Устройство для крепления змеевиков в транспортабельном блоке котла

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в котлостроении для крепления змеевиков в транспортабельном блоке парового котла.
Известно устройство для крепления змеевиков котла, содержащее опорные трубчатые элементы с жестко закрепленными на них ребрами, на которых установлены несущие элементы в виде втулок, охватывающих соответствующие опорные элементы и хомуты, охватывающие каждый несколько горизонтальных теплообменных труб (А.с. SU №565198 А1, МПК F28F 9/26, от 12.08.75 г., опуб. 15.07.1977 г.).
В известном устройстве теплообменные трубы опираются на хомуты, имеющие опорные поверхности, формируя единый пакет, а весь пакет труб опирается верхней трубой пакета на опорный элемент, закрепленный на опорной трубе. При этом на опорные поверхности хомутов действует нагрузка от веса каждой трубы, а на верхнюю трубу, уложенную на опорный элемент, - нагрузка от веса хомутов и всех труб вертикального ряда, что создает значительные напряжения в местах контакта верхней трубы с опорным элементом, вызванных как массой труб с хомутами, так и возникающими вертикальными динамическими нагрузками при транспортировке устройства. Кроме того, при транспортировке под действием горизонтальных знакопеременных сил пакеты змеевиков могут перемещаться в горизонтальном направлении и тереться о вертикальные опорные трубы, что может привести к частичному разрушению, как труб змеевиков, так и опорных труб, что снижает надежность устройства при эксплуатации. Следует отметить, что такая конструкция применяется в конвективных блоках котлов, где теплообменные трубы змеевиков в котле расположены горизонтально и опорные трубы являются несущими элементами конструкции котла. Для конвективных блоков, расположенных в котлах так, что теплообменные трубы змеевиков в котле расположены вертикально, опорные трубы только усложняют конструкцию и не несут в работающем котле полезной функции.
Известно устройство для крепления змеевиков горизонтальных пакетов котла, содержащее пару стянутых между собой пластинами опорных труб, охватывающих трубы змеевика с двух сторон, снабженных дистанционирующими выступами, и содержащее опорную трубу, установленную между захватывающими трубами, а последние размещены с обеспечением охвата, по крайней мере пары змеевиков (патент RU №2029192 С1, МПК F22B 37/20, от 15.07.1991 г., опуб. 20.02.1995 г.).
Указанные выше недостатки частично устранены в данном устройстве. Однако следует отметить, что при транспортировке под действием знакопеременных сил, трубы змеевиков могут перемещаться вдоль опорных труб в вертикальном направлении и тереться о вертикальные опорные трубы, что может привести к частичному разрушению как труб змеевиков, так и опорных труб, что снижает надежность устройства при эксплуатации. Такая конструкция применяется в конвективных блоках котлов, где теплообменные трубы змеевиков в котле расположены горизонтально и опорные трубы являются несущими элементами конструкции котла. Для конвективных блоков, расположенных в котлах так, что теплообменные трубы змеевиков в котле расположены вертикально опорные трубы, только усложняют конструкцию и не несут в работающем котле полезной функции.
Известно так же устройство для крепления змеевиков горизонтальных пакетов котла, содержащее размещенные между двумя пакетами теплообменных труб опорные трубы, с закрепленными на них опорными пластинами для каждой теплообменной трубы (Патент RU №2129235 С1, МПК F22B 37/20, F28F 9/00, от 24.09.1996 г., опуб. 20.04.1999 г.).
В известном устройстве так же при транспортировке под действием знакопеременных сил трубы змеевиков могут перемещаться вдоль опорных труб в вертикальном направлении и тереться об охватывающие их хомуты, что может привести к частичному разрушению труб змеевиков, в результате чего снижается надежность устройства при эксплуатации. Следует так же отметить, что такая конструкция применяется в конвективных блоках котлов, где теплообменные трубы змеевиков в котле расположены горизонтально и опорные трубы являются несущими элементами конструкции котла. Для конвективных блоков, расположенных в котлах, в которых теплообменные трубы змеевиков в котле расположены вертикально, опорные трубы только усложняют конструкцию и не несут в работающем котле полезной функции.
Наиболее близким устройством, выбранным в качестве прототипа, является устройство для крепления змеевиков горизонтальных пакетов в транспортабельном блоке котла, содержащее каркас с размещенными в нем пакетами теплообменных труб. Также устройство содержит размещенные между двумя пакетами теплообменных труб опорные трубы с закрепленными на них опорными пластинами для каждой теплообменной трубы, опорные пластины выполнены с седловидной выемкой, препятствующей смещению труб в поперечном направлении, а между трубами пакета установлены прокладки с прижимом, обеспечивающие прижим труб к опорным пластинам с возможностью предотвращения смещения их в вертикальном направлении, (патент RU №204978 U1, МПК F22B 37/20, F22B 37/205, от 11.02.2021 г., опуб. 22.06.2021 г.).
Однако такая конструкция применяется в конвективных блоках котлов, где теплообменные трубы змеевиков в котле расположены горизонтально и опорные трубы являются несущими элементами конструкции котла. Для конвективных блоков, расположенных в котлах, в которых теплообменные трубы змеевиков в котле расположены вертикально, опорные трубы только усложняют конструкцию и не несут в работающем котле полезной функции. Кроме того, при изготовлении изделия за счет технологических допусков расстояние по вертикали между теплообменными трубами будет различным и прижимы не могут обеспечить надежное прижатие каждой прокладки прижимами к теплообменным трубам змеевиков, что может привести к смещению прокладок и снижению надежности крепления теплообменных труб при транспортировке.
Техническим результатом полезной модели является надежное крепление теплообменных труб пакетов, не имеющих опорных труб при транспортировке, обеспечивающее повышение надежности котла при эксплуатации.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для крепления змеевиков в транспортабельном блоке котла, содержащем каркас с размещенными в нем пакетами теплообменных труб, согласно полезной модели, между теплообменными трубами установлены вертикальные прокладки, предотвращающие смещение теплообменных труб в горизонтальном направлении, с закрепленными на них упорами, фиксирующими теплообменные трубы в вертикальном направлении, а между крайними вертикальными рядами теплообменных труб и каркасом установлены прокладки, предотвращающие контакт теплообменных труб с деталями каркаса, при этом нижний горизонтальный ряд теплообменных труб и торцы вертикально установленных прокладок опираются на поперечную балку каркаса.
При этом прокладки и упоры выполнены из легкосгораемого материала, например из древесины или фанеры.
Наличие вертикально установленных прокладок между теплообменными трубами совместно с прокладками между крайними вертикальными рядами теплообменных труб и каркасом надежно фиксирует теплообменные трубы в каркасе от смещения в горизонтальном направлении, а поперечные балки совместно с упорами, закрепленными на вертикальных прокладках, надежно фиксируют теплообменные трубы в вертикальном направлении, чем и обеспечивается надежность крепления теплообменных труб при транспортировке.
Прокладки и упоры на них могут быть выполнены из легкосгораемого материала, например, из древесины или фанеры, что позволит при монтаже блока в котел не удалять их, так как они сгорят при работе котла.
Полезная модель поясняется описанием примеров его конкретного выполнения и чертежами, где:
на фиг. 1 изображено устройство для крепления змеевиков в транспортабельном блоке котла;
на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, показано размещение вертикальных прокладок 5 между теплообменными трубами 4 пакета 3, поперечной балки 2 каркаса 1, упоров 7, установленных между теплообменными трубами 4, вертикальных прокладок 6 между теплообменными трубами 4 пакета 3 и каркаса 1;
на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2, показано размещение упоров 7 между теплообменными трубами 4, поперечной балки 2, прокладок 9.
Устройство для крепления змеевиков в транспортабельном блоке котла содержит каркас 1 с поперечными балками 2 с установленными в каркасе 1 пакетом 3 теплообменных труб 4 (фиг. 1). Между вертикальными рядами теплообменных труб 4 установлены вертикальные прокладки 5. Вертикальные прокладки 5 предотвращают смещение теплообменных труб 4 в горизонтальном направлении. Между крайними рядами вертикальных теплообменных труб 4 и каркасом 1 установлены вертикальные прокладки 6 (фиг. 2, 3). Прокладки 6 предотвращают контакт теплообменных труб 4 с деталями каркаса 1. На вертикальных прокладках 5 закреплены упоры 7. Упоры 7 обеспечивают фиксацию теплообменных труб 4 в вертикальном направлении. Снизу и сверху пакета 3 теплообменных труб 4 установлены прокладки 9 для предотвращения контакта теплообменных труб 4 с элементами каркаса 1. К пакету 3 связью 8 прижата верхняя прокладка 9. Нижний горизонтальный ряд теплообменных труб 4 и торцы вертикально установленных прокладок 5 опираются на поперечную балку 2 каркаса 1. Вертикальные прокладки 5 и упоры 7 на них выполнены из легкосгораемого материала. В качестве сгораемого материала, используют древесину или фанеру, что позволит при монтаже блока в котел не удалять их, так как они сгорят при первом пуске котла.
Сборку и крепление змеевиков в транспортабельном блоке котла с использованием предлагаемого устройства осуществляют следующим образом.
В каркасе 1 с поперечными балками 2 устанавливают нижнюю прокладку 9 и вертикальную прокладку 6. Затем устанавливают первый вертикальный ряд теплообменных труб 4. Устанавливают вертикальные прокладки 5 с закрепленными на них упорами 7. Упоры 7 располагают между теплообменными трубами 4. Действия повторяются для второго и последующих вертикальных рядов теплообменных труб 4. После установки последнего вертикального ряда теплообменных труб 4 устанавливают вертикальные прокладки 6, прокладки 9 сверху пакета 3 теплообменных труб 4, прижимают связью 8. От продольного перемещения пакет 3 теплообменных труб 4 закрепляют известным способом. Такая конструкция обеспечивает надежную фиксацию теплообменных труб 4 пакета 3 при транспортировке. При монтаже блока в котел детали упаковки удаляют. При изготовлении вертикальных прокладок 5 и упоров 7 из сгораемого материала, последние при установке блока в котел, допускается не удалять, и они сгорят при первом пуске котла.
Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает надежное крепление теплообменных труб пакетов при транспортировке.