一种防止鳍片开裂的管屏组件及其管卡的制作方法

[0001]
本申请涉及锅炉技术领域，更具体地说，涉及一种管卡。此外，本申请还涉及一种包括上述管卡的防止鳍片开裂的管屏组件。


背景技术：

[0002]
锅炉受热面管屏是锅炉的主要设备，吸收锅炉内燃料燃烧产生的热量，传递给内部介质，内部介质受热蒸发，形成高温高压蒸汽，一般由金属管经过弯制、焊接、组装形成片状蛇形管组，称之为受热面管屏。
[0003]
目前，我国火力发电机组锅炉部分受热面蛇形管采用鳍片2连接，如图1至图3所示，目前的管屏组件包括管屏本体和鳍片2，管屏本体包括多根管件1，相邻的管件1与鳍片2焊接固定，形成一个自上往下的吊挂结构，并通过吊板4悬吊在锅炉顶部钢架上。
[0004]
在实际使用时，随着锅炉的长期运行，焊缝3受到管屏膨胀、晃动等交变应力和管屏重量的作用下，焊缝3开裂，拉伤高温高压受热面管，造成泄漏，机组非计划停运，造成严重的设备损坏和经济及电量损失。同时焊缝3开裂后，管屏本体下沉，管屏本体吊挂作用失效。
[0005]
综上所述，如何避免焊缝开裂、避免管屏本体下沉，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

[0006]
有鉴于此，本申请的目的是提供一种管卡，其能够对管屏本体上的管件进行托举，解决鳍片焊缝受力问题，防止焊缝开裂，避免拉伤高温高压管件，避免泄漏，防止机组非计划停运，同时解决吊挂焊缝开裂后，管屏组件无吊挂、下沉问题。本申请的另一目的是提供一种包括上述管卡的防止鳍片开裂的管屏组件。
[0007]
为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0008]
一种管卡，包括：
[0009]
侧板组件，所述侧板组件包括位于管屏本体左侧的左侧板和位于所述管屏本体右侧的右侧板，所述左侧板的上端和所述右侧板的上端通过连接件相连、并吊挂在所述管屏本体的目标上管件上，所述左侧板和所述右侧板分别设有位置对应的左轴孔、右轴孔；
[0010]
销轴，所述销轴的左端、右端分别设于所述左轴孔中、所述右轴孔中，所述销轴的侧壁包括用于与目标下管件的下侧壁相抵、以便在所述销轴旋转时向上托举所述目标下管件的偏心轮廓，所述目标下管件为所述管屏本体中位于所述目标上管件下方的管件。
[0011]
可选地，所述连接件为u形结构件，且所述左侧板、所述右侧板、所述u形结构件为一体式结构件。
[0012]
可选地，所述左侧板的上端、所述右侧板的上端分别设有位置对应的左吊挂轴孔、右吊挂轴孔，所述连接件为吊杆，所述吊杆的左端、右端分别设于所述左吊挂轴孔、所述右吊挂轴孔中。
[0013]
可选地，当所述左侧板上设有至少两个所述左轴孔时，同一所述左侧板上的全部所述左轴孔从上至下间隔分布；所述右轴孔与所述左轴孔一一对应，所述销轴与所述左轴孔一一对应连接。
[0014]
可选地，所述偏心轮廓包括弧形曲面和轴向平面，所述偏心轮廓的垂直于所述销轴轴向的横截面呈半圆形。
[0015]
可选地，所述弧形曲面与所述轴向平面的相交位置设有倒角。
[0016]
可选地，所述销轴的右端设有径向凸起的限位座，所述销轴的左端设有径向内缩的定位柱，所述偏心轮廓设于所述限位座和所述定位柱之间。
[0017]
可选地，所述偏心轮廓和所述限位座之间设有截面呈圆形、且与所述右轴孔配合的圆台，所述偏心轮廓从所述定位柱的右端面延伸至所述圆台的左端面。
[0018]
一种防止鳍片开裂的管屏组件，包括管屏本体，所述管屏本体包括多个间隔分布的管件，相邻的所述管件通过鳍片焊接固定，还包括上述任意一种管卡。
[0019]
可选地，当所述管屏本体的所述管件数量少于或等于5根时，每一个所述管卡包括一个所述连接件和一个所述销轴，每一个所述管卡与相邻的两个所述管件配合连接；当所述管屏本体的所述管件数量多于5根时，每一个所述管卡包括一个所述连接件和两个所述销轴，每一个所述管卡与相邻的三个所述管件配合连接。
[0020]
通过上述方案，本申请提供的管卡的有益效果在于：
[0021]
本申请提供的管卡包括左侧板、右侧板、连接件、销轴；在使用过程中，左侧板和右侧板相对设置、并将管屏本体夹在中间；左侧板和右侧板通过连接件相连、并且吊挂在目标上管件上；销轴两端安装在左侧板和右侧板上、并且位于目标下管件的下方，同时销轴设置偏心轮廓。用户控制销轴旋转，使得偏心轮廓支撑其上方的目标下管件，从而将目标下管件向上托举。
[0022]
本管卡设计为偏心式销轴，保证能够插入管件的间隙，销轴插入后，使用专用扳手，往一个方向旋转后，销轴接触管件，对管件提供一个向上的拉紧力，旋转后的销轴分别于左侧板和右侧板焊接在一起。旋转后的销轴对管件提供了一个向上的力，使鳍片的焊缝头部不在受力，从而避免鳍片焊缝从端部开裂。
[0023]
此外，应当理解的是，本申请提供的防止鳍片开裂的管屏组件包括上述管卡，因此，本申请提供的防止鳍片开裂的管屏组件同样具备上述有益效果。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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。
[0025]
图1为现有技术中的管屏组件的结构示意图；图中用与管件轴线共线的单个线条表示管件；
[0026]
图2为图1所示的管屏组件的侧剖图；
[0027]
图3为图2中的局部放大图；
[0028]
图4为本申请实施例提供的一种管屏组件的结构示意图；
[0029]
图5为本申请实施例提供的另一种管屏组件的结构示意图；
[0030]
图6为一种管卡处于第一工作状态的结构示意图；
[0031]
图7为图6所示的管卡处于第二工作状态的结构示意图；
[0032]
图8为本申请实施例提供的一种销轴的结构示意图；
[0033]
图9为本申请实施例提供的另一种销轴的结构示意图；
[0034]
图10为图9所示的销轴的主视图；
[0035]
图11为图9所示的销轴的侧视图；
[0036]
图12为本申请实施例提供的一种侧板组件的主视图；
[0037]
图13为图12所示的侧板组件的侧视图；
[0038]
图14为本申请实施例提供的另一种侧板组件的主视图；
[0039]
图15为图14所示的侧板组件的侧视图；
[0040]
图16为本申请实施例提供的一种右侧板的结构示意图；
[0041]
图17为本申请实施例提供的一种与图16所示的右侧板配合的左侧板的结构示意图。
[0042]
图1～17中的附图标记为：
[0043]
管件1；鳍片2；焊缝3；吊板4；管卡5、左侧板51、左轴孔511、左吊挂轴孔512、右侧板52、右轴孔521、右吊挂轴孔522、销轴53、定位柱 531、偏心轮廓532、圆台533、限位座534、倒角535、u形结构件54、吊杆55。
[0044]
图中的管件1a至1j、1p至1t中的每一者均表示一个管件，5a至5h中的每一者均表示一个管卡，英文字母仅用于区分管件、管卡的位置的差异。
具体实施方式
[0045]
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0046]
请参考图4至图17，本申请提供的防止鳍片开裂的管屏组件可以包括：管屏本体、鳍片2、管卡5。
[0047]
具体的，管屏本体包括多个间隔分布的管件1，单个管件1的形成呈矩形或者其他形状，各个管件1大体在一个平面内从里向外依次分布，相邻的管件1通过鳍片2焊接固定。
[0048]
需要说明的是，本申请中的目标上管件和目标下管件均为管屏本体中管件1，“上”和“下”仅用于区分两个管件1的在竖直方向上的位置关系，在任意两个管件1中，位置相对较高的一个为目标上管件，位置相对较低的一个管件1为目标下管件。以图4所示的结构为例，在管件1p与管件1q 中，管件1p为目标上管件，管件1q为目标下管件；而在管件1q、管件1r 和管件1s中，管件1q为目标上管件，管件1r和管件1s均为目标下管件。
[0049]
本申请提供的管卡5，包括侧板组件、连接件、销轴53。
[0050]
侧板组件包括左侧板51和右侧板52，在使用时，二者相对分布，左侧板51位于管屏本体的左侧，右侧板52位于管屏本体的右侧。并且左侧板 51的上端和右侧板52的上端通过连接件相连、并吊挂在管屏本体的目标上管件上，左侧板51和右侧板52分别设有位置对应
的左轴孔511、右轴孔 521。
[0051]
连接件用于使左侧板51的上端和右侧板52的上端相连，从而实现侧板组件在目标上管件上的吊挂。
[0052]
连接件的结构有多种选择：
[0053]
例如，针对管屏本体最上方的管件1(如管件1p和管件1a)，优选连接件为u形结构件54，且左侧板51、右侧板52、u形结构件54为一体式结构件。具体的，此时左侧板51、右侧板52、u形结构件54形成一个整体，现场安装时，不用定位两侧的左侧板51和右侧板52，直接将一体式结构件悬挂在管件1上面，然后安装销轴53即可，并在销轴53旋转到位后将销轴53与一体式结构件焊接即可。
[0054]
该种结构的连接件适用于设置在管屏本体上最上部的管卡5(如管卡5a和管卡5e)，相比于分体式结构的连接件、左侧板51和右侧板52，一体式结构件具有安装方便、快速的优点；但是对于管屏本体内部的管件1(如管件1c至管件1j，管件1q至管件1t)，该一体式结构件可能无法进入安装位置，位置受限无法安装，因此优选在最上侧的管件1上使用该种结构。
[0055]
再例如，针对管屏本体内部的管件1，优选左侧板51的上端、右侧板 52的上端分别设有位置对应的左吊挂轴孔512、右吊挂轴孔522，连接件为吊杆55，吊杆55的左端、右端分别设于左吊挂轴孔512、右吊挂轴孔522 中。具体的，此时左侧板51、右侧板52、吊杆55为分体式结构。并且，为了避免该管卡5结构的复杂程度，降低大量安装时的出错率，优选用于悬吊的吊杆55和用于承托的销轴53结构形式一致，即吊杆55与销轴53 的规格、形状、结构保持相同，相应的，左吊挂轴孔512与左轴孔511的孔径保持一致，右吊挂轴孔522与右轴孔521的孔径保持一致，使得吊杆 55与销轴53可以通用，从而降低大量加工时的复杂程度和采购成本，且有利于降低仓库备件库存。
[0056]
销轴53安装在左侧板51的左轴孔511和右侧板52的右轴孔521中，销轴53的侧壁包括偏心轮廓532，偏心轮廓532用于与目标下管件的下侧壁相抵、以便在销轴53旋转时向上托举目标下管件。销轴53的结构有多种选择：
[0057]
例如，在一种销轴53的具体结构的实施例中，偏心轮廓532的横截面呈半圆形，该横截面指垂直于销轴53轴向的截面，此处的半圆形不仅特指圆形的一半，半圆形同样包括大半圆形或者小半圆形的情况，此时偏心轮廓532包括弧形曲面和轴向平面，其中，弧形曲面的边缘具有相对分布的弧形的左端和弧形的右端，同时具有相对分布的直线型的两个侧边。轴向平面呈矩形，其边缘具有相对分布的左端和右端，同时具有相对分布的两个侧边，两个侧边、左端、右端首尾连接形成矩形结构。并且弧形曲面的侧边与轴向平面的侧边相接触。偏心轮廓532可以从销轴53的左端面延伸至右端面，此时左轴孔511和右轴孔521的孔径可以保持一致。
[0058]
该种销轴53制作样品现场试安装过程中，发现左侧板51和右侧板52 定位困难，安装后左侧板51和右侧板52上下偏斜，不平行，受力偏斜不能垂直向上；且安装困难，销轴53插入左轴孔511和右轴孔521时，如施工人员把持不好时，左侧板51、右侧板52和销轴53易掉落，安装效率低下。针对上述问题该种销轴53进行了针对性修改。
[0059]
再例如，在另一种销轴53的具体结构的实施例中，销轴53的右端设有径向凸起的限位座534，销轴53的左端设有径向内缩的定位柱531，偏心轮廓532设于限位座534和定位
柱531之间。
[0060]
该种销轴53设计两个轴肩，即定位柱531和偏心轮廓532之间的第一轴肩与限位座534左端面的第二轴肩，用于定位左侧板51和右侧板52，安装时销轴53从右轴孔521穿过后定位在第二轴肩处，再安装左侧板51，将左侧板51定位在第一轴肩处，保证了左侧板51和右侧板52平行，销轴53 旋转后受力不偏斜。同时轴肩起到定位的作用，现场安装时不用定位，直接使用销轴53的轴肩进行定位，安装时销轴53、左侧板51和右侧板52不易掉落，安装效率提高。
[0061]
相应的，为了配合该种结构的销轴53，左侧板51与右侧板52也需要进行相应改进，即左轴孔511的孔径小于右轴孔521的孔径。
[0062]
再例如，在另一种销轴53的具体结构的实施例中，弧形曲面与轴向平面的相交位置设有倒角535，该相交位置指弧形曲面的侧边与轴向平面的侧边相接触的位置。具体的，若侧边未设计圆角，则销轴53旋转时棱角边与管件1发生卡涩，旋转困难，且销轴53旋转后，其棱角直接接触管件1，对管件1造成损伤，因此该种销轴53中设计了圆角，销轴53旋转时，更加平顺，不卡涩，同时圆角边不损伤管件1。
[0063]
再例如，在另一种销轴53的具体结构的实施例中，偏心轮廓532和限位座534之间设有截面呈圆形、且与右轴孔521配合的圆台533，偏心轮廓 532从定位柱531的右端面延伸至圆台533的左端面。该种销轴53通过圆台533与右轴孔521配合，提高销轴53旋转时的稳定性。
[0064]
理论上，同一个管卡5所具有的销轴53的数量没有限制，销轴53与与单个管卡5需要托举的目标下管件一一对应，因此销轴53的数量与单个管卡5需要托举的目标下管件的数量保持一致。当同一个管卡5所具有的至少两个销轴53时，此时销轴53、左轴孔511、右轴孔521的数量需要保持一致，一个右轴孔521、一个销轴53、一个左轴孔511对应连接。并且，此时同一个管卡5中的全部销轴53需要从上至下间隔分布，相应的，同一左侧板51上的全部左轴孔511从上至下间隔分布。在实际应用中，优选同一个管卡5所具有的销轴53的数量为一个或者两个。
[0065]
管卡5与管屏本体配合的方式如下：
[0066]
当管屏本体的管件1数量少于或等于5根时，如图4所示，建议使用“一托一”式管卡5，安装更方便快速，此时每一个管卡5包括一个连接件和一个销轴53，每一个管卡5与相邻的两个管件1配合连接。并且，相邻的两个管件1中，位于上方的管件1为供管卡5吊挂的目标上管件，位于下方的管件1为受管卡5托举的目标下管件。
[0067]
当管屏本体的管件1数量多于5根时，如图5所示，为降低管卡5数量，建议使用“一托二”式管卡5，此时每一个管卡5包括一个连接件和两个销轴53，每一个管卡5与相邻的三个管件1配合连接。并且，相邻的三个管件1中，最上方的管件1为目标上管件，中间的管件1、最下方的管件 1分别为受管卡5托举的目标下管件。
[0068]
以图5为例，对于需要处理9根管件1的鳍片2裂纹问题，采用“一托二”式管卡5，每个管卡5与3根相邻的管件1配合，为了达到每根管件 1的鳍片2都不受力或受力较小的目的，每个管卡5需要重合1根管件1。更具体的，管卡5a吊挂在管件1a上，并且托举管件1b和管件1c；管卡5b 吊挂在管件1c上，并且托举管件1d和管件1e；管卡5c吊挂在管件1e上，并且托举管件1f和管件1g；管卡5d吊挂在管件1g上，并且托举管件1h 和管件1i；管卡5依次将管件
1的重力传递到吊板4，吊板4通过吊挂杆将管屏本体的重量传递至锅炉钢架上，从而减少管件1连接鳍片2端部的受力，防止鳍片2端部开裂拉伤受管件1，避免机组非计划停机。
[0069]
并且，优选管卡5在鳍片2两侧均有设置，例如，单侧使用4个管卡5，两侧共使用8个管卡5，将两侧的管卡5尽可能布置在管件1的水平段的两端，可以使销轴53在旋转后，同样的向上拉紧力下，管卡5对鳍片2焊缝 3的作用力最大化，会更加有利于防止出现鳍片2裂纹。两侧管卡5还应对称布置，使两侧鳍片2受力均匀。
[0070]
由上述实施方式可以见，本申请提供的管卡5的有益效果在于：
[0071]
优点1：通过管卡5，将管件1重量依次传递到顶部吊板4，分担鳍片 2的受力，将现有技术中的中间点受力，改为两端同时受力。使鳍片2不受力或减少受力，解决了锅炉受热面鳍片2式连接管屏鳍片2端部开裂，损伤锅炉管件1，造成泄漏，机组非停的问题。
[0072]
优点2：尤其适用于管件1材质较高(如sa213-t91等)，焊接后需要进行热处理，而结构特殊，无法进行现场热处理的管屏鳍片2裂纹的有效消除和预防方法。
[0073]
优点3：不对管件1进行改造，不影响锅炉受热面安全性。
[0074]
优点4：设计有定位轴肩，现场改造、安装快速方便，操作简单省时省力，提高工作效率，减少人工成本。
[0075]
优点5：对于不同管件1外径，可以调整u形结构件54的弯曲半径和销轴53的长度进行适配；对于管件1间距不同的管屏本体，可以调整侧板的孔距进行适配。有可以通过调整孔距、销轴53直径、销轴53长度等尺寸与不同管件1进行适配，因此应用范围广泛。
[0076]
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0077]
以上对本申请所提供的防止鳍片开裂的管屏组件及其管卡进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

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