专利名称：一种将铅直补强构件/平衡构件连接到水平补强构件上的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及锅炉，例如安装在用于平衡炉内气压的框架内的大型通用锅炉。当炉内温度接近运行温度时，炉壁在铅直方向上和水平方向上都要发生膨胀。此外，当炉内压力发生变化，也即或是炉内的压力增加，或是炉内的压力减小，都将使筒壁在水平方向上产生向内的或者向外的附加弯曲。
习惯上采用且必要的做法是，设置带翼缘桁梁结构(通常称之为补强构件)，这些桁梁围绕炉体伸展，为炉壁提供附加支撑，并防止炉壁因压力变化而在水平方向产生的凹曲。具体地说，这种设置一般使用铅直的和水平的结构部件，它们分别称之为铅直补强构件和水平补强构件。
一般来说，水平补强构件是沿炉体筒壁的周边设置在箍套内，并沿炉壁整个高度的铅直方向相互间隔开(隔开的距离通常为15和40英尺之间)。在水平方向上，设在炉体的两相对置的炉壁上的补强构件是通过补强构件拉杆相互连接，以便一个补强构件的反作用力，由作用在相对面炉壁上的那个补强构件的反作用力来抗衡，从而可抗拒作用在炉壁上的压力。习惯的做法是提供有铅直补强构件，借助于一连接装置连接相邻的补强构件，该连接装置允许出现滑动，这一配合能使与补强构件相配合的炉体筒壁和补强构件本身之间存在有相对移动。当炉体沿铅直方向膨胀时，作用到补强构件的各不同水平面上的影响是不同的。这是很明显的，因为炉体筒壁的伸长在炉内的不同位置是不同的。在炉体筒壁结构和补强构件之间的这种相对的铅直膨胀将在补强构件上产生一个很大的局部弯曲力矩。
通常的做法是用在相邻补强构件之间延伸的这些铅直补强构件来消除弯曲力矩。在美国专利3，461，847和3，861，360中公开了这种类型的消除或防止弯曲力矩的装置。
本发明涉及到这样一些补强构件的一种连接方式，即使铅直补强构件还能够起平衡构件的作用。平衡构件是一种能对水平补强构件提供一侧向稳定性并能维持其水平位置的装置。
在这些利用沿铅直方向伸展的补强构件连接相邻的补强构件并吸收弯曲力矩的补强构件装置中，这种结构系统必然是庞大的，也是颇为刚硬的。因此，这种结构支撑系统具有一定的惯性，必须克服这种惯性，而后该结构系统才能响应炉内的压力变化而产生适当的弯曲，从而吸收作用在炉壁上的压力。一旦炉内压力发生突然变化，就可能在极短的一段时间内在炉体筒壁上施加上一个突发的或破坏性的负荷。在上述的这样一种系统中，其中补强构件的箍套是沿铅直方向相互连接的，已经发现，补强构件系统在某些情况下是不可能响应炉内压力的这种突然变化的，只能使得补强构件系统和/或炉壁遭到长期的损坏。
现有技术中的固定铅直补强构件至水平补强构件的设备过于复杂。具体地说，一种现行的设计是采用了插在连接装置中的一槽孔中的一销轴。因为销轴和槽孔之间是线接触，所以能传递到水平补强构件上的铅直补强构件中的负荷是很小的。
本发明的一个目的是为水平补强构件提供侧向稳定性。
本发明的另一个目的是提供一个连接装置，该连接装置能将炉内气体压力所产生的剪切负荷自铅直补强构件传递到水平补强构件上。
本发明的再一个目的是维持水平补强构件处在水平位置。
现已发现，本发明的这些目的和其它的目的都可在一个产生蒸汽设备中体现出来，该设备包括一个筒壁和一个细长的、位于一第一高度的第一水平补强构件。该设备还包括将第一水平补强构件连接到筒壁上的连接装置，以及位于比第一高度还高的一个高度的、细长的第二水平补强构件。该设备也包括将第二水平补强构件连接到筒壁上的连接装置。一第一细长的铅直补强构件具有第一和第二端部，且该设备包括有将第一细长铅直补强构件的一端固定到一个水平补强构件上的装置。该设备还包括将第一细长铅直补强构件的另一端连接到另一个水平补强构件上的装置;该连接装置包括一个套筒，该套筒的尺寸和形状制成适于容纳自第一铅直补强构件的另一端伸出的装置，在它们中间实现平面对平面的滑动配合。该连接装置允许第一铅直补强构件和另一个水平补强构件之间有相对移动。
从第一铅直补强构件伸出的装置可以是一第一连接槽钢。第一连接槽钢可以有一主平面和对置的两侧翼缘，并且可将主平面分别焊接到铅直补强构件和第二水平补强构件上。
在本发明的某些实施例中，第二连接槽钢有主平面和相对置的两侧翼缘，并且主平面可焊接到铅直补强构件上。该设备可以包括将细长铅直补强构件的一端固定到一个水平补强构件上的装置，并且这个装置可以包括分别焊接到铅直补强构件和第二水平补强构件上的第一连接槽钢。该设备还可包括一第二和一第三铅直补强构件，以便分别和第一与第二水平补强构件相结合。
下面通过参照附图及具体实施例将会更好地理解本发明，其中
图1是具有螺旋管形筒壁的炉体的总体简化图;
图2是沿一个铅直平面截取的剖面图，其中表示出按照本发明结合起来的一个铅直补强构件和两个水平补强构件;
图3类似于图2，更详细地表示出该结构;
图4是沿图3的4-4线截取的剖面图;
图5是沿图3的5-5线截取的剖面图;
图6是连接两个水平补强构件的现有技术中的设备的正视图。
现在参照图1，其中表示出一个具有螺旋管形筒壁12的炉体10。通常，在炉体的上部具有铅直管13。
现在参照图6所示，其中表示出现有技术中的设备，该设备包括有一第一水平补强构件120和一第二水平补强构件121。这两个补强构件通过现有技术中的铅直补强构件122相互连接。更具体地说，现有技术中的铅直补强构件122具有一个凸缘122C，凸缘122C通过多个螺栓124与第一水平补强构件120相连接。在现有技术中铅直补强构件122的下端(在图中可以观察到)设有一个槽孔122B，槽孔122B与设在舌板121A上的销子121B相接合。类似地，在位于第一水平补强构件120上的舌板120A上具有一个固定于其上的销子120B。销子120B与一固定到另一个现有技术中的铅直补强构件122上的一舌板122A中的槽孔122B相接合。由此可见，现有技术中的铅直补强构件122的最上端固定在第一水平补强构件120上面，而在其最下端处则通过销子121B和槽孔122B的配合连接。
现有技术中的设备在把铅直补强构件固定到补强构件上面是十分复杂的。可以理解，第一水平补强构件120、第二水平补强构件121以及现有技术中的铅直补强构件122所构成的组装体是同螺旋管形筒壁12结合在一起的，就如同图2所示设备的情况一样。第一水平补强构件120的左端(图中可以观察到)与螺彷管形筒壁12接合在一起。因为第一水平补强构件120的重心离开螺旋管形筒壁12一段距离，所以存在一个由现有技术中的铅直补强构件122抗衡的转矩。换言之，如果第一水平补强构件120向下悬垂，则现有技术中的铅直补强构件122的最下端具有向左移动的趋势(如图所示)。这种情况可以通过槽孔122B予以防止，该槽孔122B是与固定到第二水平补强构件121上的销子121B配合在一起的。
这种现有技术结构的主要缺点是，销子121B必须即能承受一压力负荷又能承受一抗衡上述重力负荷的力。其结果可能会造成销子121B被压扁，并且随之使这种连接装置相互咬住不能相对移动。
现在参照图2-5所示，螺旋管形筒壁12是由多个轴向管段14构成的，这些管段14的每一个都是由一相应的肋片16所连接。一镫形连续装置18，这个镫型装置18是通用的，且不是本发明的组成部分，将相应的水平补强构件20联接到螺旋管形筒壁12上。
在优选实施例中，上部的和下部的(如图所示)水平补强构件20与一个铅直补强构件22相结合。铅直补强构件22是细长的，并且在轴向端部设置有一第二连接槽钢26。该第二连接槽钢26焊接到铅直补强构件22的上轴向端部，并且与焊接到上部水平补强构件20上的一套筒28接合。一第一连接槽钢24设在铅直补强构件22的下轴向端部，而第一连接槽钢24既焊接到铅直补强构件22上，又焊接到下部水平补强构件20上。
如图3-5所示，第一连接槽钢24是一个大致呈U形的槽钢，该槽钢主要有一个主板面和两个翼缘。主板面是要焊接到铅直补强构件22和水平补强构件20上的面。如图5所示，一套筒28固定到水平补强构件20的下部。套筒28的尺寸和形状制成适合于与第二连接槽钢26实现滑动配合形式。
下部水平补强构件20可能象现有技术中的结构那样有下垂的趋势。由于第一连接槽钢24既焊接到下部水平补强构件20上，又焊接到铅直补强构件20上，又由于焊接到铅直补强构件22上的第二连接槽钢26和第二连接槽钢26相对套筒28滑动配合之间的协同动作的关系，因而对下部水平补强构件20的任何下垂趋势都存在着强大的阻力。设置类似的装置，以类似的方式来阻止每个其它的水平补强构件20的下垂趋势。更具体地说，套筒28和第二连接槽钢26之间的滑动配合允许螺旋管形筒壁移动，例如由管14的各轴向管段的热膨胀所引起的这种移动。在第二连接槽钢26和套管28之间的这种滑动配合将是从下部水平补强构件20向上部水平补强构件20传递一个力而产生的，因而可防止任何这样的下垂趋势出现。
需要这种滑动作用的原因是，水平补强构件通过一个连接装置或镫形连接装置18连接到螺旋管形筒壁12上形成的，并且随着炉内液体变热，热炉体筒壁12也要承受变热增长。这和设置在处于环境温度下的两个水平补强构件水平20、20之间的铅直补强构件22的情况相反。因此，筒壁12和铅直补强构件22上产生的热膨胀不同。
本发明提供了现场安装的可调节性且简化了的结构。此外，铅直补强构件具有即作为结构构件又作为平衡构件的双重功能，这是非常有益的。
本发明为尽最大可能在工厂进行制造和尽量避免在现场进行制作创造了条件。由于第一连接槽钢24和下部水平补强构件20之间要进行现场焊接，所以要针对装配误差来考虑最大的现场可调节量。术语“装配误差”指的是组装问题，这些组装问题是因需要组装的个个零件的尺寸问题而产生的。同样，因为套筒28要现场焊接到下部水平补强构件20的腹板上，因此该设备具有针对装配误差的最大限度的现场可调节性。
铅直补强构件22有两个作用，其一是起铅直结构构件的作用，以承受来自炉内气体压力的压力负荷;其二是起水平补强构件稳定装置的作用，以允许水平补强构件从铅直补强构件承受较高的负荷。
本领域的技术人员应该认识到，本发明既可应用到螺旋管形筒壁，又可应用到铅直管形筒壁。虽然所示的本发明的自由滑动是在铅直补强构件22的上轴向端部实现的，但套筒28及其与第二连接槽钢26的滑动配合也可设在铅直补强构件28的下轴向端部。具体而言，滑动连接可在所有铅直补强构件22的所有上轴向端部或可在所有铅直补强构件22的所有下轴向端部上形成。
还可看出，在第二连接槽钢26和套筒28之间的平面接触能保证不会有过多的磨损，并且可以传递一相当大的作用力。
以上参照图示的优选实施例描述了本发明。对此设备所属领域中热练技术人员可望从中取得教益，做出其它的改变。这些改变都被认为是包含在本说明书所公开的范围内，本发明将由下述权利要求书进一步限定。
权利要求
1.一种产生蒸汽的设备，其包括一个筒壁；一个设置在第一高度的、细长的第一水平补强构件；用于连接所述第一水平补强构件至所述筒壁的第一装置；一个设置在比所述第一高度还高的一个高度的、细长的第二水平补强构件；用于连接所述第二水平补强构件至所述筒壁的第二装置；一个具有第一端部和第二端部的第一细长铅直补强构件；将所述第一细长铅直补强构件的一端固定到一个所述水平补强构件上的装置；将所述第一细长铅直补强构件的另一端连接到另一个水平补强构件上的装置，其中所述连接装置包括一个套筒，该套筒的尺寸和形状制成适于容纳自所述第一铅直补强构件的所述另一端伸出的装置，套筒与此装置之间为平面对平面的滑动配合，所述连接装置允许所述第一铅直补强构件和所述另一个水平补强构件之间有相对移动。
2.如权利要求1所述的设备，其中，从所述第一铅直补强构件伸出的所述装置是一第一连接槽钢。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述第一连接槽钢具有一主平面和对置的两侧翼缘，所述主平面分别焊接到所述铅直补强构件和所述第二水平补强构件上。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述第二连接槽钢有一主平面和对置的两侧翼缘，所述主平面相应地焊接到所述铅直补强构件上。
5.如权利要求4所述的设备，其中，将所述细长铅直补强构件的所述一端固定到一个所述水平补强构件上的所述装置包括一分别焊接到所述铅直补强构件和所述第二水平补强构件上的第一连接槽钢。
6.如权利要求5所述的设备，其中，所述设备进一步还包括一第二和一第三铅直补强构件，用于分别同所述第一和第二水平补强构件相结合。
全文摘要
一种产生蒸汽的设备，其包括一筒壁(12)，一处于第一高度的第一水平补强构件(20)，一第一连接装置(18)，用于将第一水平补强构件连接到筒壁上，一处于比第一高度还高的高度的第二水平补强构件(20)，一第二连接装置(18)，用于将第二水平补强构件连接到筒壁上，一第一铅直补强构件(22)，一将第一铅直补强构件的一端固定到一水平补强构件上的装置(24)，以及一将第一铅直补强构件的另一端连接到另一水平补强构件上的第二装置(26)。
文档编号F22B37/20GK1096090SQ9312151
公开日1994年12月7日 申请日期1993年12月29日 优先权日1992年12月29日
发明者R·G·佩恩 申请人:燃烧工程有限公司