用于锅炉再热器的管道固定组件
技术领域
本实用新型锅炉装置技术领域，具体涉及一种用于锅炉再热器的管道固定组件。
背景技术
过热器和再热器是电站锅炉重要部件，锅炉工质总吸热量有一半以上由其吸收。过热器和再热器由多根钢管平行布置组成管组或管排结构以利于热量的吸收。为保证过热器、再热器管排受热均匀和稳定，满足管排间的设计间距要求，需要安装定位结构，以防止受热面管排在运行过程中因受热而发生变形和节距改变。
目前常采用两种方式对过热器、再热器管排进行定位，一般采用管夹定位，即采用带型或弯型板对管排进行机械式定位，但该种方式会影响管夹部位受热面管传热，降低锅炉受热面传热效率。
超临界直流炉末级再热器管屏共70片，每片由11根管组成，呈W形顺流布置在炉膛出口水平烟道。自内而外依次为一号管至十一号管，一号管由于高度较低故未在图中示出，W形末级再热器管屏中间上弯部位三号和四号管引出顶棚管，对管屏起到悬吊作用，为此在W形中间上弯部位除三、四号管之间没有固定件，其余相邻管子两两之间均设置了固定件焊接连接。
在实际生产中，机组末级再热器管屏交叉管固定件部位先后多次拉裂泄漏，原始泄漏点都在四号管部位，而原始泄漏点所处管屏位置以及进、出口端并无明显规律性。超临界直流炉末级再热器中间吊点处四号管的固定件焊缝频繁发生拉裂泄漏，主要原因是由于W形末级再热器管屏中间上弯部位靠引出顶棚的三号和四号管承重，因此该处管屏之间的固定件焊缝起到重要的连接和承载作用，由于三、四号管之间没有设置固定件焊接连接，即三、四号管各自单独承载，三号管主要分担的是一至三号管共3根管子的重量，而四号管则需承担四至十一号管共8根管子的重量。此外，三、四号管为悬挂管，分别通过两只S形弯管从两侧绕过本屏其他管子引出顶棚对管屏起到悬吊作用，必然对固定件连接焊缝端部产生一定的附加弯矩和扭转应力，从而导致固定件焊缝两端应力集中程度加剧，造成该部位早期失效。对交叉管固定件进行受力分配计算，由第4根开始，外圈受力逐级递减，认为第4根承受100％载荷，则其他部分分别为75％、50％、30％、13％、7％、4％。
试用更换壁厚加厚管的方案，增加管子的承载能力。结果壁厚增加1mm对工质的流动性能影响可忽略不计。但是增加壁厚的管子不属于常用规格管道，无现货，需专门定制，会造成成本的增加。而且还会由于管壁增厚将使通流面积减小，且改造周期和成本巨大。
试用增加悬吊点的方案，则会出现由于顶棚上部空间狭小，且改造需要改变顶棚结构以及增加悬吊钢梁，改造工程量和成本大，周期长的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种用于锅炉再热器的管道固定组件，无需改用壁厚管，无需改造顶棚结构及增加悬吊钢梁，节省成本且切实可行。
为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：
一种用于锅炉再热器的管道固定组件，所述锅炉末级再热器包括多根U形换热管、两个悬挂管、固定件和定位套件，所有所述换热管依次间隔排列，两根所述悬挂管相邻设置，所述悬挂管排设于换热管中，所述悬挂管的上部采用S形弯管并向上延伸，所述换热管两臂的下部采用弯管并向下延伸；相邻所述换热管之间以及换热管与悬挂管之间设有至少一个固定件；所述换热管呈倒U型排布，形成两个管排，每个管排设有定位套件，所述定位套件与横向布设的换热管固定连接。
作为上述技术方案的进一步改进为：
上述方案中，优选地，所述定位套件设有卡紧件和定位板，所述卡紧件设有多个，所述定位板设有三件，每根换热管固定于相应卡紧件与定位板围设的槽中。
上述方案中，优选地，所述卡紧件为U型，所述卡紧件两端设有外螺纹，所述定位板设有相应的腰型槽，所述卡紧件的两端穿过腰型槽通过螺母固定。
上述方案中，优选地，所述螺母与卡紧件螺接，所述螺母与定位板之间焊接。
上述方案中，优选地，所述卡紧件为圆钢。
上述方案中，优选地，所有所述换热管中至少有三件设有限位定位板的托块。
上述方案中，优选地，三件所述定位板间隔排列，第一件定位板、第三件定位板分别与管排两端的至少两根换热管固定连接，第二件定位板与管排中部多根换热管连接，至少一根换热管第一件定位板和第二件定位板连接，至少一根换热管与第二件定位板和第三件定位板连接，所述第一件定位板、第三件定位板与第二件定位板错位布设。
上述方案中，优选地，两根所述换热管之间焊接至少一个固定件，所述悬挂管与相邻的换热管之间焊接至少一个固定件，所述固定件位于换热管的直管段。
上述方案中，优选地，位于相邻换热管之间布设的两个或两个以上的固定件间隔设置。
本实用新型提供的一种用于锅炉再热器的管道固定组件，与现有技术相比有以下优点：
本实用新型的用于锅炉再热器的管道固定组件，通过多个固定件的固定，提高了悬挂管对换热管的提拉固定作用，减小单个固定件所承载的力，加强了固定效果，避免固定件焊缝两端应力集中而导致的焊缝撕裂现象。
本实用新型的用于锅炉再热器的管道固定组件，通过定位套件固定换热管，换热管在定位套件的槽中，使换热管间的膨胀差能够得到释放，换热管在槽中能够调整性的径向移动，消除了产生应力的各种因素，保证了换热管不会产生裂纹，不会发生爆管事故，能够确保末级换热器正常运行。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中E部的局部放大图。
图3为固定件的焊接结构示意图。
图4为本实用新型定位套件的结构示意图。
图5为图4的左视结构示意图。
图中标号说明：
1、换热管；2、悬挂管；3、固定件；4、定位板；5、卡紧件；6、托块；②、二号管；③、三号管；④、四号管；⑤、五号管；⑥、六号管；⑦、七号管；⑧、八号管；⑨、九号管；⑩、十号管。
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
图1至图5示出了本实用新型用于锅炉再热器的管道固定组件的一种实施方式，锅炉末级再热器包括多根U形换热管1、两个悬挂管2、固定件3和定位套件。末级再热器管屏共70片，每片由内向外依次排列的一至十一号管，如图1所示共11根管子(一号管未在图中示出)，各管呈U形弯管状，各弯管两臂间距依次增大，两臂间距小的弯管位于间距大的弯管的两臂之间，各弯管依次间隔排列，整体呈W形布设在炉膛出口水平烟道。W形末级再热器管屏中间的三号管和四号管分别作为第二悬挂管和第一悬挂管，两根悬挂管2分别通过两只S形弯管从两侧绕过本屏的顶棚管引出顶棚对管屏起到悬吊作用。换热管1的两臂的下部采用弯管并向下延伸。
本实施例中，换热管1呈倒U型排布，形成两个管排，定位套件与换热管1固定连接。定位套件设有卡紧件5和定位板4，卡紧件5设有多个，定位板4设有三件，每根换热管1固定于相应卡紧件5与定位板4围设的槽中。
本实施例中，三件定位板4间隔排列，第一件定位板、第三件定位板分别与管排两端的三根换热管1固定连接，第二件定位板与管排中部四根换热管1连接，至少一根换热管1第一件定位板和第二件定位板连接，至少一根换热管1与第二件定位板和第三件定位板连接，所述第一件定位板、第三件定位板与第二件定位板错位布设。即第一件定位板与九、十、十一号管连接，第三件定位板与四、五、六号管连接，第二件定位板与六、七、八、九号管连接。
本实施例中，卡紧件5为U型，所述卡紧件5两端设有外螺纹，所述定位板4设有相应的腰型槽。卡紧件5将换热管1卡紧后，卡紧件5的两端穿过腰型槽通过螺母固定，螺母与卡紧件5螺接后，螺母与定位板4之间焊接。卡紧件5采用圆钢制作。
本实施例中，所有所述换热管1中至少有三件设有限位定位板4的托块6。
本实施例中，两根所述换热管1之间焊接至少一个固定件3，所述悬挂管2与相邻的换热管1之间焊接至少一个固定件3，所述固定件3位于换热管1的直管段。固定件3规格为φ10，L＝100mm，材料为0Cr25Ni20。
在W形末级再热器管屏中，二、三号管之间、四、五号管之间以及相邻的换热管1之间焊接有第一固定件，所有第一固定件位于同一高度。
四、五号管之间，五、六号管之间，六、七号管之间，七、八号管之间还设有第二固定件。四、五号管之间的第二固定件位于四、五号管之间的第一固定件下100mm处，其余第二固定件位于第一固定件上方100mm处。固定件3与两边的管子焊接固定。
四号管需承担四至十一号管共8根管子的重量，而且由于四号管作为悬挂管2通过S形弯管从两侧绕过本屏的顶棚管引出顶棚，必然对第一固定件连接焊缝端部产生的附加弯矩和扭转应力。因此，需要在四号管与五号管之间设置一个第二固定件来增强连接效果，通过第一固定件和第二固定件两个固定件3连接两个管，使得单个焊缝所承载的力减小。四号管通过S形弯管从两侧绕过本屏的顶棚管引出顶棚对管屏起到悬吊作用，考虑四号管上部弯管的影响，在实际生产中，四号管和五号管之间的第一固定件距离四号管上部弯管的距离较近，如果四号管和五号管之间的第二固定件设置在此两管之间的第一固定件上方，则第二固定件与上部弯管的距离可能不符合设计要求，因而四号管与五号管之间的第二固定件设置在第一固定件下方。通过设置两个固定件3可有效增加该部位的承载能力，同时提高该部位承受扭矩能力，从而避免焊缝撕裂。
在其他实施例中，所有的第二固定件也可均位于其所在两管间的第一固定件下方并采取间隔设置。但由于管屏高度较高，为了使管相互之间的受力更好，第二固定件应以安装在第一固定件上方为最优。
由于四至十一号管连在一起，因此六至十一号管的力作用在五号管上，为了避免五号管与六号管之间只设置一个第一固定件而造成其焊缝撕裂，在五号管和六号管之间再设置一个第二固定件与两个管焊接。同理，在六号管和七号管之间、七号管和八号管之间也设置一个第二固定件。这样，五至七号管其所受的其他管的作用力由第一固定件和第二固定件两个固定件3承受，因此，减小了焊缝的单位承载能力，提高了牢固度。
在本实施例中，由于三号管分担的是一至三号管共3根管子的重量，而四号管则需承担四至十一号管共8根管子的重量，作为第二悬挂管的三号管承受的重量较小，一个固定件可满足受力要求，故在三号管与二号管之间只设置一个第一固定件。在其他实施例中，若第二悬挂管所受力较大，也可以在第二悬挂管与相邻换热管之间间隔设置一个第一固定件和一个第二固定件。
第二固定件与其两侧的管之间的焊缝从第二固定件的上端延伸至下端，且焊缝圆滑过渡。圆钢同两个管焊接时为四角焊接，采用四个圆滑的焊缝连接。
在本实施例中，第一固定件、第二固定件的长度优选为100mm，与第一固定件的间隔优选为100mm。
第一固定件和第二固定件两者间隔设置，使得应力集中效果减小，不会发生固定件焊缝两端应力集中而导致的焊缝撕裂现象。采用第一固定件和第二固定件两个固定件且间隔设置来连接相邻的两个管，管的重力可分散至两个固定件承受，同时两个间隔设置的固定件使得管间抵抗扭矩的能力增强，并且，由于各管受热温度不同，因此膨胀量也不同，间隔设置的两个固定件可以使管的膨胀量所受约束较小，从而保证了既能稳固连接相邻两管又不致发生管壁撕裂现象。
上述实施案例只是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。
