用于锅炉的支撑组件的制作方法

本文将要提出的解决方案涉及一种用于将锅炉的炉膛(furnace)支撑到锅炉的支撑框架的支撑组件。本文将要提出的解决方案还涉及一种锅炉厂(boilerplant)，所述锅炉厂包括锅炉、用于锅炉的支撑框架和支撑组件。

背景技术：

动力锅炉，特别是cfb(循环流化床)和bfb(鼓泡流化床)设计的蒸汽锅炉，可在底部、顶部或中部支撑。在具有底部支撑系统的锅炉中，锅炉的炉膛被视为借助支撑框架从底部被支撑的载荷(load)，该支撑框架是具有水平的支撑梁和竖直柱的钢结构。在具有顶部支撑系统的锅炉中，炉膛被视为从顶部被支撑并悬挂在支撑框架的水平的支撑梁上的载荷。在具有中部支撑系统的锅炉中，炉膛被视为借助支撑框架从炉膛的中点支撑的载荷。

中部支撑系统比顶部支撑系统更廉价，并且在锅炉的顶部部分比具有底部支撑系统的锅炉发生更少的热膨胀，在具有底部支撑系统的锅炉中密封可能因热膨胀而成为问题。

将炉膛附接到中部支撑系统的支撑框架可引起炉膛的壁的挠曲(deflection，偏转)，这是由于支架和将壁连接到支撑框架(例如，连接到支撑框架的支撑梁)的其他支撑组件的装载。作为补救措施，需要加强梁来支撑壁并减小壁挠曲。因此，应该特别注意由炉膛自身的重量引起的在支撑组件处的弯矩(bendingmoment)。

技术实现要素：

在权利要求1和权利要求2中提出根据本解决方案的用于将锅炉的炉膛支撑到锅炉的支撑框架的支撑组件。在权利要求16中提出包括锅炉、用于锅炉的支撑框架和根据本解决方案的上述支撑组件的锅炉厂。

在根据本解决方案的支撑组件中，炉膛包括四个竖直的、平坦的水管壁，水管壁接合在一起并且在水平平面中限定具有四个角部的矩形截面，水管壁中的两个在每个角部中接合，四个角部包括第一角部，相互交叉(transverse，横向、垂直)的第一水管壁和第二水管壁在第一角部处接合。

锅炉还包括至少一个竖直延伸的管道，该管道用于输送水和/或蒸汽并且位于炉膛的外部，管道靠近第一角部。支撑框架还包括至少两个水平的支撑梁，上述支撑梁与水管壁分开并包括相互交叉的第一支撑梁和第二支撑梁。

在解决方案中，靠近第一角部的支撑组件包括第一组件部分和第二组件部分。第一组件部分将管道附接到第一支撑梁，或附接到第三支撑梁，该第三支撑梁被支撑到第一支撑梁或第二支撑梁，其中，第一组件部分在第一支撑梁或第三支撑梁处限定第一支撑点，在第一支撑点处由管道和附接到管道的炉膛的重量产生的载荷被传递到第一支撑梁或第三支撑梁。第二组件部分将同一管道附接到第二支撑梁，或附接到第四支撑梁，该第四支撑梁被支撑到第二支撑梁，其中，第二组件部分在第二支撑梁或第四支撑梁处限定第二支撑点，在该第二支撑点处由管道和附接到管道的炉膛的重量产生的载荷被传递到第二支撑梁或第四支撑梁。支撑组件相对于第一支撑梁和第二支撑梁倾斜。

可选地，支撑框架还包括连接支撑梁，该连接支撑梁与水管壁分开，并包括：第一端，该第一端附接到第一支撑梁或附接到第三支撑梁，该第三支撑梁被支撑到第一支撑梁或第二支撑梁；以及第二端，该第二端附接到第二支撑梁或附接到第四支撑梁，该第四支撑梁被支撑到第二支撑梁。

在解决方案的上述替代方案中，第一组件部分将管道附接到连接支撑梁，其中第一组件部分在连接支撑梁处限定第一支撑点，在第一支撑点处由管道和附接到管道的炉膛的重量产生的载荷被传递到连接支撑梁。第二组件部分将同一管道附接到连接支撑梁，其中第二组件部分在连接支撑梁处限定第二支撑点，在第二支撑点处由管道和附接到管道的炉膛的重量产生的载荷被传递到连接支撑梁。连接支撑梁相对于第一支撑梁和第二支撑梁倾斜。

根据本解决方案的锅炉厂包括如上所述的锅炉、用于锅炉的支撑框架和支撑组件。

本解决方案的支撑组件提供了减小管道承受的弯矩的益处，此外，还提供了避免由管道和附接到管道的炉膛的重量产生的载荷所引起的挠曲的益处。

上述益处通过具有两个而不是一个支撑点而实现，上述两个支撑点提供两个支撑力或两个支撑合力，而两个支撑力或两个支撑合力产生在管道的位置处部分地或完全地相互抵消的弯矩。

当结合说明性附图时，通过参照下面根据本解决方案的说明性实施例的详细描述，将更加全面地理解本解决方案。

附图说明

图1以简化方式示意性示出了锅炉厂、锅炉和支撑框架的侧视图，在其中应用了本解决方案。

图2以简化方式示意性示出了图1的锅炉厂、锅炉和支撑框架的局部俯视图。

图3示意性示出了图2的局部俯视图并且在详细视图中示意性示出了根据本解决方案的实施例的锅炉的炉膛的一个角部。

图4在详细视图中示意性示出了图3的角部。

图5在详细视图中示意性示出了根据本解决方案的另一实施例的图3的锅炉的炉膛的一个角部。

图6在详细视图中示意性示出了根据本解决方案的又一实施例的图3的锅炉的炉膛的一个角部。

图7以简化方式示意性示出了应用在根据本解决方案的实施例的锅炉厂、锅炉和支撑框架中(例如在图1、图2、图3、图4和图6中示出的锅炉厂、锅炉和支撑框架中)的示例支撑组件(特别是可调节吊杆)的侧视图。

图8在详细视图中示意性示出了根据本解决方案的附加实施例的图6的锅炉的炉膛的角部。

图9在详细视图中示意性示出了根据本解决方案的附加实施例的图2和图3的锅炉的炉膛的角部。

图10在详细视图中示意性示出了根据本解决方案的另一实施例的图6的锅炉的炉膛的角部。

图11在详细视图中示意性示出了根据本解决方案的另一实施例的图2和图3的锅炉的炉膛的角部。

具体实施方式

在图中，竖直方向由箭头z表示，并且两个正交、水平的方向由箭头x和y表示。两个水平方向与竖直方向正交。

根据本解决方案的实施例的图1和图2中的锅炉厂至少包括具有炉膛22的锅炉10、用于将锅炉10支撑到地面的支撑框架12和用于将炉膛22支撑到支撑框架12的一个或多个支撑组件40。

支撑框架12包括若干水平的支撑梁16、26、28、30、32、42，炉膛22附接到上述水平的支撑梁16、26、28、30、32、42，和/或上述水平的支撑梁16、26、28、30、32、42支撑炉膛22，使得炉膛22支撑到地面。一些支撑梁可相互支撑。支撑梁通过支撑框架12的竖直柱14支撑到地面。

优选地，锅炉10是cfb(循环流化床)或bfb(鼓泡流化床)设计的蒸汽锅炉。锅炉10还可包括与所讨论的设计有关但未在附图中示出的其他装置，例如锅炉和蒸汽循环系统、烟气通道、过热器、节热器、后通路和飞灰收集系统。

锅炉10还可包括连接到炉膛22的旋风分离器24，用于从来自炉膛22的烟气中分离固体颗粒。旋风分离器24例如通过一个或多个支撑组件(例如，支撑腿70)支撑到支撑框架12。

如图1所示，锅炉10可以以如下方式中部支撑：炉膛22比上述支撑梁中的至少一些(例如支撑梁30、32和附接到竖直柱14的支撑梁16)在竖直方向上更高且更低地延伸。可选地，炉膛22大部分延伸高于上述支撑梁，或者在竖直方向上完全位于支撑梁上方，在这种情况下，可认为锅炉10是底部支撑的，并且炉膛22从下面被支撑。

具有中部支撑的锅炉10的益处是旋风分离器24可以以如下方式支撑到支撑框架12：旋风分离器24延伸高于上述支撑梁中的至少一些(例如，支撑梁16)。现在旋风分离器24可从下方被例如支撑梁16支撑。

如图2和图3所示，炉膛22包括四个竖直的、平坦的水管壁72、74、76、78，水管壁72、74、76、78接合在一起，使得在水平平面中，特别在上述支撑梁的高度处，它们限定具有四个角部的矩形截面。两个交叉(transversal)的水管壁在每个角部处接合。将角部中的一个表示为第一角部。仅作为示例，第一水管壁78和第二水管壁76可以在图3的详细视图中示出的第一角部处接合。

例如，每个水管壁由借助焊接接头彼此附接的水管制成。待蒸发成蒸汽的水在水管内部输送。例如，水管壁72、74、76、78借助焊接接头彼此附接。

锅炉10包括管道18，该管道竖直延伸并位于第一角部附近、至少位于上述支撑梁的高度处。管道18位于炉膛22外部。

锅炉10可包括类似于管道18、靠近一个或多个角部(优选地，靠近四个角部中的每个)的其他管道。在支撑炉膛22方面，其他管道可采用与管道18相同的原理。

优选地，管道18的横截面面积大于水管壁中的水管的横截面面积。优选地，管道18在水平平面中具有圆形的截面。

优选地，管道18位于由水管壁76、78的竖直平面限定的水平假想线中的至少一个之外。

管道18用于输送水和/或蒸汽。优选地，管道18是用于向下输送水的下水管。

根据示例和图1，锅炉10可包括位于水管壁76、78下方的至少一个下集管(header)20。下集管20将在水管壁中循环的水供应到水管壁76、78中的至少一个。根据示例和图1，存在位于相对的水管壁74、78下方的两个集管20。管道18附接到下集管20，以用于将水供应到下集管20。因此，炉膛22由管道18和至少一个下集管20支撑。

优选地，管道18附接到炉膛22。根据示例和图1，管道18可借助竖直延伸的焊接接头80、82附接到第一角部。因此，炉膛22通过(例如)焊接接头80、82支撑到管道18。在本示例中，炉膛22可通过上面所述的下集管20附加地支撑到管道18。

如图1和图2的示例所示，支撑框架12包括至少两个但优选地四个水平的支撑梁26、28、30、32，在水平平面中上述水平的支撑梁26、28、30、32可限定矩形空间，炉膛22、四个水管壁72、74、76、78和至少一个水管道18位于该矩形空间内部。优选地，在该矩形空间内部存在四个管道18。支撑梁26、28、30、32与水管壁72、74、76、78分开。

可限定矩形空间的相邻支撑梁(例如，第一支撑梁32和第二支撑梁30)相互交叉。优选地，相邻支撑梁基本上相对于彼此垂直。

优选地，支撑梁26、28、30、32与最靠近它的水管壁72、74、76、78基本上平行。例如，第一支撑梁32与第一水管壁78平行，第二支撑梁30与第二水管壁76平行。

可选地，并且在图2的示例中，支撑梁16、42可取代支撑梁26、32。可选地，支撑梁26、32可附接到支撑梁16、42，和/或支撑梁28、30可通过支撑梁26、32支撑到支撑梁16、42。在图2的示例中，支撑梁26、32通过支撑梁28、30支撑到支撑梁16、42。两个或更多个支撑梁16、26、28、30、32、42可以以它们位于相同高度或不同高度的方式彼此附接。

根据本解决方案，锅炉10的炉膛22通过至少一个支撑组件34、36、38、40支撑到支撑框架12。例如，支撑组件位于如图2、图3、图4、图5和图6所示的第一角部处。优选地，根据本解决方案存在至少四个支撑组件，每个支撑组件位于炉膛22的每个角部处。在支撑其他管道18方面，其他支撑组件34、36、38可以以与第一支撑组件40相同的方式应用部件和原理。

根据图3和本解决方案的示例，支撑组件40包括将管道18附接到第一支撑梁32的第一组件部分56。因此，第一管道18通过第一组件部分56支撑到支撑框架12。此外，支撑组件40包括将同一管道18附接到第二支撑梁30的第二组件部分58。因此，第一管道18通过第二组件部分58支撑到支撑框架12。

因此，具有两个组件部分56、58的支撑组件40提供了以下益处；减小了管道18所经受的弯矩，此外，避免了由管道18和附接到管道18的炉膛22的重量产生的载荷所引起的挠曲。在图1和图2的示例中，管道18附接到第一角部，在这种情况下实现了壁挠曲的减小。

上述益处是通过具有两个而不是一个支撑点而实现的，上述两个支撑点提供两个支撑力或两个支撑合力，而两个支撑力或两个支撑合力产生在管道18的位置处部分地或完全地相互抵消的弯矩。每个组件部分56、58限定一个支撑点52、54，上述载荷经由该支撑点52、54传递到第一支撑梁32或第二支撑梁30。

根据示例和图2，两个支撑点52、54位于相互邻近并相互交叉的不同支撑梁30、32处。

根据示例和图6，支撑框架12可在一个或多个角部处包括附接到两个相邻的支撑梁16、26、28、30、32、42的连接支撑梁84。连接支撑梁84优选地是水平的并连接两个相邻的支撑梁。因此，在水平平面中，连接支撑梁84的位置相对于两个支撑梁和炉膛22的水管壁倾斜。例如，连接支撑梁84附接到第一支撑梁32和第二支撑梁30。连接支撑梁84可包括附接到支撑梁(例如，第一支撑梁32)的第一端和附接到相邻的支撑梁(例如，第二支撑梁30)的第二端。

在上面的示例中，每个组件部分56、58以如下方式限定支撑点52、54：上述载荷首先传递到连接支撑梁84并且随后经由它传递到第一支撑梁32和第二支撑梁30。根据本示例，两个支撑点52、54位于连接支撑梁84处。

根据示例并且如图2、图3、图4、图5和图6所示，在沿着平行于第一支撑梁32的纵向方向62的方向观察时，第一支撑点52比管道18更远离第二支撑梁30。此外，在沿着平行于第二支撑梁30的纵向方向64的方向观察时，第二支撑点54比同一管道18更远离第一支撑梁32。因此，在水平平面中，支撑组件40的位置相对于支撑梁30、32和水管壁76、78倾斜。这提供了具有紧凑支撑组件的益处。

根据示例并且如图6所示，支撑点52、54在水平平面中，优选地，在距支撑梁30、32一定距离处。

根据第一示例并且如图2、图3、图4、图5和图6所示，第一支撑点52和第二支撑点54和管道18以如下方式在水平平面中定位：经由第一支撑点52和第二支撑点54延伸的假想直线60(见图4)也穿过管道18。这实现了弯矩相互抵消。

根据第二示例，管道18可具有一截面，其在水平平面中是圆形的且限定中心。第一假想直线被限定为经由该中心和第一支撑点52水平地延伸。第二假想直线被限定为经由该中心和第二支撑点54水平地延伸。根据本示例，第一假想直线与第二假想直线之间的角度差小于35度或优选地小于25度或最优选地小于15度。在图2、图3、图4、图5和图6中示出的示例中，为了改进弯矩的抵消，该角度差基本上为0度。

根据第三示例并且如图2、图3、图4、图5和图6所示，管道18可具有一截面，其在水平平面中是圆形的且限定中心。将第一距离限定为该中心与第一支撑点52之间的水平距离，并且将第二距离限定为相同的中心与第二支撑点54之间的水平距离。根据本示例，第一距离基本上等于第二距离。这提供了抵消弯矩的益处，特别是在与上面提及的第一示例和/或第二示例一起应用时。

根据第四示例并且如图2、图3、图4、图5和图6所示，第一支撑点52和第二支撑点54在水平平面中位于管道18的相对两侧上。这可实现弯矩相互抵消。

可同时应用上面提出的四个示例中的一个或多个。

根据示例和图7，并且如图2、图3、图5和图6所应用的，第一组件部分56可包括将管道18悬挂在第一支撑梁32上的第一悬挂装置66(见图7)。此外，第二组件部分58可包括将同一管道18悬挂在第二支撑梁30上的第二悬挂装置68(见图7)。在图6的示例中，连接支撑梁84取代了第一支撑梁32和第二支撑梁30。第一悬挂装置66和第二悬挂装置68分别提供第一支撑点52和第二支撑点54。第一组件部分56或第二组件部分58，或两者，可包括附接到管道18的支架，用于将管道18附接到第一悬挂装置66或第二悬挂装置68。

根据本解决方案的示例并根据图7，第一悬挂装置66或第二悬挂装置68，或两者，是可调节吊杆。在可调节吊杆的情况下，第一和第二接触点52、54可与经由可调节吊杆延伸的假想竖直线重合。优选地，接触点52、54位于第一支撑梁32或第二支撑梁30上。可选地并且在图6的示例中，接触点52、54位于连接支撑梁84上。

在图8和图10中，示出了对图6所示示例的补充示例，在图9和图11中，示出了对图2和图3所示示例的补充示例。在示例中，支撑框架12可在一个或多个角部处包括支撑到另一支撑梁16、26、28、30、32、42的额外支撑梁86、88。支撑梁86、88优选是水平的，优选与水管壁72、74、76、78分开，或者可以在支撑梁16、26、28、30、32、42处形成悬臂梁。支撑梁86、88可以放置在支撑梁16、26、28、30、32、42上或上述支撑梁下或与上述支撑梁相同的水平线上。优选地，存在一个或两个或更多个额外的支撑梁86、88。

在图10和图11的示例中，额外的第三支撑梁88支撑到第二支撑梁30。可选地，第三支撑梁88支撑到第一支撑梁32，如虚线所示。额外的支撑梁86、88可以例如附接到相应的支撑梁30、32以用于提供支撑。

在图8、图9、图10和图11的示例中，额外的第四支撑梁86支撑到第二支撑梁30。

关于支撑梁、管道18、第一悬挂装置66和第二悬挂装置68、支撑组件40、连接支撑梁84、组件部分56、58以及支撑点52、54的结构，图8、图9、图10和图11中的示例可以应用已在本说明书中解释的并且关于图6中以及图2和图3中的示例的原理。

在图8和图10的示例中，连接支撑梁84的第一端附接到第三支撑梁88(见图10)或附接到第一支撑梁32(见图8)，第二端附接到相邻的支撑梁，例如第四支撑梁86。

在图10中，当第三支撑梁88被支撑到第一支撑梁32而不是被支撑到第二支撑梁30时，该第三支撑梁被示出为标有虚线的选项，该虚线表示声称的位置。在图8中，第三支撑梁88未使用。

根据示例，第三支撑梁88和第四支撑梁86两者都在使用中，并且连接支撑梁84的每一端附接到第三支撑梁88或第四支撑梁86，如上文关于图10所述。

在上述示例中以及在图8和图10中，每个组件部分56、58以如下方式限定支撑点52、54，即，上述载荷首先传递到连接支撑梁84，随后经由该连接支撑梁，并且经由第四支撑梁86和/或第三支撑梁88传递到第一支撑梁32和第二支撑梁30。在图8中，第三支撑梁88未使用，并且上述载荷经由连接支撑梁84直接传递到第一支撑梁32。根据示例，两个支撑点52、54位于连接支撑梁84处，参见图8和图10。

在上述示例中以及在图9和图11中，每个组件部分56、58限定支撑点52、54，上述载荷经由该支撑点首先传递到第四支撑梁86和/或第三支撑梁88，随后经由第四支撑梁86和/或第三支撑梁88传递到第一支撑梁32和第二支撑梁30。在图9中，第三支撑梁88未使用并且上述载荷经由第一支撑点52直接传递到第一支撑梁32。根据示例，第一支撑点52位于第一支撑梁32(见图9)或第三支撑梁88(见图11)处，第二支撑点54位于第四支撑梁86处，见图9和图11。

在上述示例中，第三支撑梁88和/或第四支撑梁86的使用带来了在炉膛22与第一支撑梁32和/或第二支撑梁30之间提供更多空间的益处。

在图8、图9、图10和图11的示例中，当第四支撑梁86支撑到第二支撑梁30时，第四支撑梁86和第二支撑梁30可相互交叉。在这种情况下，第四支撑梁86可与第一支撑梁32平行。额外地，在图10和图11的示例中，当第三支撑梁88支撑到第二支撑梁30时，第三支撑梁88和第二支撑梁30可相互交叉。在这种情况下，第三支撑梁88可与第一支撑梁32平行。可选地，如图10和图11的示例中的虚线所示，当第三支撑梁88支撑到第一支撑梁32时，第三支撑梁88和第一支撑梁32可相互交叉。因此，在图10和图11的示例中，第三支撑梁88和第四支撑梁86可相互交叉或平行。

在图8、图9、图10和图11的示例中，当沿与第二支撑梁30的纵向方向64平行的方向观察时，第四支撑梁86可在距第一支撑梁32和第三支撑梁88一定距离处。优选地，在图10和图11中，当沿与第二支撑梁30的纵向方向64平行的方向观察时，第三支撑梁88在距第一支撑梁32一定距离处。因此，当沿上述方向观察时，管道18可位于第一支撑梁32与第四支撑梁86之间，或者位于第三支撑梁88与第四支撑梁86之间。

在图8、图9、图10和图11的示例中，当沿与第一支撑梁32的纵向方向62平行的方向观察时，第四支撑梁86可比第二支撑梁30更靠近水管壁76延伸。优选地，在图10和图11的示例中，当沿与第一支撑梁32的纵向方向62平行的方向观察时，第三支撑梁88比第四支撑梁86更加远离第二支撑梁30延伸。在虚线所示的示例中，当沿与第二支撑梁30的纵向方向64平行的方向观察时，第三支撑梁88可比第一支撑梁32更靠近水管壁78延伸。

可选地，根据示例并且如图5所示，第一组件部分56或第二组件部分58，或两者，可包括由第一支撑梁32或第二支撑梁30支撑的支撑腿70。在支撑腿70的情况下，第一或第二接触点52、54可位于支撑腿70下面的第一支撑梁32或第二支撑梁30上。第一组件部分56或第二组件部分58，或两者，可包括附接到管18的支架，用于将管道18附接到支撑腿70。

上面提出的示例中关于第三支撑梁88和第四支撑梁86的结构、位置和定位，以及第三和第四支撑梁30、32的结构、位置和定位，同样适用于图5的示例。每个支撑腿70由第一支撑梁32或第二支撑梁30支撑，或者由图8、图9、图10或图11所示的第三支撑梁88或第四支撑梁86支撑。因此，第一接触点或第二接触点52、54可以位于第三支撑梁88或第四支撑梁86上，在支撑腿70下方。优选地，不使用第三支撑梁88，使用第四支撑梁86。

结合上面的示例描述的功能和元件还可在适当的情况下用在上面提出的其他示例中。特别地，应该注意的是，上面的示例可应用于锅炉10的炉膛22的全部四个角部中。上面提出的关于支撑组件的解决方案可应用于四个角部。

尽管已经以示例的方式描述了本发明，但应理解的是，本解决方案不限于所公开的示例，而旨在覆盖所附权利要求的范围内的各种组合或修改。