CN102359292B - 用于塔式锅炉的桁架式大板梁体系 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于塔式锅炉的桁架式大板梁体系，本发明的大板梁体系包括：主桁架，主桁架具有上弦杆、下弦杆、腹杆和端竖杆。上弦杆和下弦杆相互平行；端竖杆与上弦杆和下弦杆的垂直，并与上弦杆和下弦杆的两端固定连接。次桁架，次桁架垂直布置于主桁架。主桁架的端竖杆与塔式锅炉钢架柱顶连接。本发明具有单个构件重量轻、尺寸小、总用钢量少、受力性能好、垂直刚度好、安装方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及大型火力发电技术领域，特别涉及一种用于塔式锅炉的桁架式大板梁体系。
背景技术
大板梁体系：锅炉炉顶的受力体系，通过锅炉本体的吊杆悬吊整个锅炉本体，承受整个锅炉本体的荷载。其在竖直及水平方向都具有很大的结构刚度和承载力。
箱形叠合式实腹钢梁：钢梁的一种，通常用钢板直接焊接而成，横截面成箱型，在跨中为提高承载力，再另外叠合钢板。
塔式锅炉炉架的受力形式是悬吊式，锅炉本体的所用垂直荷载都是通过吊杆与大板梁体系连接。所以大板梁体系承受巨大的垂直力。现有产品炉顶大板梁采用两品箱形叠合式实腹钢梁作为主梁，实腹钢梁做次梁。这种设计往往造成大板梁构件巨大，梁高可能达到7m以上，跨度30多米的钢构件。材料要求较高，大板梁的用钢量非常大，现场吊装一般需分两次或多次吊装，对现场焊接的质量要求很高，且这样的超大、超重构件无论材料、制作、焊接、运输、安装、调试都很困难。
因此，本领域迫切需要研发出一种单个构件重量尺寸小、总用钢量少、受力性能好、垂直刚度好、安装方便的新的大板梁体系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种桁架式大板梁体系。具有单个构件重量轻、尺寸小、总用钢量少、受力性能好、垂直刚度好、安装方便等优点。
本发明提供的桁架式大板梁体系，包括：
主桁架，所述主桁架包括上弦杆、下弦杆、腹杆和端竖杆；
所述上弦杆和下弦杆相互平行；
所述腹杆倾斜或/和垂直设置于所述主桁架的上弦杆和下弦杆之间；
所述端竖杆与所述上弦杆和下弦杆垂直，并与所述上弦杆和下弦杆的两端固定连接；
次桁架，所述次桁架垂直布置于所述主桁架；
所述主桁架的端竖杆与塔式锅炉钢架柱顶连接。
在另一优选例中，所述次桁架包括：
次上弦杆、次下弦杆、次腹杆和次端竖杆；
所述次上弦杆和次下弦杆相互平行；
所述次腹杆倾斜或/和垂直设置于所述次桁架的次上弦杆和次下弦杆之间；
所述次端竖杆与所述次上弦杆和次下弦杆垂直，并与所述次上弦杆和次下弦杆的两端固定连接；
在另一优选例中，垂直于次桁架还设有二级次桁架。
在另一优选例中，所述桁架式大板梁体系所受的垂直力依次从二级次桁架、次桁架、主桁架传递至锅炉钢架柱顶。
在另一优选例中，垂直于所述次桁架还设有二级实腹钢梁，所述二级实腹钢梁横截面呈工型或箱型。
在另一优选例中，所述大板梁体系的梁高为5-9米，跨度为25-50米。
较佳地，所述大板梁体系的梁高为7米。
在另一优选例中，所述上弦杆、下弦杆和端竖杆的截面积为2.5×2.5m2。
在另一优选例中，所述塔式炉钢架柱的高度为90-160米。
较佳地，所述塔式炉钢架柱的高度为140米。
在另一优选例中，所述大板梁体系应用于800～1400MW等级的大型火力发电技术。
在另一优选例中，所述大板梁体系采用螺栓或焊接方式连接固定。
应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式中桁架式大板梁体系立面布置图；
图2为本发明较佳实施方式中桁架式大板梁体系平面布置图。
具体实施方式
发明人经过长期深入而广泛的研究，从解决现有大板梁体系采用两品箱形叠合式实腹钢梁作为主梁，实腹钢梁做次梁，用钢量大、焊接质量要求高、运输困难等缺陷出发。将锅炉的大板梁体系的结构进行改进，能够在减少大板梁体系的总用钢的同时，满足大板梁体系的受力要求。具有受力性能好、垂直刚度好、安装方便等优点。在此基础上完成了本发明。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。文中所述的较佳实施方法与材料仅作示范之用。
以下将结合附图对本发明的较佳实施方式进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本发明一较佳实施方式的桁架式大板梁体系，如图1和图2所示。
该桁架式大板梁体系包括：主桁架1，所述主桁架1包括上弦杆11、下弦杆12、腹杆13和端竖杆14；所述上弦杆11和下弦杆12相互平行；所述腹杆13倾斜设置于所述主桁架1的上弦杆11和下弦杆12之间；所述端竖杆14与所述上弦杆11和下弦杆12垂直，并与所述上弦杆11和下弦杆12的两端固定连接；次桁架2，所述次桁架2垂直布置于所述主桁架1；所述主桁架1的端竖杆14与塔式锅炉钢架柱顶3连接。
次桁架2采用垂直设置的方式，结构稳定，各接点之间受力均衡，上弦杆11、下弦杆12、腹杆13和端竖杆14将锅炉本体的巨大质量分布到多根杆上，每根杆所承受的力较小，故可以采用较小截面积的钢杆作为上弦杆11、下弦杆12、腹杆13和端竖杆14。腹杆13可垂直或倾斜设置于主桁架1的上弦杆11和下弦杆12之间。腹杆13用于与上弦杆11和下弦杆12共同形成主桁架和次桁架，使得大板梁体系满足悬吊大容量塔式锅炉的受力要求。此外，可以理解，在本发明的某些其他实施方式中，也可以同时设置垂直腹杆和斜腹杆。
该种结构的桁架式大板梁体系，与以两品箱形叠合式实腹钢梁作为主梁，实腹钢梁做次梁的大板梁体系相比，在相同梁高和相同跨度的情况下，桁架式大板梁体系的各杆的截面积远小于实腹钢梁的截面积；并且桁架式大板梁体系能够承受与实腹钢梁相同或更大的载荷，在大大减少了钢材的总用量的同时，满足了大板梁体系的载荷计算要求，具有受力能力好、垂直刚度好的优点。而且，实腹钢梁结构的大板梁体系由于尺寸大、质量重，一般需要分两次或者多次吊装，再经过现场焊接固定。桁架式大板梁体系由于采用两片桁架作为主要的受力构件，尺寸小、重量轻、钢材板厚相对较薄，能够一次吊装就位，安装方便。
进一步地，次桁架2包括：次上弦杆(未图示)、次下弦杆(未图示)、次腹杆(未图示)和次端竖杆(未图示)；所述次上弦杆和次下弦杆相互平行；所述次腹杆倾斜或/和垂直设置于所述次桁架的次上弦杆和次下弦杆之间；所述次端竖杆与所述次上弦杆和次下弦杆垂直，并与所述次上弦杆和次下弦杆的两端固定连接。次桁架2的结构可以与主桁架1相同，该结构稳定，各接点之间受力均衡，多根杆将锅炉本体的巨大质量分布到每根杆上，每根杆所承受的力较小，故可以采用较小截面积的钢杆。
此外，可以理解，在本发明的某些其他实施方式中，次桁架2可以采用其他结构，如三角型桁架、梯形桁架、多边形桁架等结构。
垂直于次桁架2还设有二级次桁架(未图示)。二级次桁架设置在次桁架2上，可以根据实际应用需求进行设计，主要起到传递荷载和加强大板梁的受力性能的作用。
此外可以理解，在本发明的某些其他实施方式中，也可以不具备该二级次桁架。
所述桁架式大板梁体系所受的垂直力依次从二级次桁架、次桁架2、主桁架1传递至锅炉钢架柱顶3。主桁架1、次桁架2、二级次桁架等共同组成了桁架式大板梁体系，锅炉本体吊杆可以在需要的位置与大板梁体系的钢构件连接，传递锅炉本体的垂直力。桁架式大板梁体系的垂直力传递路径依次为：锅炉本体吊杆、二级次桁架、次桁架2、主桁架1、锅炉钢架柱顶3。
垂直于次桁架2还可以用二级实腹钢梁结构替代二级次桁架，二级实腹钢梁同样能够达到加强大板梁受力性能的效果，但是采用二级实腹钢梁做二级次桁架的大板梁体系的质量会大于采用二级次桁架结构的大板梁体系。二级实腹钢梁的横截面可以呈工型、箱型、圆形或其他形状。
此外，可以理解，在本发明的某些其他实施方式中，也可以不具备该二级实腹钢梁。
大板梁体系的梁高为5-9米。较佳地，大板梁体系的梁高为7米。大板梁体系的跨度为25-50米。
上弦杆11、下弦杆12、腹杆13和端竖杆14的截面积为2.5×2.5m2。该截面积远小于传统的实腹钢梁的截面积2.4×7.8m2，大大节约了大板梁系统的钢材的用量。
塔式炉钢架柱3的高度为90-160米。较佳地，塔式炉钢架柱3的高度为140米。
大板梁体系可以应用于800～1400MW等级的大型火力发电技术。大容量的塔式炉锅炉本体所用的垂直载荷超过万吨，本发明的大板梁体系能够承受超过万吨的巨大垂直力。
大板梁体系采用螺栓或焊接方式连接固定。传统的大板梁需分两次或多次吊装，现场焊接，对现场焊接的质量要求很高。本发明的桁架式大板梁只需采用一次吊装就位，安装方便，工序简单。
本发明提到的上述特征，或实施例提到的特征可以任意组合。本案说明书所揭示的所有特征可与任何组合物形式并用，说明书中所揭示的各个特征，可以任何提供相同、均等或相似目的的替代性特征取代。因此除有特别说明，所揭示的特征仅为均等或相似特征的一般性例子。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (10)
1.一种用于塔式锅炉的桁架式大板梁体系，其特征在于，包括：
主桁架，所述主桁架包括上弦杆、下弦杆、腹杆和端竖杆；
所述上弦杆和下弦杆相互平行；
所述腹杆倾斜或/和垂直设置于所述主桁架的上弦杆和下弦杆之间；
所述端竖杆与所述上弦杆和下弦杆垂直，并与所述上弦杆和下弦杆的两端固定连接；
次桁架，所述次桁架垂直布置于所述主桁架；
所述主桁架的端竖杆与塔式锅炉钢架柱顶连接。
2.根据权利要求1所述的大板梁体系，其特征在于，所述次桁架包括：
次上弦杆、次下弦杆、次腹杆和次端竖杆；
所述次上弦杆和次下弦杆相互平行；
所述次腹杆倾斜或/和垂直设置于所述次桁架的次上弦杆和次下弦杆之间；
所述次端竖杆与所述次上弦杆和次下弦杆垂直，并与所述次上弦杆和次下弦杆的两端固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的大板梁体系，其特征在于，垂直于次桁架还设有二级次桁架。
4.根据权利要求3所述的大板梁体系，其特征在于，所述桁架式大板梁体系所受的垂直力依次从二级次桁架、次桁架、主桁架传递至锅炉钢架柱顶。
5.根据权利要求1所述的大板梁体系，其特征在于，垂直于所述次桁架还设有二级实腹钢梁，所述二级实腹钢梁横截面呈工型或箱型。
6.根据权利要求1所述的大板梁体系，其特征在于，所述大板梁体系的梁高为5-9米，跨度为25-50米。
7.根据权利要求1所述的大板梁体系，其特征在于，所述上弦杆、下弦杆、腹杆和端竖杆的截面积为2.5×2.5m2。
8.根据权利要求1所述的大板梁体系，其特征在于，所述塔式锅炉钢架柱的高度为90-160米。
9.根据权利要求1所述的大板梁体系，其特征在于，所述大板梁体系应用于800～1400MW等级的大型火力发电技术。
10.根据权利要求1所述的大板梁体系，其特征在于，所述大板梁体系采用螺栓或焊接方式连接固定。
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