CN111854507A - 一种间接空冷系统的连接结构及连接方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种间接空冷系统的连接结构及连接方法，其中的连接结构包括：具有穿管区域的管板；与管板匹配安装的联箱，联箱与管板的第一部位连接，第一部位为靠近管板的长边边缘的部位；设置在管板和联箱之间，并能被管板和联箱配合挤压的支撑件，支撑件与管板连接或抵接的第二部位，位于第一部位和穿管区域之间。上述的结构，通过在靠近管板和联箱连接部位的位置增设能作为管板变形支撑点的支撑件，可使管板的变形量减小，与现有技术中增大管板厚度的方式相比，此种从力学原理出发、调整边界条件以降低管板弯矩，减小管板变形量的改善方式，能减少管板用料的增加量，还能显著提高管板和联箱的连接、密封效果，减小了液体渗漏甚至泄漏的风险。

Description

一种间接空冷系统的连接结构及连接方法

技术领域

本发明涉及发电机组技术领域，特别涉及一种间接空冷系统的连接结构，本发明还涉及适用于上述连接结构的一种间接空冷系统的连接方法。

背景技术

在电厂的间接空冷系统中，其核心部件为间接空冷管束，间接空冷管束是令多根基管平行穿过管板而形成的管束，其中管板设置在下联箱上，并与下联箱使用螺栓连接。由于下联箱内填充有高压液体，在实际的工作过程中，管板会在液压及螺栓预紧力作用下发生变形，管板的变形量从两侧向中间逐渐增大，使得管板形成类似于拱桥的形态(即拱形)，而管板的变形会导致管板与下联箱之间具有较大的间隙，下联箱内填充的高压液体存在极大的渗漏甚至泄漏的风险，严重影响了发电机组的正常运行。

现有技术中为了避免高压液体的泄漏，所采用的方式普遍是加大管板的厚度，使管板的刚度增大以降低管板的变形量，但是增大管板的厚度会大大增加间接空冷系统的制造成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种间接空冷系统的连接结构，其在提高管板和联箱的连接、密封效果以减小液体渗漏甚至泄漏风险的同时，能够减少甚至避免制造成本的增加。本发明还提供了一种间接空冷系统的连接方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种间接空冷系统的连接结构，包括：

具有穿管区域的管板；

与所述管板匹配安装的联箱，所述联箱与所述管板的第一部位连接，所述第一部位为靠近所述管板的长边边缘的部位；

设置在所述管板和所述联箱之间，并能被所述管板和所述联箱配合挤压的支撑件，所述支撑件与所述管板连接或抵接的第二部位，位于所述第一部位和所述穿管区域之间。

优选的，上述间接空冷系统的连接结构中，所述支撑件为条状件或多个间断分布的块状件；在所述支撑件为块状件时，所述支撑件与开设在所述穿管区域的多排管孔一一对正设置。

优选的，上述间接空冷系统的连接结构中，所述管板的用于与所述联箱连接的连接面上开设有凹槽，所述支撑件通过所述凹槽连接在所述管板上并凸出所述连接面。

优选的，上述间接空冷系统的连接结构中，当所述支撑件为条状件时，所述凹槽为平行于所述管板的长边边缘设置的长条凹槽；当所述支撑件为块状件时，所述凹槽为与所述块状件匹配的多个间断凹槽，且全部所述间断凹槽呈直线排列，所述直线平行于所述管板的长边边缘。

优选的，上述间接空冷系统的连接结构中，设置在所述管板上的所述支撑件为矩形块，且所述矩形块的长边平行于所述管板的长边边缘设置。

优选的，上述间接空冷系统的连接结构中，设置在所述管板上的所述支撑件为矩形块，且所述矩形块的长边垂直于所述管板的长边边缘设置。

优选的，上述间接空冷系统的连接结构中，所述联箱的用于与所述管板连接的连接面上开设有凹槽，所述支撑件通过所述凹槽连接在所述联箱上并凸出所述连接面。

优选的，上述间接空冷系统的连接结构中，设置在所述联箱上的所述支撑件为矩形块，且所述矩形块的长边平行于所述联箱的长边边缘设置。

优选的，上述间接空冷系统的连接结构中，所述支撑件为橡胶材质。

一种间接空冷系统的连接方法，适用于上述中任意一项所述的间接空冷系统的连接结构，该方法包括以下步骤：

在管板或联箱的连接面上设置凹槽，当所述凹槽设置在所述管板上时，令所述凹槽位于所述管板的长边边缘和穿管区域之间；

将与所述凹槽匹配的支撑件设置于所述凹槽内，并保证所述支撑件在所述凹槽的深度方向上具有伸出所述凹槽的局部；

使用螺栓和螺母连接所述管板和所述联箱，以在实现所述管板和所述联箱匹配安装的同时，令所述管板和所述联箱配合挤压所述支撑件，并通过所述支撑件的抵接实现所述管板和所述联箱的连接。

本发明提供的间接空冷系统的连接结构，在增强管板和联箱的连接、密封效果以减小管板的变形程度时，不再采用增大管板厚度的方式，而是采用了另一种完全不同的方式，即在管板和联箱之间增设支撑件，由于管板向远离联箱方向拱起的变形量(即管板的弯曲挠度δ)与管板所受的弯矩M正相关，所以管板变形的支撑点与载荷点(即第一部位)的距离越大，则管板所受的弯矩也越大，进而管板的弯曲挠度也越大，而当管板变形的支撑点与第一部位的距离减小时，则弯矩、弯曲挠度也会随之减小，又由于现有技术中管板变形的支撑点为穿管区域的边缘，所以在穿管区域和第一部位之间的第二部位设置支撑件，就能够使得支撑件成为管板变形的新支撑点并令支撑点(相对于穿管区域的边缘)更加靠近第一部位，如此就能够减小管板所受的弯矩，以令管板的变形量随之减小。上述的间接空冷系统的连接结构，通过在靠近管板和联箱连接部位的位置增设能够作为管板变形支撑点的支撑件，可以使得管板的变形量得到减小，与现有技术中增大管板厚度的设置方式相比，此种从力学原理出发、调整边界条件以降低管板弯矩，减小管板变形量的改善方式，能够减少管板用料的增加量，甚至可以避免管板用料的增加，而且还能够显著提高管板和联箱的连接、密封效果，减小液体渗漏甚至泄漏的风险，给发电机组的正常运行提供了更加可靠的保证。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的管板的俯视图；

图2为现有技术中的联箱的俯视图；

图3为现有技术中的管板和联箱配合的剖视图(图中左右方向为管板和联箱的宽度方向)；

图4为本发明实施例提供的间接空冷系统的连接结构中条状的支撑件与管板配合的结构示意图；

图5为图4的局部放大图；

图6为块状的支撑件与管板配合的结构示意图(块状件的长边与管板的长边边缘平行设置)；

图7为图6的局部放大图；

图8为图4或图6所示结构与联箱配合的剖视图(图中左右方向为管板和联箱的宽度方向)；

图9为图8的局部放大图；

图10为块状的支撑件与管板配合的结构示意图(块状件的长边与管板的长边边缘垂直设置)；

图11为图10的局部放大图；

图12为图10所示结构与联箱配合的剖视图；

图13为图12的局部放大图；

图14为条状的支撑件与联箱配合的结构示意图；

图15为图14的局部放大图；

图16为块状的支撑件与联箱配合的结构示意图(块状件的长边与联箱的长边边缘平行设置)；

图17为图16的局部放大图；

图18为图16所示结构与管板配合的剖视图；

图19为图18的局部放大图。

在以上图1-图19中：

1-管板，2-联箱，3-支撑件，4-穿管区域，5-管孔，6-基管，7-长边边缘，8-密封环，9-载荷点，10-螺栓，11-螺母。

具体实施方式

本发明提供了一种间接空冷系统的连接结构，其在提高管板和联箱的连接、密封效果以减小液体渗漏甚至泄漏风险的同时，能够减少甚至避免制造成本的增加。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图4-图19所示，本发明实施例提供了一种间接空冷系统的连接结构，该结构主要包括管板1、联箱2和支撑件3，其中，管板1为长条状部件，如图4、图6和图10所示，其上开设有多个均匀分布的管孔5，多根基管6一对一的穿过这些管孔5以与管板1配合构成间接空冷管束，本申请中，将管孔5在管板1上的分布区域定义为穿管区域4(此穿管区域4即为图4-图7以及图10和图11中两条虚线之间的区域)；联箱2为匹配安装管板1的部件，其具有内腔，内腔中用于填充高压液体，当管板1安装到联箱2上时，管板1的第一部位通过与联箱2进行连接能够令管板1对联箱2的开口实现封堵，此第一部位为管板1连接联箱2的部位(即与螺栓10连接的部位)，且该部位靠近其长边边缘7，如图4-图7以及图10和图11所示的标号为9的部位；支撑件3设置在管板1和联箱2之间，当管板1和联箱2进行组装时，管板1和联箱2在支撑件3的两侧配合对支撑件3进行挤压，以将支撑件3夹紧在管板1和联箱2之间，支撑件3在于管板1连接或抵接时，相对于管板1而言，支撑件3所处的第二部位位于第一部位和穿管区域4之间，即相对于穿管区域4，第二部位更加靠近第一部位，如图8、图9、图12、图13、图18和图19所示。

由上述内容可知，本申请中用于减小管板1变形量的方式，与现有技术中增大管板1厚度的方式完全不同，本申请从力学原理出发，通过调整边界条件，降低管板1承受的弯矩，从而减小管板1的变形量，具体的是：管板1的变形量(即管板1的弯曲挠度δ)与管板1所受的弯矩M正相关，所以管板1变形的支撑点与载荷点9(此载荷点9即为第一部位，更具体为后述的螺栓10的轴心所在的部位，或被螺栓10穿过的螺纹孔的轴心所在部位)的距离越大，则管板1所受的弯矩也越大，进而管板1的弯曲挠度也越大，而当管板1变形的支撑点与第一部位的距离减小时，则弯矩和弯曲挠度也会随之减小；在现有技术中，如图1-图3所示，管板1变形的支撑点为套设在基管6上的密封环8最靠近管板1的长边边缘7的部位(即图3中虚线圆圈出的部位)，即现有技术中管板1变形的支撑点位于穿管区域4的边缘位置，而本申请通过设置支撑件3则能够使得支撑件3成为管板1变形的新支撑点，并且由于支撑件3所在的第二部位，相对于穿管区域4的边缘更加靠近第一部位，即新的支撑点与载荷点9之间的距离得到了减小，正如上面所说，由于该距离得到了减小，所以在管板1承受相同作用力(此作用力包括液压力和螺栓10拉力等)的情况下，管板1的弯矩和弯曲挠度也随之得到了减小，即管板1的变形量得到了减小。而在此种方式中，并未令管板1的自身厚度发生改变，即本申请在不增加管板1厚度或增加厚度较小的情况下，就能够显著提高对管板1和联箱2的连接、密封效果，减小液体渗漏甚至泄漏的风险，给发电机组的正常运行提供了更加可靠的保证，而且也减少了管板1用料的增加量，甚至可以避免管板1用料的增加，避免了间接空冷系统制造成本的增加。

本实施例中，支撑件3的结构形式可以有多种选择，例如图4、图5、图14和图15所示，可以令支撑件3为一个完整的条状件；或者，例如图6、图7、图10、图11、图16和图17所示，还可以令支撑件3为多个间断分布的块状件，并且在支撑件3为块状件时，支撑件3与开设在穿管区域4的多排管孔5一一对正设置。在支撑件3的设置位置更加靠近负载点且能够成为管板1变形的新支撑点的前提下，支撑件3的具体结构既可以为长度不小于管板1长边边长的一个完整的条状件，也可以为多个长度较小的块状件，在支撑件3为长度较小的块状件时，还需要令其在管板1的长度方向上与基管6的设置位置(基管6的设置位置即为每排管孔5所在的位置)一一对正，以保证块状的支撑件3能够取代套设在基管6上的密封环8而成为新的支撑点。

在设置支撑件3时，也可以有多种设置方式，例如，支撑件3可以如图4-图13所示的设置在管板1上，或者也可以如图14-图19所示的设置在联箱2上，又或者管板1和联箱2上也可以均设置有支撑件3，在保证支撑件3可以正常工作的前提下，本实施例对此不作限定。

进一步的，当支撑件3设置在管板1上时，可以令管板1的用于与联箱2连接的连接面上开设有凹槽，支撑件3通过凹槽连接在管板1上并凸出连接面。即，支撑件3在管板1上的一种优选设置方式是将支撑件3的局部嵌入到凹槽中，而支撑件3的另一部分局部则位于凹槽之外，从而使得支撑件3能够通过此凸出的局部成为变形后的管板1的支撑点。而之所以优选采用凹槽结构将支撑件3嵌设、连接在管板1上，是因为此种连接方式的连接牢固性、可靠性均较高，且能够对支撑件3在管板1上的设置起到良好的导向作用，所以将其作为优选连接结构。此外，支撑件3还可以通过其他方式实现在管板1上的连接，例如直接将支撑件3粘接在管板1的连接面上。

进一步的，当支撑件3为条状件时，如图1-图9所示，优选凹槽为平行于管板1的长边边缘7设置的长条凹槽；当支撑件3为块状件时，凹槽为与块状件匹配的多个间断凹槽，且全部间断凹槽呈直线排列，直线平行于管板1的长边边缘7。即，为了更好的实现支撑件3在管板1上的连接，优选凹槽为与支撑件3的形状相匹配的长条凹槽或间断凹槽，以最大程度的提高支撑件3的连接牢固性和可靠性。在此基础之上，令长条凹槽平行于长边边缘7设置，或者令间断凹槽排列形成的直线与长边边缘7平行，则是为了保证管板1长度方向上各个部位都具有一致的两点间距(此两点指的是支撑点和载荷点9)，从而令管板1长度方向上的各个部位的变形量能够得到相同程度的减小，最大限度的提升管板1和联箱2的连接效果。

在支撑件3为块状件的基础上，进一步优选设置在管板1上的支撑件3为具有长边和短边的矩形块，而矩形块在管板1上进行设置时，也具有多种方式，例如在一种方式中，如图6-图9所示，令矩形块的长边平行于管板1的长边边缘7设置，或者，如图10-图13所示，令矩形块的长边垂直于管板1的长边边缘7设置。在管板1上以此两种方式设置矩形的支撑件3，均能够在不加厚管板1的前提下减小管板1的变形量，所以此两种设置方式均为本实施例优选的设置方式。

另外，正如前述内容中所说，支撑件3也可以设置在联箱2上，具体的，如图14-图19所示，支撑件3在联箱2上的连接方式可以为：联箱2的用于与管板1连接的连接面上开设有凹槽，支撑件3通过此凹槽连接在联箱2上并凸出连接面。即，在联箱2上设置支撑件3时，可以采用与设置在管板1上相同的连接方式，其也能够提高支撑件3在联箱2上的连接牢固性和可靠性，且能够对支撑件3在联箱2上的设置起到良好的导向作用。

而在将支撑件3设置在联箱2上时，设置在联箱2上的支撑件3也可以为矩形块，但本实施例仅令矩形块的长边平行于联箱2的长边边缘7设置(如图14-图19所示)，而不再采用矩形块的长边垂直于联箱2的长边边缘7设置的方式。之所以不令矩形块的长边垂直于联箱2的长边边缘7设置，是因为基管6是设置在管板1上的，密封环8又是套设在基管6上的，如果在联箱2上设置垂直于联箱2长边边缘7的矩形块，会由于加工误差、装配误差等因素，无法保证矩形块和基管6的准确对正，可能会对连接效果造成不良影响，所以为了避免此种情况的出现，本实施例仅令矩形块的长边平行于联箱2的长边边缘7设置。

本实施例中，优选支撑件3为橡胶材质。之所以优选支撑件3为橡胶材质，是因为此种材质相对于金属等刚性材质具有更好的弹性变形性能，能够减小因对支撑件3进行夹紧而对管板1、联箱2和支撑件3造成损伤的几率，提高了连接结构的连接安全性，进一步降低液体渗漏甚至泄漏的风险。

具体的，如图8、图12和图18所示，本实施例还优选联箱2为设置在管板1底部的下联箱2，且下联箱2的两侧通过螺栓10和螺母11分别与管板1的两个长边边缘7连接。即，本实施例中的联箱2优选为下联箱2，当然，上述的联箱2也可以为上联箱2，即通过设置支撑件3不仅能够减小与下联箱2连接的管板1的变形量，也能够减小与上联箱2连接的管板1的变形量。而采用螺栓10和螺母116将管板1的两个长边边缘7连接在下联箱2上，一方面可以方便进行拆卸，另一方面也能够与现有的连接方式保持一致，令两者的连接效果能够得到有效的保证。进一步的，支撑件3也可以设置在叠置的多个管板1之间，以减小叠置的管板1的变形量。

另外，本实施例还提供了一种间接空冷系统的连接方法，其适用于上述的间接空冷系统的连接结构，该方法包括以下步骤：

在管板1或联箱2的连接面上设置凹槽，当凹槽设置在管板1上时，令凹槽位于管板1的长边边缘7和穿管区域4之间，以保证设置在凹槽中的支撑件3能够距离连接管板1和联箱2的螺栓10更近；

将与凹槽匹配的支撑件3设置于凹槽内，并保证支撑件3在凹槽的深度方向上具有伸出凹槽的局部，以使支撑件3能够成为新的支撑点；

使用螺栓10和螺母11连接管板1和联箱2，以在实现管板1和联箱2匹配安装的同时，令管板1和联箱2配合挤压支撑件3，并通过支撑件3的抵接实现管板1和联箱2的连接，同时还令支撑件3能够在管板1发生变形时成为管板1的变形的支撑点，如此就可以在不增加管板1厚度的基础之上，降低管板1的变形量。

以一台典型的660MW机组为例，采用在管板1和联箱2之间增设支撑件3的连接结构，相对于现有技术中采用加厚管板1的方式，能够直接节约成本近200万元。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，间接空冷系统的连接结构的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的描述而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种间接空冷系统的连接结构，其特征在于，包括：

具有穿管区域的管板；

与所述管板匹配安装的联箱，所述联箱与所述管板的第一部位连接，所述第一部位为靠近所述管板的长边边缘的部位；

设置在所述管板和所述联箱之间，并能被所述管板和所述联箱配合挤压的支撑件，所述支撑件与所述管板连接或抵接的第二部位，位于所述第一部位和所述穿管区域之间。

2.根据权利要求1所述的间接空冷系统的连接结构，其特征在于，所述支撑件为条状件或多个间断分布的块状件；在所述支撑件为块状件时，所述支撑件与开设在所述穿管区域的多排管孔一一对正设置。

3.根据权利要求2所述的间接空冷系统的连接结构，其特征在于，所述管板的用于与所述联箱连接的连接面上开设有凹槽，所述支撑件通过所述凹槽连接在所述管板上并凸出所述连接面。

4.根据权利要求3所述的间接空冷系统的连接结构，其特征在于，当所述支撑件为条状件时，所述凹槽为平行于所述管板的长边边缘设置的长条凹槽；当所述支撑件为块状件时，所述凹槽为与所述块状件匹配的多个间断凹槽，且全部所述间断凹槽呈直线排列，所述直线平行于所述管板的长边边缘。

5.根据权利要求4所述的间接空冷系统的连接结构，其特征在于，设置在所述管板上的所述支撑件为矩形块，且所述矩形块的长边平行于所述管板的长边边缘设置。

6.根据权利要求4所述的间接空冷系统的连接结构，其特征在于，设置在所述管板上的所述支撑件为矩形块，且所述矩形块的长边垂直于所述管板的长边边缘设置。

7.根据权利要求2所述的间接空冷系统的连接结构，其特征在于，所述联箱的用于与所述管板连接的连接面上开设有凹槽，所述支撑件通过所述凹槽连接在所述联箱上并凸出所述连接面。

8.根据权利要求7所述的间接空冷系统的连接结构，其特征在于，设置在所述联箱上的所述支撑件为矩形块，且所述矩形块的长边平行于所述联箱的长边边缘设置。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的间接空冷系统的连接结构，其特征在于，所述支撑件为橡胶材质。

10.一种间接空冷系统的连接方法，其特征在于，适用于权利要求1-9中任意一项所述的间接空冷系统的连接结构，该方法包括以下步骤：

在管板或联箱的连接面上设置凹槽，当所述凹槽设置在所述管板上时，令所述凹槽位于所述管板的长边边缘和穿管区域之间；

将与所述凹槽匹配的支撑件设置于所述凹槽内，并保证所述支撑件在所述凹槽的深度方向上具有伸出所述凹槽的局部；

使用螺栓和螺母连接所述管板和所述联箱，以在实现所述管板和所述联箱匹配安装的同时，令所述管板和所述联箱配合挤压所述支撑件，并通过所述支撑件的抵接实现所述管板和所述联箱的连接。

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