ДЫМОВАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к области строительства высотных сооружений и может быть использована при реконструкции дымовых труб.
Известны дымовые трубы, содержащие фундамент и ствол (железобетонный, кирпичный или металлический) [1]. Однако, в процессе эксплуатации ствол повреждается от температурно-влажностных и агрессивных воздействий окружающей атмосферы и отводимых газов, которые конденсируются на внутренней поверхности дымовой трубы и фильтруются через стенку ствола, разрушая ее. В результате снижается несущая способность трубы и ее срок службы, к концу которого может произойти обрушение дымовой трубы от действия постоянных (собственный вес) и ветровых нагрузок.
Наиболее близкой по технической сущности заявляемому объекту является дымовая труба, содержащая фундамент и установленные на нем ствол (железобетонный или кирпичный) и усиливающую наружную железобетонную обойму, жестко сопряженные между собой посредством сварки арматуры обоймы с арматурой или закладными деталями ствола [2]. Обойма позволяет снизить напряжения в стволе от действия ветровых нагрузок, тем самым повышая несущую способность дымовой трубы и продляя срок ее службы. Однако, при возведении обоймы, за счет жесткой связи ее со стволом, часть нагрузки от веса обоймы передается на существующий ствол. Кроме того, возрастают температурные напряжения в стволе от увеличения перепада температур на увеличенной суммарной толщине ствола и обоймы. Агрессивное воздействие отводимых газов на ствол при этом снижается незначительно, так как дополнительных теплоизоляционных свойств наружной железобетонной обоймы недостаточно для существенного повышения температуры внутренней поверхности трубы и снижения количества выпадающего агрессивного конденсата. В результате фильтрации конденсата происходит дальнейшее повреждение ствола и обоймы, снижается срок службы дымовой трубы. Кроме того, сварка арматуры обоймы с арматурой или закладными деталями
ствола требует высоких трудозатрат, а в случае значительных разрушений ствола жесткая связь обоймы со стволом вообще невозможна. Все это приводит к значительному перерасходу материалов (бетона и арматуры) и трудозатрат на устройство обоймы, а в ряде случаев вообще не позволяет повысить несущую способность и существенно продлить срок службы дымовой трубы.
Полезная модель решает задачи повышения несущей способности дымовой трубы, снижения материалоемкости и трудоемкости изготовления усиливающей наружной железобетонной обоймы, продления срока службы дымовой трубы.
Для этого в дымовой трубе, содержащей фундамент и установленные на нем ствол и усиливающую наружную железобетонную обойму, сопряженные между собой, согласно полезной модели ствол и обойма сопряжены посредством установленной между ними разделительной прокладки. Прокладка может быть выполнена из рубероида или из теплоизоляционного материала, например, пенополиуретана, может содержать слои из материала с низким коэффициентом трения-скольжения, например, полиэтилена, может быть выполнена из эластичного материала, например, пенопласта низкой плотности. Прокладка может быть выполнена по поверхности ствола сплошной или дискретной, например, в виде колец и/или вертикальных полос. Между стволом и обоймой могут быть выполнены вентиляционные каналы.
Прокладка обеспечивает совместную работу ствола и обоймы при действии ветровых нагрузок, снижая напряжения в стволе от этих нагрузок. Одновременно исключается передача нагрузки от веса обоймы на ствол, а также снижаются усилия в стволе и обойме от температурных воздействий за счет свободы взаимных деформаций. Выполнение прокладки из теплоизоляционного материала позволяет дополнительно снизить температурные напряжения в стволе и обойме за счет снижения перепада температур по их толщинам, а за счет увеличения термического сопротивления повысить температуру внутренней поверхности трубы, благодаря чему снизить, а в ряде случаев, полностью исключить выпадение агрессивного конденсата. Устройство в прокладке слоев из материала с низким коэффициентом трения-скольжения позволяет увеличить свободу взаимных
продольных деформаций ствола и обоймы. При выполнении прокладки из эластичного материала достигается дополнительное постоянное радиальное обжатие ствола обоймой при их взаимных перемещениях. Дискретное выполнение прокладки по поверхности ствола позволяет снизить материалоемкость. Устройство между стволом и обоймой вентиляционных каналов позволяет обеспечить удаление конденсата в случае его проникновения сюда. Сварка арматуры обоймы с арматурой или закладными деталями ствола не производится, что значительно снижает трудозатраты на устройство обоймы и позволяет производить усиление ствола даже в случае его значительного износа. Все это позволяет повысить несущую способность дымовой трубы, снизить материалоемкость и трудоемкость изготовления обоймы, продлить срок службы дымовой трубы.
На фиг.1 дан продольный разрез дымовой трубы, на фиг.2, 3, 5, 6 - поперечный разрез трубы 1-1 фиг.1 при различных вариантах прослойки, на фиг.4 - узел А фиг.1 при устройстве дискретных по поверхности ствола кольцевых прокладок.
Дымовая труба, содержит фундамент 1 и установленные на нем ствол 2 (железобетонный, кирпичный или металлический) и усиливающую наружную железобетонную обойму 3, сопряженные между собой посредством установленной между ними разделительной прокладки 4. Прокладка 4 может быть выполнена из теплоизоляционного материала (фиг.2), например, пенополиуретана, может содержать слои 5 из материала с низким коэффициентом трения-скольжения (фиг.3), например, полиэтилена, может быть выполнена из эластичного материала, например, пенопласта низкой плотности. Прокладка 4 может быть выполнена сплошной по поверхности или дискретной, например, в виде колец (фиг.4) и/или вертикальных полос (фиг.5). Между стволом и обоймой в прокладке 4 или между ее дискретными частями могут быть выполнены вентиляционные каналы 6 (фиг.6). Дымовая труба работает на нагрузки и воздействия следующим образом. При действии ветровых нагрузок на трубу прокладка 4 передает давление от наружной обоймы 3 на ствол 2, обеспечивая совместную работу ствола 2 и обоймы 3, что повышает несущую способность дымовой трубы. При этом усилия от собственного веса обоймы 3 на ствол 2 не передаются, т.к. прокладка 4 не
является жесткой связью и допускает взаимные продольные перемещения ствола 2 и обоймы 3. При температурных воздействиях благодаря прокладке 4 обеспечивается снижение температурных напряжений в стволе 2 и обойме 3 за счет их раздельной работы и меньших перепадов температуры по толщине ствола 2 и обоймы 3. Прокладка 4, выполненная из теплоизоляционного материала, обеспечивает дополнительное снижение перепада температуры по толщине ствола 2 и обоймы 3 и тем самым снижение температурных напряжений в стволе 2 и обойме 3, а также повышение температуры внутренней поверхности дымовой трубы, что значительно снижает количество выпадающего агрессивного конденсата. Прокладка 4, содержащая слои 5 из материала с низким коэффициентом трения-скольжения позволяет дополнительно увеличить свободу взаимных продольных перемещений ствола 2 и обоймы 3, в результате вес обоймы 3 не передается на ствол 2. Прокладка 4, выполненная из эластичного материала, обеспечивает постоянное радиальное обжатие ствола 2 обоймой 3 при их взаимных перемещениях, повышая прочность ствола 2. При наличии между стволом 2 и обоймой 3 вентиляционных каналов 6 обеспечивается удаление попадающего сюда конденсата.
По сравнению с прототипом заявляемая дымовая труба позволяет уменьшить напряжения в стволе от действия постоянных нагрузок (веса обоймы), ветровых нагрузок и температурных воздействий, тем самым повышая несущую способность дымовой трубы, позволяет снизить материалоемкость и трудоемкость устройства обоймы, снизить количество агрессивного конденсата, выпадающего на внутренней поверхности дымовой трубы за счет дополнительной теплоизоляции и вентиляции ствола и обоймы, что уменьшает воздействие конденсата на материал ствола и обоймы. В результате повышается срок службы дымовой трубы. Источники информации
1. Волков Э.П., Гаврилов Е.И. Дужих Ф.П. Газоотводящие трубы ТЭС и АЭС. - М.: Энергоатомиздат, 1987, с.5-8.
2. Ремонт дымовых труб, градирен и антикоррозионных покрытий оборудования электростанций: Справочное пособие / Под ред. И.В.Захарова и А.И.Курилова. - М.: Энергоиздат, 1982, с.54, 65 (прототип).