(3)设置外荷载有序传递导向。锅炉本体周围管道及其他附件所施加的荷载，地震力 及露天布置锅炉所受的风力等能通过导向节点正确传递到钢架上， 全部悬吊管墙设置合理导 向和支承装置，保持平稳无晃动，膨胀时不受阻。

本锅炉上炉膛的垂直水冷壁布置了 11 层水平刚性梁，螺旋水冷壁和冷灰斗共布置了 8 层水平刚性梁， 尾部竖井烟道共设置 12 层水平刚性梁。 水平刚性梁的层间布置有校平装置， 此外，在与水平烟道连接的后水两侧和后烟道前包墙的两侧都设置了垂直刚性梁。

3.2.1 水平刚性梁装配形式

 单独梁： 刚性梁为固定连接， 它只承受此刚性梁和与之相连的校平装置的自重及所有外 加垂直荷载，它随管墙一起向下膨胀。与之相邻的刚性梁属于另一组，不与之一起向下 膨胀，故与之相连的校平装置连接端为固定连接，另一端为滑动连接。

两根梁：一根刚性梁为固定连接，另一个刚性梁为自由连接。自由连接的刚性梁随固定 连接的刚性梁(按固定刚性梁的膨胀量)一起向下膨胀。 固定连接的刚性梁同时承受两个 刚性梁和校平装置的自重和所有外加垂直荷载，故校平装置两端均为固定连接。

三根梁：三根刚性梁中有一根为固定连接，另外两根刚性梁为自由连接。自由连接的刚 性梁随固定刚性梁一起按固定刚性梁的膨胀量向下膨胀。 固定连接的刚性梁同时承受此 三根刚性梁和与之相连的校平装置的自重和所有外加垂直荷载， 故两根校平装置与刚性 梁连接均为固定连接。

3.2.2 垂直管屏水平刚性梁结构

内绑带通过内绑带固定夹中的销与管墙连接起来。 内绑带固定夹通常只与鳍片相焊， 不 与管子相焊。 内绑带通过立板用刚性梁固定夹将刚性梁与立板连接起来， 刚性梁内翼缘与刚 性梁固定夹内翼缘留有 1.6mm 的间隙， 以保证刚性梁与管墙可以相对滑动。 内绑带固定夹与 内绑带边缘之间留 13mm 间隙，销在内绑带固定夹内允许垂直方向移动。

刚性梁固定夹与刚性梁边缘要留有一定的间隙以满足不同的垂直膨胀量。 刚性梁固定夹 与刚性梁内翼缘之间有一定的间隙用临时垫片在厂内固定在膨胀间隙的位置， 在安装过程中 保留，这些临时垫片在安装保温之前撤掉。

角部用一短内绑带与主内绑带交迭相焊， 再通过销轴、 连接板与焊在短内绑带上的角部 支撑板连接起来，使其形成一个完整的刚性梁体系。短内绑带宽度比主内绑带小 50mm。连 接处有一个偏移量，其为膨胀量的一半。

水平刚性梁固定形式有如下三种：

 刚性梁/内绑带和内绑带/管墙：用于零膨胀点处，即内绑带与衬垫焊接，通过固定钢板 将水平力传到刚性梁上， 通过挡块作为约束。 这种固定既传递了水平力又限制了刚性梁 的膨胀。 

刚性梁/管墙：用于后烟道侧墙，固定钢板与衬垫相焊，通过固定钢板将水平力传到刚性梁上。通过挡块为约束，由于刚性梁不与内绑带连接，故只传递水平力，膨胀不受约 束。

内绑带/管墙：用于小梁的零膨胀点处。

3.2.3 螺旋管屏刚性梁结构

螺旋管屏与垂直管屏的水平刚性梁装配形式相同(即分三种) ，但其附件及传递荷载原 理不同。螺旋管圈承受垂直荷载的能力较差，所以必须加强螺旋管圈的强度，采用焊接张力 板来加强， 使螺旋管屏和焊在鳍片上的垫块及张力板形成一体， 共同将垂直荷载传递到炉膛 上部的垂直管屏上。炉膛压力通过大、小连接传至校平装置上，再由校平装置传到水平刚性 梁上，刚性梁不直接承受炉膛压力。

大连接：一端与校平装置相焊，另一端用水平放置的 L 型耳板与张力板相连，以传递炉 膛压力;中间用二个连接板与之相连，连接板中两销轴偏移量为该点的膨胀量的一半;在大 连接下端用两块垂直放置的托块与张力板相连，以承受垂直荷载。

小连接：一端与校平装置相焊，另一端用水平放置的 L 型耳板与张力板相连，以传递炉 膛压力;中间用二个连接板与之相连，连接板中两销轴偏移量为该点的膨胀量的一半;在小 连接下端没有垂直防止的托块，故小连接只承受炉膛压力，不承受垂直荷载。

角部结构： 角部用手指板与角部块和角部支撑板相连， 再通过销轴将连接板与角部支撑 板连接起来，使其形成一个完整的刚性梁体系。

水平刚性梁固定形式： 在零膨胀点处放置一特殊的固定结构， 使其将水平力传到刚性梁 上，通过挡块作为约束，即传递了水平力又限制了刚性梁的膨胀。

3.2.4 校平装置的作用

垂直管屏的校平装置：刚性梁设在管墙外侧，刚性梁重心远离管墙中心线，必然对管墙 产生附加弯矩，而增加管子的弯曲应力，为了抵消此附加弯矩，故在各层刚性梁之间设有校 平装置，使刚性梁保持水平，同时起到刚性梁的侧向支撑作用。

螺旋管圈的校平装置：与垂直管屏校平装置的作用相同。它与大、小连接相连，炉膛压 力首先通过大、小连接作用到校平装置上，再由校平装置传递到上、下层刚性梁上。

3.2.5 校平装置结构

滑动连接： 校平装置端部用两个角钢和螺栓与刚性梁连接， 角钢长度方向与校平装置内 翼缘每边留有 2mm 间隙，两角钢背靠背留有 50mm 间隙，校平装置的端部与其连接板，留有 18mm 间隙。角钢与校平装置腹板有一安装用定位螺栓，待校平装置安装完毕后，将螺栓拆 掉。

固定连接： 校平装置上端用一钢板与刚性梁用螺栓连接， 在下端板与刚性梁连接板之间 放置一个 12mm 临时垫片，该垫片应在安装保温之前就撤掉。 炉膛压力是通过大、小连接传至校平装置上，再由校平装置传到水平刚性梁上，水平刚 性梁不直接承受炉膛压力。

4 零膨胀点的设置

锅炉本体采用全悬吊结构， 使锅炉本体的每个部分能够比较充分的热膨胀， 大大地减少 了由于热膨胀受阻而产生的热应力。锅炉的自然热膨胀中心除了与锅炉的几何尺寸有关之 外，还与温度的分布有关。而锅炉在启动低负荷、满负荷和停炉工况下温度的分布是不一样 的。因此，锅炉的自然热膨胀中心是随着工况的变化而变化的。为了进行比较精确的热膨胀 位移计算， 以便进行系统的应力分析和密封设计， 需要有一个在各种工况下都保持不变的膨 胀中心，作为热膨胀位移计算的零点。这个膨胀中心就是所谓的人为膨胀中心，通过一定的 结构措施就能实现。

如前所述， 本锅炉某些层刚性梁的内绑带与衬垫焊接， 通过固定钢板将水平力传到刚性 梁上，通过挡块作为约束来实现零膨胀点。同时，利用与刚性梁和冷钢结构相铰接的刚性梁导向装置，将刚性梁上的水平荷载传递到刚结构上。炉膛水冷壁共设置了 4 层导向装置，尾 部烟道设置了 2 层导向装置。

炉膛前、后墙及后烟道前、后墙的膨胀中心设置在锅炉对称中心线上;螺旋水冷壁侧墙 膨胀中心设置在距炉膛后墙中心线靠炉前侧 1300mm 处，垂直管屏水冷壁侧墙的膨胀中心设 置在距炉膛后墙中心线靠炉后侧 1300mm 处。

5 膨胀指示器

为了能更好的直观的观察锅炉整体膨胀， 在锅炉各主要部位安装了膨胀指示器 (见附图 3) ，膨胀指示器显示的膨胀量为膨胀中心起分别到下、前、后、左、右所示膨胀量。

附图 3 膨胀指示器安装位置图

三 结束语

从 660MW 超临界锅炉的膨胀系统设计进行入手，对膨胀中心、刚性梁零膨胀点、角部 连接设置、螺旋段水冷壁大小连接、刚性梁张力板设置、导向装置和膨胀指示器装置的作用 进行分析， 改变了以往锅炉因膨胀受阻而引起的非停， 真正实现了锅炉运行中膨胀不受阻 (在 设计范围内)的特点，达到技术规范要求，为机组的安全运行提供了良好的保障。

参考文献

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