用于支撑烟气管道的支撑梁装置的制作方法

要提出的解决方案涉及一种用于支撑烟气(fluegas，烟道气、废气)管道的支撑梁装置(arrangement，布置)。特别地，该支撑梁装置适于将烟气管道支撑到动力锅炉(powerboiler)的烟气管道的支撑框架上。支撑框架还可适于支撑动力锅炉，并且包括支撑梁和支柱(pillars，立柱)，以将烟气管道支撑到地面上。

背景技术：

动力锅炉系统，特别是cfb(循环流化床)和bfb(鼓泡流化床)设计的蒸汽锅炉，具有一个带有传热表面(heattransfersurface)的炉膛(furnace)，并且该炉膛用于燃烧例如常规燃料、生物质或城市固体废物。在炉膛中产生的热的烟气被输送到烟气管道，该烟气管道构成竖直对流通道，烟气通过该竖直对流通道流动(例如向下流动)。包括管束(banksoftubes，管组)并位于对流通道内的热交换器提供传热表面，该传热表面将来自烟气的热量传递到在管内流动的介质，该介质是蒸汽、水或空气。

对流通道的热交换器可以包括预热器(preheater)，例如适于冷却供给到动力锅炉的水循环系统的烟气和预热水的节热器(economiser)以及该节热器下游的空气加热器，以用于预热要被输送到炉膛中的燃烧空气(combustionair，助燃空气)。

文献ep2927581a1公开了一种动力蒸汽锅炉(powersteamboiler)，该动力蒸汽锅炉包括具有热交换器的烟气管道和具有用于支撑烟气管道的梁和柱的锅炉房(boilerhouse)(即，支撑框架)。

用于支撑烟气管道的支撑梁装置可以包括梁，该梁以延伸穿过烟气管道的方式暴露于热的烟气中。此外，支撑梁装置可以包括梁，例如彼此连接或相互叠放支撑的主(primary)梁、次(secondary)梁和第三级(tertiary)梁。因此，当例如梁的强度很关键(critical)，或者需要考虑支撑框架或烟气管道的总高度和结构时，必须优化在这种情况下使用的支撑梁的设计。

技术实现要素：

本文提出了一种根据本方案的用于支撑烟气管道的支撑梁装置。

在根据本方案的支撑梁装置中，烟气管道适于输送烟气，并且支撑梁装置适于将烟气管道支撑到烟气管道的支撑框架上。

支撑梁装置包括两个基本上水平的第一支撑梁，这两个第一支撑梁是基本上平行的并且位于烟气管道的两个相对侧上，第一支撑梁与烟气管道相隔一段距离，并且第一支撑梁包括连接到支撑框架的两个相对端部。

支撑梁装置还包括基本上水平的第二支撑梁，该第二支撑梁限定支撑到第一支撑梁上的两个相对端部。第二支撑梁延伸通过烟气管道，使得第二支撑梁暴露于烟气，并且烟气管道被支撑到第二支撑梁上。

在本方案中，第一支撑梁中的至少一个或每一个包括开口，第二支撑梁的两个相对端部中的一个被放置在该开口中而安置于(rest)第一支撑梁上，使得由烟气管道的重量产生的载荷被传递到第一支撑梁。

众所周知，支撑梁以使上支撑梁支撑在下支撑梁上的方式彼此叠放放置。本方案的支撑梁装置提供了降低支撑梁装置的总高度的有益效果，该支撑梁装置包括第一支撑梁和第二支撑梁。因此，当烟气管道和/或支撑框架的结构不允许热交换器被放置在支撑梁的高度水平(heightlevel)时，烟气管道中的连续的热交换器可以在竖直方向上彼此更靠近地放置。

此外，可以减小支撑框架和/或烟气管道的总高度，这在设计支撑框架和烟气管道所属的动力锅炉的布局时是有利的。

根据本方案的一个示例，支撑框架包括竖直支柱，并且第一支撑梁的每一个端部都连接到支柱中的一个，第一支撑梁通过这些支柱支撑到地面上。

在本方案的该示例中的支撑梁装置提供了进一步降低支撑梁、支撑框架和/或烟气管道的总高度的有益效果。

在该示例中，不需要水平的主支撑梁，其中这些主支撑梁连接到支柱，并且第一支撑梁的端部连接到这些主支撑梁，主支撑梁基本上垂直于第一支撑梁。由此，第二支撑梁被构造成从烟气管道延伸到支柱之间(的位置)，第一支撑梁在此处连接到支柱。

根据本方案的一个示例，第二支撑梁包括在烟气管道内延伸并限定第一梁高度的中间部分和在烟气管道(channel)的外部延伸的两个端部部分，端部部分中的至少一个或每一个限定第二梁高度。第二梁高度小于第一梁高度。

在本方案的该示例中的支撑梁装置提供了以下有益效果：通过增加梁高度提供了一种支撑梁，该支撑梁的设计考虑到烟气管道内普遍存在的(prevailing)高温(hotconditions)，其中支撑梁容易由于这些高温而增加弯曲。

包括具有不同梁高度的中间部分和(多个)端部部分的第二支撑梁所提供的另一个有益效果是，可以选择在端部部分上方放置另外的支撑梁(例如，中间支撑梁或加强筋(reinforcingbars))，这些支撑梁延伸到低于中间部分的高度。该示例进一步降低了支撑梁装置的总高度。当中间支撑梁和/或加强筋延伸到低于中间部分和/或第一支撑梁的高度时，提供了特别紧凑的结构。

根据本方案的一个示例，支撑梁装置包括开口中的滑动轴承。第二支撑梁的端部中的至少一个或每一个安置于滑动轴承中的一个上。滑动轴承支撑到第一支撑梁上。

第二支撑梁暴露于烟气管道中的热的烟气中，并且它们是针对高温而设计的，因此第二支撑梁经受热膨胀。热膨胀是支撑梁的长度响应于温度变化而变化的趋势。第一支撑梁和支撑框架是针对冷条件(coldconditions，低温)设计的，因此，为了允许第二支撑梁发生热膨胀，在第一支撑梁与第二支撑梁之间存在滑动轴承。

根据一个示例，支撑梁和支柱可以是i型梁、h型梁或箱形梁。优选地，支撑梁和支柱由钢制成。支撑梁和支柱可以例如通过轧制、焊接、铆接和/或挤压来制造。支撑梁可以通过焊接或螺栓连接到支柱上并彼此连接。

当结合说明性附图时，参考根据该方案的说明性实施例的以下详细描述，将更充分地理解所提出的方案。

附图说明

图1示意性地示出动力锅炉的示例，本方案可以应用在该动力锅炉的烟气管道中。

图2示意性地示出根据本方案的支撑梁装置的示例。

图3示意性地示出应用于支撑梁装置中的梁的示例。

图4示意性地示出图2的支撑梁装置的支撑梁的示例。

图5示意性地示出图4所示的支撑梁的细节。

图6示意性地示出图2的支撑梁装置。

图7示意性地示出图6的支撑梁装置的细节。

在本文中，引用具有以下标号和附图标记的附图：

10烟气管道

12烟气管道的壁

14支撑梁装置

16支撑框架

18第一支撑梁

20第二支撑梁

22第二支撑梁的端部

24开口

26上凸缘

28下凸缘

30腹板(web)

32第一支撑梁的顶面

34支柱

36第二支撑梁的中间部分

38第二支撑梁的端部部分

40第二支撑梁的外端部分

42中间部分的顶面

44端部部分的顶面

46中间支撑梁

48加强筋

50动力锅炉

52炉膛

54旋风分离器(cycloneseparator)

56上壁或下壁

58侧壁

60滑动轴承

62热交换器

具体实施方式

现在将参考附图中所示的示例。在可能的情况下，在整个附图中将使用相同或相应的附图标记来表示相同或相应的部分或特征。

这些附图旨在说明本方案的示例。因此，这些附图不是按比例绘制的，也不暗示系统部件的明确布局。

在图中，竖直方向由箭头z表示，两个正交的水平方向由箭头x和y表示。水平方向相对于竖直方向是正交的。

根据图1所示的示例，可以应用本方案的动力锅炉50至少包括炉膛52和用于输送烟气的烟气管道10，该烟气管道10包括竖直部分，烟气在该竖直部分中向下流动。在烟气管道10中有(多个)热交换器，热交换器可以包括预热器，例如适于冷却烟气和为供应给动力锅炉50的水循环系统的水进行预热的节热器，以及节热器下游的空气加热器。动力锅炉50还包括用于将炉膛52支撑到地面上的支撑框架16和用于将烟气管道支撑到支撑框架16上的支撑梁装置14。

优选地，动力锅炉50是cfb(循环流化床)或bfb(鼓泡流化床)设计的蒸汽锅炉。动力锅炉50可以包括与所讨论的设计相关但在附图中未示出的其它的设备。动力锅炉50还可以包括连接到炉膛52的旋风分离器54，以用于从来自炉膛52的烟气中分离固体颗粒。旋风分离器54可以支撑到支撑框架16上。

本方案涉及用于支撑烟气管道10的支撑梁装置14，该烟气管道适于输送烟气通过热交换器。支撑梁装置14适于将烟气管道10支撑到烟气管道10的支撑框架16上。

根据图2、图4和图6所示的示例，支撑梁装置14包括两个基本上水平的第一支撑梁18、限定两个相对端部22的基本上水平的第二支撑梁20以及每个第一支撑梁18中的开口24，该开口24对应于第二支撑梁20的端部22中的一个。

如图2的示例所示，支撑梁装置14可以以下面说明的原理适用的方式包括附加的第二支撑梁20和每个第一支撑梁18中的开口24。如图6所示，第一支撑梁18可以用两个连续的(successive)、短的第一支撑梁18代替，并由与连贯的(consecutive，连续的)第一支撑梁18连接的支柱34隔开。

两个基本上水平的第一支撑梁18是平行的，并位于烟气管道10的两个相对侧。第一支撑梁18与烟气管道10相隔一段距离，并且第一支撑梁18包括连接到支撑框架16的两个相对端部。

第二支撑梁20的两个相对端部22被支撑到第一支撑梁18，并且第二支撑梁20以使第二支撑梁20暴露于烟气中的方式延伸穿过烟气管道10。烟气管道10被支撑到第二支撑梁20上。

每个第一支撑梁18包括开口24，第二支撑梁20的两个相对端部22中的一个被放置在该开口24中而安置于第一支撑梁18上，使得烟气管道10的重量所产生的载荷被传递到第一支撑梁18。

根据图2中的示例，第一支撑梁18为i型梁或h型梁，其包括上凸缘26和下凸缘28，该上凸缘和该下凸缘是平行的、沿梁的纵向方向延伸并且通过沿纵向方向延伸的腹板30连接，如图3中的左边所示。

在i型梁或h型梁中，开口24可以形成到梁的腹板30，位于上凸缘26下方和下凸缘28上方。

根据另一个示例，第一支撑梁18为箱形梁，其具有相互附接并且沿纵向方向延伸的一个或多个壁。

根据一个示例，如图3的中间和右边所示，箱形梁包括上壁和下壁56，上壁和下壁是平行的、沿梁的纵向方向延伸并且由沿纵向方向延伸的两个或更多个侧壁58连接。

箱形梁可以通过将两个或更多个梁(例如i型梁、h型梁和/或u型梁)彼此附接来制造，使得上壁和下壁56分别由上凸缘26和下凸缘28形成，并且侧壁58由腹板30形成。箱形梁可以具有矩形截面或正方形截面。优选地，箱形梁提供具有至少一个中空单元(hollowcell)的中空结构。优选地，箱形梁提供至少一个闭合单元(closedcell)。

在箱形梁中，开口24可以形成到所有侧壁58或侧壁58中的至少一个，位于上壁56下方和下壁56上方。

因此，开口24可以穿过第一支撑梁18，使得开口24提供从第一支撑梁18的一侧到第一支撑梁18的另一侧的通道(access)。对于i型梁和h型梁而言尤其如此。

替代地，开口24可以穿过第一支撑梁18的至少一个侧壁58，使得开口24提供从第一支撑梁18的一侧到第一支撑梁18的内部的通道。替代地，开口24可以穿过第一支撑梁18的所有侧壁58，使得开口24提供从第一支撑梁18的一侧到第一支撑梁18的另一侧的通道。对于箱形梁而言尤其如此。

如图2和图4所示，支撑梁装置14还包括开口24中的滑动轴承60。第二支撑梁20的每个端部22安置于滑动轴承60中的一个上，并且这些滑动轴承60被支撑到第一支撑梁18上。因此，第二支撑梁20通过滑动轴承60支撑到第一支撑梁18上。滑动轴承60允许第二支撑梁20发生热膨胀，并且允许第二支撑梁20的每个端部22相对于第一支撑梁18沿基本上水平的方向(例如沿第二支撑梁20的纵向方向)移动。优选地，每个滑动轴承60在开口24中、沿竖直方向位于第一支撑梁18与第二支撑梁20的其中一个端部22之间。

参见图2，在开口24处或开口周围，第一支撑梁18可以具有加强件(stiffeners)，以加强第一支撑梁18来对抗变形。加强件可以是附接到例如腹板30、上凸缘26、下凸缘28、上壁56、下壁56和/或侧壁58的板或凸缘。

根据一个示例，在第一支撑梁18的一侧上，板或凸缘附接到第一支撑梁18，以覆盖、遮蔽或封闭第二支撑梁20的端部22以及放置在开口24中的滑动轴承60。

关于支撑框架16，根据图1、图2和图6所示的示例，支撑框架16包括竖直的支柱34，通过支柱将第一支撑梁18支撑到地面上。第一支撑梁18的每一个端部连接到支柱34中的一个。因此，由烟气管道10的重量所产生的载荷通过第一支撑梁18直接传递到支柱34。

根据一个替代性示例，支撑框架16包括(多个)竖直的支柱34和两个基本上水平的主支撑梁。主支撑梁是基本上平行的，并且每个主支撑梁包括连接到支柱34的两个相对端部，主支撑梁通过这些支柱支撑到地面上。在该示例中，第一支撑梁18的每个端部连接到主支撑梁中的一个。因此，由烟气管道10的重量产生的载荷没有直接通过第一支撑梁18传递到支柱34，而是通过主支撑梁传递到支柱34。

优选地，主支撑梁基本上垂直于第一支撑梁18。

根据一个示例，参见图2和图4，第一支撑梁18限定大致水平的顶面32。优选地，开口24和在开口24中的第二支撑梁20的端部22位于沿纵向以连续的方式延伸的顶面32下方。

顶面32可以由上面讨论的上凸缘26或上壁56形成。

关于第二支撑梁20，根据图4所示的示例，第二支撑梁20包括中间部分36和两个端部部分38，该中间部分在烟气管道10内水平延伸，每个端部部分38在烟气管道10的外部、于烟气管道10与其中一个第一支撑梁18之间水平地延伸。

参见图4，中间部分36和任一个或优选地两个端部部分38可以限定第二支撑梁20的阶梯形状。

此外，中间部分36可以限定基本上水平的顶面42，并且每个端部部分38可以限定基本上水平的顶面44。在一个示例中，第二支撑梁20具有阶梯形状，使得端部部分38的顶面44处于低于中间部分36的顶面42的高度。优选地，第二支撑梁20的端部部分38的顶面44处于相同高度。

阶梯形状能够以紧凑的方式在第二支撑梁20的端部部分38上方放置额外的支撑梁或加强梁、或者额外的支撑筋或加强筋，以提供具有降低的高度的结构。

替代地或附加地，关于上面讨论的阶梯形状，参见图5，中间部分36限定第一梁高度b1，并且每个端部部分38限定第二梁高度b2。第二梁高度b2小于第一梁高度b1，并且第二梁高度b2最多为第一梁高度b1的90％、80％或70％，或者最多为第一梁高度b1的60％。

此外，第二支撑梁20还可以包括两个外端部分40，每个外端部分40包括第二支撑梁20的端部22中的一个，并且在烟气管道10的外部、于烟气管道10与其中一个第一支撑梁18之间水平地延伸。

此外，关于上面讨论的阶梯形状，每个外端部分40限定第三梁高度b3。第三梁高度b3小于第二梁高度b2，并且第三梁高度b3最多为第二梁高度b2的90％、80％或70％，或者最多为第二梁高度b2的60％。

根据一个示例，第一支撑梁18的顶面32位于第一高度h1，第二支撑梁20的每个端部部分38的顶面44位于第二高度h2，第二高度h2小于第一高度h1。

高度的差异使得能够以紧凑的方式在第二支撑梁20的端部部分38上方放置额外的支撑梁或加强梁、或者额外的支撑筋或加强筋，以提供具有降低的高度的结构。

根据一个示例，附加地，第二支撑梁20中的中间部分36的顶面42处于第三高度h3，第二高度h2小于第三高度h3。

根据图7所示的示例，支撑梁装置14还包括基本上水平的中间支撑梁46，该中间支撑梁与第一支撑梁18基本上平行，并且与第二支撑梁20基本上垂直。中间支撑梁46直接或通过另一个支撑梁支撑到支撑框架16，例如支撑到支柱34。

在如图4所示的示例中，为了提供紧凑的结构，中间支撑梁46在竖直方向上位于第二支撑梁20中的其中一个端部部分38的顶面44上方。

根据图7所示的示例，支撑梁装置14还包括基本上水平的加强筋48，每个加强筋具有连接到其中一个第一支撑梁18的第一端部和连接到中间支撑梁46的相对的第二端部。

加强筋48可以与第一支撑梁18基本上垂直，和/或加强筋48相对于第一支撑梁18成倾斜角度延伸。

根据一个示例，为了提供紧凑的结构，加强筋48中的至少一些在竖直方向上位于第二支撑梁20的端部部分38的顶面44上方。

根据一个示例，为了提供具有降低的高度的紧凑结构，参见图4和图5，加强筋48附加地放置在低于第一支撑梁18的顶面32的高度。

如上所述，参见图1，可以应用本方案的动力锅炉50包括支撑梁装置14、烟气管道10和支撑框架16。

优选地，烟气管道10包括至少一个热交换器62，该热交换器例如构成节热器，并且包括管束且适于将热量从烟气传递到管束的管内流动的介质。优选地，烟气管道10沿竖直方向向下输送烟气。热交换器62支撑到烟气管道10，并且根据一个示例，还支撑到第二支撑梁20。支撑梁装置14可以位于热交换器62(例如节能器)下方。

上面提出的关于第二支撑梁20的示例中的原理适用于与上述第二支撑梁20平行并构成附加第二支撑梁20的任何附加支撑梁。第一支撑梁18以上述方式包括用于每个第二支撑梁20的开口24。根据一个示例，具有四个第二支撑梁20。

此外，根据一个示例，第一支撑梁18中的仅一个可以应用上述示例中的原理。此外，根据一个示例，仅第二支撑梁20的一个端部22可以应用上述示例中的原理。因此，上面提出的示例中的原理可以应用于烟气管道10的一侧，或者优选地应用于烟气管道的两侧，以提供紧凑的结构。

在适当的情况下，所述与如上示例相关的结构和元件也可以在上面提出的其它示例中使用。上面提出的关于支撑梁装置14的方案可以应用于第二支撑梁20的两个端部22。

应当理解，本方案的示例不限于在此公开的结构，而是扩展到相关领域的技术人员将认识到的其等同物。

还应当理解，这里使用的术语仅用于描述示例的目的，并不旨在限定。在整个说明书中引用的“一示例”或“一个示例”意味着与该示例相关的特征、结构或特性被包括在本方案的至少一个示例中。

如这里所使用的，为方便起见，多个项目或结构元素可以在共同列表中呈现。然而，这些列表应该被解释为如同(asthough)列表的每个成员都被单独标识为单独且唯一的成员。

在本说明书中，术语“基本上竖直”和“基本上水平”可以用术语“竖直”和“水平”代替。由于重力引起的加速度的方向被定义为“竖直方向”，“水平方向”限定垂直于竖直方向的方向。关于在本说明书中定义的取向，例如，参见“基本上竖直”、“基本上水平”、“基本上垂直”和“基本上平行”，在不偏离本方案的概念的情况下，并且在考虑生产公差和安装工作时，它们还包括相对于绝对竖直、水平、垂直和平行方向成一定角度的取向，由此这些角度覆盖了被认为是合理的角度范围。根据一个示例，角度范围涵盖-10°与 10°之间的角度，或者-5°与 5°之间的角度。

动词“包括”和“包含”在本文件中用作开放性限制，既不排除也不要求存在同样未列举的特征。此外，应该理解，除非特别提到，否则在整个文件中使用“一”或“一个”(即单数形式)并不排除复数。

虽然已经通过示例描述了该方案，但是应该理解，该方案不限于所公开的示例，而是旨在覆盖所附权利要求的范围内的各种组合或修改。