在某些情况下不需气体洗涤器而仍可满足排放要求。在流化床燃烧中，燃料是在由一向上的流化气流所悬浮起来的热的不燃烧颗粒的一炉床内燃烧的。通常燃料是诸如煤的固体燃料，虽然也可容易地使用液态和气态燃料。这种通用类型装置的特性已在由Joseph G.Singer，P.E编辑、由燃烧工程公司1991年出版的出版物“燃烧矿物动力”中描述了，其中燃烧工程公司是位于Connecticut(康涅狄格)州06095区的Windsor市的Prospect Hill路1000号的Asea Brown Boveri公司的子公司。
流化气体通常是燃烧空气和燃烧的气态产物。其中不需滤除硫，而燃料烟尘可以由诸如沙子或氧化铝之类的惰性材料来补充，以保持炉床。在需要滤除硫的应用中，将石灰石用作吸附剂并且构成炉床的一部分。两个主要类型的流化床燃烧系统是(1)沸腾流化床(BFB)，其中超过液化炉床所需的多余的空气以沸腾(起泡)的方式通过炉床，该沸腾流化床还具有适度的炉床固体粒子混合速度和在烟道气体中相对较低的固体粒子夹杂的特征；和(2)循环流化床(CFB)，其特征是具有较高的速度和较细小的炉床颗粒尺寸。在这些系统中，当固体粒子的夹杂增加时，流化床表面变得扩散，从而不再有限定的炉床表面。循环流化床系统具有从燃烧器到颗粒循环系统再返回到燃烧器的高的材料循环率。本发明特别应用于沸腾流化床锅炉，当然本领域的技术人员还可认识到其它应用。
一沸腾流化床锅炉采用蒸汽或水冷却管道表面来从炉床烟尘中去除热。这些表面可设置在蒸发器、过热器或再热器管道内。管道表面通常包括以蜿蜒蛇的方式配置的许多组合管道，其中各个管道的中心线设置在一公共平面内，该平面基本上贯通各管道的整个轴向范围。许多流体冷却的吊管通常如此地设置它们的轴向段紧邻地隔开并且与组合管道的轴向部分成直角。
在这种现有技术中已采用挤压(夹持)各管道的夹子。在将夹子连接到各管道上后，将夹子焊接到一起，以使管道彼此定位。依靠挤压管道的夹子是不令人满意的，因为管道尺寸在宽广的操作温度范围内具有显著的差别。从1600到1700华氏度的温度在操作的流化床内是普通的。在夹子方案中，一种(可能的)情况是夹子比管道膨胀得更快。另一种(可能的)情况是交替的冷却与加热循环会使夹子松弛。任一情况都会导致非常松弛的夹持作用，其将造成管道之间和甚至管道相互接触之间的相对运动。这会腐蚀管道，因而需要有维修开销甚至会造成管道的失效。
本发明的一目的是提供不用夹持力就可使一组合管道与一吊管牢靠地配合的装置。
本发明的另一目的是提供可防止任一管道与装置之间相对运动的装置。
本发明的还一目的是提供较现有技术的装置更少需要维修的装置。
本发明的再一目的是无需关闭流化床装置来更换管道。
本发明的又一目的是提供各管道的连接，其具有与管道紧密的热接触，并且具有与管道温度大致相同的一温度，从而这种连接不易从任一管道膨胀而离开。
已发现可以由这样的装置来达到本发明的这些和其它目的，该装置可以是包括管道系统和流化床系统的各种系统的一部件。该装置将一个管道相对于另一管道夹持，其包括一本体，该本体具有一第一圆筒段形状部分和一第二圆筒段形状部分。每一圆筒段形状部分具有(对应)大致为凹面的一角度范围。第一圆筒段形状部分的角度范围和第二圆筒段形状部分的角度范围分别具有一轴线，其中第一圆筒段形状部分的轴线可以与第二圆筒段形状部分的轴线隔开配置。
本发明的一些实施例具有圆筒段形状部分，它们具有不大于180度的一角度范围。第一圆筒段形状部分的轴线可以垂直于第二圆筒段形状部分的轴线。在一些实施例中，每个圆筒段形状部分都具有末端，和一焊缝延伸在第一圆筒段形状部分的每一末端与第一管状件之间，以及一焊缝延伸在第二圆筒段形状部分的每一末端与第二管状件之间。
通过参照附图可更好地理解本发明，其中
图1是可采用本发明的一典型的沸腾流化床蒸汽发生器的一部分正视示意图。
图2是一设置在图1所示装置的炉床内的管道平面图。
图3是一表示根据本发明一方式的固定夹的平面图。
图4是图3所示结构的侧视图。
图5是图4的另一正视图。
图6是与任何管道都未相连的一固定夹的透视图。
现参照图1，其示出了一典型的沸腾流化床蒸汽发生器10。弄碎的燃料和吸附剂12被输入一炉床14的顶部或底部。流化的空气通过一送风装置和空气分配器16被送到炉床14的底部。当采用一硫吸附剂时，在炉床14内进行硫吸附。烟道气体和某些进入的固体粒子进入发生器10的在炉床14表面以上的部分内。该部分被称为自由板16。在自由板16内，可进行附加的燃烧与硫吸附。气体和固体粒子从自由板16进入对流通道18，在进入一机械集尘器20之前，在此对它们进行冷却。机械集尘器20收集所夹杂的固体粒子，以再循环到炉床14内或进行处理。来自机械集尘器20的烟道气体进入一空气加热器、精细颗粒收集器和诱导吸盘(未示出)。炉床14的温度保持在对于硫吸附和燃烧效率的最优值，通常是采用在发生器10内的水冷炉壁(未示出)和/或嵌入炉床14内的一管道组22。炉床14的高度是通过从操作炉床14排出适度量的材料来控制的。该材料经一烟尘冷却器24通过。
现参照图2，详细示出了一典型沸腾流化床锅炉10内的管道组22。管道表面通常包括许多组合管道30，它们以蜿蜒蛇的方式配置，其中各管道的中心线设置在大致贯通各管道整个轴向范围的一公共面内。每一组合管道被连接到一公共输入接头和一公共输出接头上。许多流体冷却吊管32通常如此地设置它们的轴向段紧邻地隔开并且与组合管道30的轴向部分成直角。在图2中，各管道30、32的大致轴向部分由一单线表示。在图中管道30、32的轴向部分由较少示意性的双线表示的区域，有许多地方管道30与管道32以直角交叉。所有这些相交部分和许多其它相交部分，其中各个管道30、32以垂直关系设置，需要诸如根据本发明的固定夹之类的一固定夹来保持管道30、32的相对位置。
现参见图3～6，示出了一根据本发明的一种方式的固定夹40。该固定夹40为铸造件并且具有一第一圆筒段形状部分42和一第二圆筒段形状部分44。第一圆筒段形状部分42的轴线垂直于第二圆筒段形状部分44的轴线。圆筒段形状部分42、44的角度范围随各应用而变化。在所示实施例中，第二圆筒段形状部分44延伸经过180度的一弧。这在图中进行了最佳的描述，其清楚地表示出末端44a、44b与一假想平面相一致，该假想平面将管道30轴向地等分为两半。这一形状便于沿末端44a、44b的整个轴向范围设置一条焊缝。
圆筒段形状部分42的角度范围大约为130度。精确的角度范围约为130度。该角度范围小于圆筒段形状部分44的角度范围，某种程度上是因为管道30有更大的直径。未端44a、44b被构造成与从第二圆筒段形状部分的曲率轴线径向延伸的平面相一致。该形状也用于允许沿末端44a、44b设置一条焊缝。这是指焊缝沿末端42a、42b、44a、44b的整个轴向范围延伸。这将确保最大的强度和最大的热接触。最大的交叉接触对于保持固定夹40在接近管道30、32温度的一温度下是必要的。
为确保精确，将进一步定义术语圆筒段。术语“圆筒”是指由一直线平行于一固定直线地移动并且相交一固定的平面中的闭合曲线所描绘的表面。术语“段”通常被理解为从某物上切割或分离出的一部分。亦可理解，如果某人具有一圆筒体，例如一典型的“锡铁”罐头，其中切掉了顶和底，并且切掉该圆筒体的某些部分(但不改变被切掉的块段的形状)，则被切掉的该块段就是一圆筒段。例如，如果某人使用一圆形锯来切割刚性圆筒的轴向部段(通过在垂直于该圆筒体几何轴线的平面内切割)，则可获得许多圆筒段。尤其是，每一这种块段的外表面和内表面将是圆筒段。
此时可看出本发明以不依赖于夹持的方式将固定夹40牢固地安装到管道30、32上。这种牢固的安装确保管道30、32不会意外地从固定夹40上脱开，并且该固定夹40可保持与各管道30、32良好的热接触。这保证了管道30、32有一正确的分隔并且任一管道都不会相对于固定夹40移动或者与其它管道相互摩擦。
虽然已经以第一和第二圆筒段形状部分的各轴线以相互垂直的关系设置的方式说明了固定夹，但应当理解的是本发明的其它方式将具有其它的几何关系。通常地，第一圆筒段形状部分与第二圆筒段形状部分的轴线将隔开，从而使得它们不相交。
已结合所示的优选实施例描述了本发明。本领域的普通技术人员可以根据此处教导的公开而构思其它的变化。这种变化被视为包括在本公开文件内，本发明仅由权利要求书所限定。
权利要求
1.用于将一个管道相对于另一管道握持的装置，包括一本体，所述本体具有一第一圆筒段形状部分和一第二圆筒段形状部分，每一所述圆筒段形状部分具有一(对应)大致为凹面的角度范围，所述第一圆筒段形状部分的角度范围和所述第二圆筒段形状部分的角度范围分别具有一轴线，其中第一圆筒段形状部分的轴线与第二圆筒段形状部分的轴线隔开配置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征是每一圆筒段形状部分具有一不大于180度的角度范围。
3.如权利要求1所述的装置，其特征是第一圆筒段形状部分的轴线垂直于所述第二圆筒段形状部分。
4.一用于一相关流化床装置中的管道系统，包括至少一第一管状件；至少一第二管状件；和用于将所述第一管状件相对于所述第二管状件握持的装置，该装置包括一本体，所述本体具有一第一圆筒段形状部分和一第二圆筒段形状部分，每一所述圆筒段形状部分具有一大致为凹面的角度范围，所述第一圆筒段形状部分的角度范围和所述第二圆筒段形状部分的角度范围分别具有一轴线，其中第一圆筒段形状部分的轴线与第二圆筒段形状部分的轴线隔开配置，所述第一圆筒段形状部分接合所述第一管状件，并且所述第二圆筒段形状部分接合所述第二管状件。
5.如权利要求4所述的管道系统，其特征是每一所述圆筒段形状部分具有末端，并且该系统还包括一在所述第一圆筒段形状部分的每一所述末端和所述第一管状件之间延伸的焊缝，和一在所述第二圆筒段形状部分的每一所述末端和所述第二管状件之间延伸的焊缝。
6.如权利要求5所述的一管道系统，其特征是所述第一圆筒段形状部分的所述轴线垂直于所述第二圆筒段形状部分的所述轴线。
7.一种流化床装置，其改进之处包括一管道系统，该管道系统包括至少一第一管状件；至少一第二管状件；和用于将所述第一管状件相对于所述第二管状件握持的装置，该装置包括一本体，所述本体具有一第一圆筒段形状部分和一第二圆筒段形状部分，每一所述圆筒段形状部分具有一大致为凹面的角度范围，所述第一圆筒段形状部分的角度范围和所述第二圆筒段形状部分的角度范围分别具有一轴线，其中第一圆筒段形状部分的轴线与第二圆筒段形状部分的轴线隔开配置，所述第一圆筒段形状部分接合所述第一管状件，并且所述第二圆筒段形状部分接合所述第二管状件。
8.如权利要求7所述的流化床装置，其特征是每一所述圆筒段形状部分具有末端，并且该系统还包括一在所述第一圆筒段形状部分的每一所述末端和所述第一管状件之间延伸的焊缝，和一在所述第二圆筒段形状部分的每一所述末端和所述第二管状件之间延伸的焊缝。
9.如权利要求8所述的流化床装置，其特征是所述第一圆筒段形状部分的所述轴线垂直于所述第二圆筒段形状部分的所述轴线。
全文摘要
本发明提供了可以是包括管道系统和流化床系统的各种系统的一部件的装置。该装置将一个管道相对于另一管道握持,其包括一本体(40),该本体具有一第一圆筒段形状部分(42)和一第二圆筒段形状部分(44)。每一圆筒段形状部分(42,44)具有一大致为凹面的角度范围。第一圆筒段形状部分(42)的角度范围和第二圆筒段形状部分(44)的角度范围分别具有一轴线,其中第一圆筒段形状部分(42)的轴线可以与第二圆筒段形状部分(44)的轴线隔开。本发明的一些实施例具有圆筒段形状部分(42,44),它们具有不大于180度的一角度范围。第一圆筒段形状部分(42)的轴线可以垂直于第二圆筒段形状部分(44)的轴线。在一些实施例中,圆筒段形状部分(42,44)具有末端(42a、42b、44a、44b)和在第一圆筒段形状部分(42)的每一末端(42a、42b)与第一管状件(32)之间延伸的一焊缝,和在第二圆筒段形状部分(44)的每一末端(44a、44b)与第二管状件(30)之间延伸的一焊缝。
文档编号F27B15/00GK1242073SQ97180965
公开日2000年1月19日 申请日期1997年12月8日 优先权日1997年12月8日
发明者E·L·哈特曼 申请人:燃烧工程有限公司