DE2106050A1 - Vorrichtung zur Werksmontage von Überhitzer- oder Nacherhitzerbaugruppen - Google Patents

Description

Beschreibung zur Patentanmeldung

der Combustion Engineering Inc., Windsor, Connecticut o6o95, USA

betreffend

Vorrichtung zur Werksmontage von Überhitzer- oder Nacherhitzerbaugruppen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Werksmontage von Überhitzer- oder Nacherhitzerbaugrmppen_o

Der Zusammenbau von Kesseleinheiten zur Dampferzeugung erfolgt bei ijutzkraftwerken und bei grössen industriellen Anlagen direkt an der Stelle, die für die Anlage ausgev^ählt worden ist. Dies erfolgt wegen der G-rösse dieser Anlagen und auch deswegen, weil der Zusammenbau nicht standardisiert ist. Die Errichtung der Einheiten am Orte ihrer Verwendung ist kostspielig, da die für den Zusammenbau und die Errichtung notwendigen Einrichtungen an die Baustelle gebracht werden müssen und die Zusammenbauleistung von dem Arbeitsmarkt der Umgebung abhängt, welcher von unterschiedlicher Qualität sein kann.

Demgegenüber hat eine Werksmonta^e, d.h. ein Zusammenbau an der Fertigungsstätte, im Verhältnis zur Errichtung am Orte der Verwendung grosse Vorteile, die schon seit langem bei der Herstellung industrieller Dampferzeugeranlagen etwas geringerer Grosse verwirklicht werden. Standardgrössen verringern zusammen mit weitesmöglicher Anwendung standardisierter Fertigungsmethoden die Kosten dieser Einheiten im Vergleich zu am Orte der Verwendung errichteten Dampferzeugereinheiten vergleichbarer Grosse beträchtlich. Ausserdem

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kann die Arbeitskontrolle leichter durchgeführt werden, so dass der Zusammenbau der Kesseleinheit rascher und wirkungsvoller erfolgen kann.

Während die Gesamt-Wirtschaftlichkeit der Konstruktion von Kraftwerks-Dampferzeugern und grossen indstriellen Dampferzeugern von vielen Faktoren abhängt, wird allgemein versucht, diese Gesamtwirtschaftlichkeit durch die Verwendung von Werksmontagetechniken zu verbessern, wenn die Berückfc siehtigung der Transportprobleme dies gestattet. Bestandteile von Dampferzeugern und die Verfahren zur Herstellung dieser Bestandteile werden nach Möglichkeit standardisiert und an die Fertigungsstätte verlegt, so dass ihre Herstellung besser kontrolliert werden kann und die Herstellungskosten verringert werden können.

Wenn bei den beschriebenen Anlagen hohe Enddampftemperaturen erforderlich sind, werden Überhitzer und Nacherhitzer des Röhrenplattentyps benötigt, um die erforderlichen grossen Wärmeaustauscheroberflächen zur Verfügung zu haben. Bisher war es erforderlich, die Überhitzer- und Nacherhitzersysteme für derartige Dampferzeuger am Orte ihrer Verwendung zusam- ψ menzubauen. Die Überhitzer- und Nacherhitzersysteme wurden so zusammengebaut, dass Sammelkessel oder Steigrohre aufgehängt und dann einzelne Röhrenplatten an diese gehoben und mit ihnen verschweisst wurden. Diese Zusammenbautechnik war nicht nur kostspielig und zeitraubend, sondern erforderte darüberhinaus eine grosse Anzahl von sorgfältig ausgeführten Schweissvorgängen am Orte der Verwendung, d.h. an der Baustelle, welche von erfahrenen Schweissern ausgeführt werden mussten, welche nicht immer verfübar waren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Werksmontage von Überhitzern und/ oder Nacherhit^e-rn füv Kraftwerke und grosse industrielle Damoferzeuguiigaanlagen gestattet.

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Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe gelöst durch eine feste Bezugsebene; eine erste, an der Bezugsebene angebrachte Abstützvorrichtung; einen aufrecht stehenden, an der Bezugsebene befestigten Montageturm; exakt bearbeitete Flächen, die an dem Honta_f;eturm in genauer Ausrichtung vorgesehen sind; eine zweite Abstützvorrichtung zur Abstützung eines Segmentes eines Sammelkessels oder Steigrohres in senkrechter Stellung, an welches von der ersten Abstützvorrichtung abgestützte Röhren zur Herstellung der Überhitzer- oder Nacherhitzer-Baugruppe angeschlossen werden, wobei die zweite Abstützvorrichtung an den bearbeiteten Flächen des Montageturmes präzise einstellbar ist, so dass eine exakte Ausrichtung zu der ersten Abstützvorrichtung gewährleistet ist.

Es ist also eine Zusammenbauvorrichtung zur Werksmontage vorgesehen, welche speziell bearbeitete Flächen aufweist, mittels derer ein Segment eines Überhitzer- oder Nacherhitzer-Sammelkessels in vertikaler Ausrichtung bezüglich einem Hebe- und Transportrahmen exakt ausgerichtet werden kann. Die einzelnen Röhrenplatten werden in dem Rahmen angeordnet und mit dem Sammelkessel verbunden, bis eine fertige Baugruppe hergestellt ist. Die Baugruppe kann dann bequem in ihrem Rahmen an die Baustelle transportiert werden, wo sie eingebaut und mit ähnlichen Bausgruppen zu einem einheitlichen Überhitzer- oder Nacherhitzer-System vereinigt wird.

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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen "beschrieben. Es zeigen

Figur 1 die erfindungsgemässe Zusammenbauvorrichtung für den Zusammenbau von Überhitzer- und/oder Kacherhitzerbaugruppen in der Seitenansicht,

Figur 2

fc den Montageturm und die Baugruppen-Tragvorrichtung von Figur 1 in der Draufsicht,

Figur 3 die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung in der Seitenansicht,

Figur 4 die in Figur 1 gezeigte Befestigungsplatte in der Draufsicht,

Figur 5 die in Figur 4 gezeigte Befestigungsplatte in der Seitenansicht,

Figur 6 die Befestigungsplatte von Figur 4 von hinten,

Figur 7 die V-oder Gabelführung von Figur 1 in der Seitenansicht,

Figur 8 das Gabelführungselement von Figur 1 in der Draufsicht und

Figur 9 das Gabelführungselement von Figur 8 in der Seitenansicht.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemässe Zusammenbauvorrichtung .zum Zusammenbau von Überhitzer- und/oder Nacherhitzerbaugruppen in einer Gesamtdarstellung. Die Überhitzer- oder

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Nacherhitzerbaugruppen 1o sind Bestandteile eines Überhitzeroder Nacherhitzersystems für grosse Dampferzeuger. Die Baugruppen 1o werden auf eine Zusammenbauvorrichtung 12 in einem Hebe- und Transportrahmen 14 aufgebaut. Nachdem jede Baugruppe 1o in dem Rahmen 14 fertiggestellt worden ist, wird, eine Beförderungseinheit gebildet, welche die Handhabung und den Transport der Baugruppen an die Baustelle erleichtert, wo der endgültige Einbau in ein einheitliches Überhitzeroder/und Nacherhitzersystem erfolgt.

Die Zusamiaenbauvorrichtung 12 weist einen Montageturm 18 auf, der auf einer festen Bezugsebene 16 (Figur 2·) angebracht ist. In fester Beziehung zum Montageturm 18 sind eine Basisplatte 2o sowie Tragschienen 22 auf der festen Bezugsebene 16 angeordnet, welche der Unterstützung der Baugruppe 1o während des Zusammenbaus dienen. Der Montageturm 18 weist in Längsrichtung verlaufende, bearbeitete oder vergütete Flächen 24 auf, die in Beziehung zur Bezugsebene 16 exakt angeordnet sind. Der Montageturm 18 kann weitere vergütete Oberflächen 24^f aufweisen, welche bezüglich einer V-Führungs- oder Gabelführungs-Basisplatte 42 auf der einem V-Führungs- oder Gabelführungselement 6o entgegengesetzten Seite befestigt sind. Eine Grundplatte 62 weist Augen 76 auf, durch welche sich eine Griffklemme 78 erstreckt. Diese Griffklemm· 78 geht durch ein Endstück 8o eines Sammelkessel-Haltekabels 82 hindurch. Der Zweck dieser Anordnung wird noch weiter unten beschrieben.

Eine Sammelkessel-Positionsplatte 84 ist auf einer Stütze 64 angeordnet und besitzt Schienen 86, welche mit Führungsflächen 68 des Babelführungselements 6o in Eingriff kommen, sodass zwischen diesen Teilen eine Relativbewegung ermöglicht ist. Die Positionsplatte 84 weist an ihrem sich nach aussen ersti'eckenden Ende (Figur 8 zeigt zwei Halbdarstellungen der Sammelkesselpositionsplatte 84, wobei die erste Positionsplatte 84 eine Nut 88 zur Unterstützung von weiten

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Sammelkesseln und die zweite Positionsplatte 84' ein· Nut 88' für kleinere Sammelkessel aufweist) eine V-förmige Nut 88 auf. In der Mitte des sich, nach aussen erstreckenden Endes der Positionsplatte 84 ist eine Druckplatte 9o angebracht. Wie in Figur 7 dargestellt, ist ein durch einen Hydraulikantrieb 94 betätigter Hydraulikstempel 92 zwischen der Druckplatte 9o und der Grundplatte 62 des Gabelführungselementes 6o angeordnet, wodurch die Stellung der Sammelkesselpositionsplatte 84 steuerbar ist. Zwischen die Sammel- ^ kesselpositionsplatte 84 und die Grundplatte 62 (Figur 8) ' sind Blöcke 96 eingeführt, um diese Teile in ihren Relativstellungen zu halten. Die Zusammenbauvorrichtung 12 wird beim Zusammenbau von Überhitzer- oder Nacherhitzerbaugruppenio in folgender Weise verwendet:

Ein Segment eines Überhitzer- oder Nacherhitzer-Sammelkessels 98 mit vorstehenden Röhrenanschlüssen 1oo wird auf den Sammelkelsselpositionsplatten 84 der Gabelführungselemente 6o angeordnet. Die Gabelfüiirungselemente wiederum werden auf der Basisplatte 42 so angeordnet, dass sie die Enden des Sammelkessels 98 abstützen, und werden in ihrer Abstütz^festellung durch Klemmittel 74 befestigt. Der Sammelkessel t wird mittels der Sammelkessel-Haltekabel 82 gegen die Sammelkesselpositionsplatten 84 gehalten, welche mit Hilfe der Griffklemmen 78 verriegelt werden. Das Ende des Sammelkessels 98 wird durch eine Sainmelkessel- Abstützeinrichtung 56 und eine Längen-Einstellvorrichtung 54 unterstützt.

Nachdem der Hydraulikstempel 92 betätigt worden ist, um die Positionsplatte 84 für den Sammelkessel oder das Steigrohr so zu bewegen, dass der Sammelkessel 98 bezüglich, einer Befestigungsplatte der Basisplatte 42 genau ausgerichtet wird, wird die Basisplatt* 42 mittels einer nicht gezeigten Vorrichtung angehoben, welch« in Bohrungen 5o in einem ■ oberen Verlas■;;..rirngsstüofc 48 eingreift₅ wobei die nicht gezeigte Vorrichtung lührungsrollen 46 an die bearbeiteten

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flächen 24 bringt, um den gleichzeitiger Zusammenbau verschiedener Baugruppen zur selben Zeit zu ermöglichen.

Eine Montageplattenanordnung 26 wird durch den Montageturm 18 zuverlässig und exakt abgestützt, so dass eine exakte Ausrichtung bezüglich der Bezugsebene 16 gewährleistet ist. V/ie am besten in Figur 4 bis 6 gezeigt, 'weist die Montageplattenanordnung 26 eine Montageplatte 28 auf, welche sorgfältig bearbeitete und vergütete Flächenabschnitte 3o trägt, welche an die vergüteten Flächen 24 anstossen, so daas zwischen diesen Flächen die gewünschte exakte Abstützung gewährleistet ist. Am oberen Abschnitt der Montageplatte 28 sind Rollen 32 angebracht, welche die Montageplattenanordnung 26 abstützt und ihre Quereinstellung entlang der bearbeiteten Flächen 24 gestatten. Ausserdem weist die Montageplatte 28 horizontal verlaufende Führungen 34 auf, welche die Abstützung und Führung der Monat ageplattenanordnung 26 unterstützen. Die horizontalen Führungen 34 weisen Kiemmittel 36 auf, mittels denen die Montageplattenanordnung 26 bezüglich des Montageturmes 18 und des Transportrahmens 14 in ihrer Stellung festgelegt werden kann, wenn die richtige Q'uereins te llung erreicht ist. Von der Monatageplatte 28 aus erstrecken sich Halterungen für die V- oder Grabelführung, welche in ihrem oberen Abschnitt Präzisionsnuten 4o für eine exakte Abstützung der Basisplatte 42 der V- oder G-abelführung aufweisen.

Die Gabelführungs-Basisplatte (am besten in Figur 7 gezeigt), welche zur Abstützung des Sammelkessel-Segmentes der Baugruppe 1o dient, weist die Befestigungsplatte 44 auf, auf der die Führungsrollen 46 angebracht sind, welche mit den Präzisionsnuten 4o der Halterungen 38 der Montageplattenanordnung 26 in Eingriff kommen. Die Befestigungsplatte 4 4 weist das obere Verlängerungsstück 48 auf, in dem eine Anzahl von Bohrungen 5o vorgesehen ist, mittels derer das Hwben und di· Ausrichtung der Basisplatte 42 erfolgt. Ausser-

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dem ist an der Befestigungsplatte 44 eine untere Verlängerung 52 vorgesehen, welche die Längen-Einstellvorrichtung 54 und die Abstützeinrichtung 56 für den Sammelkessel abstützt.

Die Befestigungsplatte 44 weist eine einstückig ausgebildete Gleitführung 48 auf, auf der die Gabelführungselemente 6o angeordnet werden können. Wie am besten in Figur 8 und dargestellt, weist das Gabelführungselement 6o die Grundplatte 62 auf, von der die durch einen Steg 66 abgestützte Stütze 64 nach aussen vorspringt. An der Stütze 64 sind Führungsflächen 68 vorgesehen. Die Grundplatte 62 des Gabelführungselementes 6o besitzt Führungen 7o, welche aus an der Grundplatte 62 befestigten Anschlägen 72 gebildet sind. Diese Anschläge 7o sitzen auf der Gleitführung 58 und können auf dieser eingestellt werden. Mittels der Klemmittel 74 können die Präzisionsnuten 4o der Montageplattenanordnung 26 festgestellt werden, wodurch diese Teil· in gewünschter Weise relativ zueinander ausgerichtet und befestigt werden. Die Montageplattenanordnung 26 wird auf den bearbeiteten Flächen des Montageturmes 18 genau ausgerichtet und festgeklemmt, so dass der Sammelkessel 98 in vertikaler Ausrichtung und in fester Stellung bezüglich des Montageturmes 18 angebracht ist. Dann kann die Längs-Einstellvorrichtung 54 dazu verwendet werden, den Sammeklkessel 98 in seiner Höhe oberhalb der festen Bezugsebene 16 einzustellen. Wenn der Sammelcessel derart ausgerichtet ist, wird der Transportrahrnen 14 auf den Tragschienen 22 so angeordnet, dass Röhrenplatten 1o2 der Überhitzer- oder Nacherhitzer-Baugruppe 1o bezüglich des Sammelkessels 98 genau ausgerichtet werden können, um die Baugruppe 1o fertig zu stellen.

Nachdem der Transportrahmen 14 auf den Tragschienen 22 ausgerichtet worden ist, wird eine erste Röhrenplatte 1o2 in dem Rahmen 14 angeordnet und mit dem entsprechenden Eöhrenanschluss 1oo des Sammelkessels 98 verschweisst.

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Die Verschweissung erfolgt in der Weise, dass die Röhrenplatte 1o2 mit den entsprechenden Röhrenanschlüssen verklammert wird, dass daraufhin die Röhren und die Röhrenanschlüsse heftgeschweisst werden und dass schliesslich die Kiemmittel entfernt und der Schweissvorgang beendet wird. Nach fertigem Anschweissen der ersten Röhrenplatte wird die nächste Röhrenplatte 1o2 in dem Transportrahmen 14 angeordnet, woraufhin dieser Vorgang wiederholt wird, bis eine vollständige Baugruppe 1o aufgebaut ist. In den Röhrenplatten 1o2 können Dichtmittel (nicht'gezeigt) eingeschlossen, sein, welche dazu dienen, die Dichte Wandung des Kesselgehäuses zu bilden. Diese Dichtmittel werden zu einem Stück zusammengeschweisst, während die Baugruppe aufgebaut wird. Wenn die Baugruppe fertig ist, kann der Transportrahmen 14 vervollständigt und die Gesamthinheit durch Handhabung des Hebe- und Transportrahmens 14 transportiert werden.

Beim Zusammenbau bestimmter Überhitzer- oder Nacherhitzersysteme werden Steigrohr- oder Sammetesseisegmente an jedem Ende der Röhrenplatten angeordnet. Diese Art des Zusammenbaus kann leicht dadurch bewerkstelligt werden, dass eine zweite Befestigungsplatte, eine zweite Grundplatte für die Gabelführung und ein Gabelführungselement für die Abstützung eines zweiten Sammelkesselsegmentes vorgesehen werden. Das zweite Sammelkesselsegment wird mittels der Befestigungsplatte und der damit zusammenhängenden Teile genau bezüglich der bearbeiteten oder vergüteten Flächen 24 ausgerichtet, so dass es im Verhältnis zur Bezugsebene 16 und zum ersten Sammelkesselsegment exakt angeordnet ist. Die Röhren platten können dann leicht mit beiden Sammelkesselsegmenten verbunden werden, um so das gewünschte Überhitzer- oder Nacherhitzersystem zu ergeben.

Wie vorstehend gezeigt, wird durch die Erfindung eine neuartige Vorrichtung für die Vorfertigung oder den Werkszusammenbau von Überhitzer- und/oder Nacherhitzerbaugrüppen

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geschaffen, Mittels des Montageturmes mit sorgfältig bearbeiteten oder vergüteten Flächen ist es möglich, ein Segment eines Überhitzer- oder Nacherhitzersammelkessels bezüglich eines Transportrahmens in exakter vertikaler Ausrichtung anzuordnen. Wenn der Sammelkessel in dieser Weise angeordnet ist, k-önnen Röhrenplatten mit hoher Präzision mit dem Sammelkessel verbunden werden, so dass die Baugruppe leicht an der Fertigungsstätte aufgebaut werden kann.

Innerhalb des Erfindungsgedankens sind verschiedene Abwand-" lungen des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispieles möglich.

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Claims (9)

1. Ansprüche :

   orrichtung zur Werksmontage von Überhitzer- oder Nacherhitzer"baugruppen, gekennzeichnet durch eine feste Bezugsebene 16; eine erste, an der Bezugsebene angebrachte Abstützvorrichtung (H); einen aufrecht stehenden, an der Bezugsebene (16) befestigten Montageturm (18); exakt bearbeitete Flächen (24), die an dem Montageturm (18) in genauer Ausrichtung vorgesehen sind; eine zweite Abstützvorrichtung (26) zur Abstützung eines Segmentes eines Sammelkessels oder Steigrohres (98) in senkrechter Stellung, an welches von der ersten Abstützvorrichtung (14-) abgestützte Röhren zur Herstellung der Überhitzer- oder Nacherhitzer-Baugruppe (1o) angeschlossen werden, wobei die zweite Abstützvorrichtung (26) an den bearbeiteten Flächen (24) des Montageturmes (18) präzise einstellbar ist, so dass eine exakte Ausrichtung zu der ersten Abstützvorrichtung (14) gewährleistet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die exakt bearbeiteten Flächen (24) eine Anzahl von an dem Montageturm (18) mit gegenseitigem vertikalem Abstand angeordneten QueiLementen aufweist·
3. 3β Vorrichtung nach Anspruchi oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abstützvorrichtung(26) wenigstens eine Montageplatte (28) aufweist, welche an den bearbeiteten Flächen (24) des Montageturmes (18) abgestützt und bezüglich dieser Flächen quer bewegbar ist, wobei die Montageplatt· (28) komplementäre, exakt bearbeitete Flächen (3o) aufweist, welche mit den bearbeiteten oder vergüteten Flächen (24) des Montageturmes (18) zusammenpassen.
4. 4· Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützvorrichtung (26) eine Anzahl von Montageplatten (28) aufweist, welche zur exakten gegenseitigen Ausrichtung gegeneinander bewegbar sind.

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5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abstützvorrichtung (26) eine Basisplatte zur Abstützung des Sammelkessels oder Steigrohres aufweist, welche an der oder den Montageplatten(28) befestigt ist.
6. 6c Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (42) eine Längs verlaufende Gleitführung (58) und eine Vielzahl von auf der Gleitführung angebrachten Gabelführungselementen (6o) aufweist, welche bezüglich der Gleitführung selektiv beweglich sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabelführungselemente (6o) eine Grundplatte (62), welche entlang der längs verlaufenden Gleitführung (58) verschiebbar ist; eine von der Grundplatte (62) nach aussen vorspringende, mit Führungsflächen (68) versehene Stütze (64); eine in den Führungsflächen (8) gleitbeweglich angeordnete Positionsplatte (84) mit einer an einem Ende gegenüber der bodenplatte vorgesehene, zur einstellbaren Abstützung des Sammelkessels dienende V-förmige Nut (88); und eine Haltevorrichtung (82) zum Andrücken des Sammelkessels (98) gegen die V-förmige Nut (88) aufweisen.
8. 8_β Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (82) aus einem einstellbaren Kabel besteht, welches den Sammelkessel (98) mitführt und an seinen Enden an der Grundplatte (62) befestigt ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (42) eine erste Hebevorrichtung (92) zur Bewegung der Platte (84) der Gabelführungselemente (6o) in den Gleitführungen (58) und eine zweite Hebevorrichtung (54) zur Ausrichtung des Sammelkessels (98) in Längsrichtung bezüglich der Basisplatte (42) aufweist.

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