FI124429B - Menetelmä ja laitteisto voimakattilan seinien tukemiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä ja laitteisto voimakattilan seinien tukemiseksi (001) Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laitteisto voimakattilan seinien tukemiseksi. Esillä oleva keksintö kohdistuu lämpövoimakattilaan, joka yleisesti 5 ottaen koostuu varsinaisesta tulipesästä ja laitteista savukaasujen käsittelemiseksi sekä kiertopetikattiloiden ollessa kyseessä vielä laitteista petimateriaalin kierrättämiseksi ja palauttamiseksi tulipesään. Erityisesti keksintö kohdistuu tällaisen voima-kattilan paneli- tai levyrakenteisten seinien tukemiseen.

10 (002) Perinteisesti keksinnön kohteena olevat voimakattilat on varustettu ns. vesiput- kiseinillä, jotka nimensä mukaisesti koostuvat rinnakkain asetetuista vesiputkista ja niiden välille sijoittuvista levymäisistä evistä. Vesiputkissa kiertävällä vedellä on tarkoituksena ottaa palamisessa syntyvää lämpöä talteen. Tällainen vesiputkista muodostuva seinä on kuitenkin kokoonsa nähden suhteellisen kevytrakenteinen eikä sel-15 laisenaan kestä taipumatta siihen kohdistuvia ylimääräisiä rasituksia, joita voi aiheutua esimerkiksi savukaasujen paineen muutoksista, vaan seinä tarvitsee tukea pysyäkseen halutussa muodossaan. Lisäksi on tunnettua, että, kun vesiputkiseinän yhteyteen järjestetään laitteita, niiden on otettava huomioon seinien ja koko kattilan lämpölaajeneminen.

20 (003) Perinteisesti voimakattilan edelläkuvatun tyyppiset panelirakenteiset seinät on jäykistetty käyttäen nivelnurkkaisia palkkikehiä, joiden rakenne sallii lämpöliikkeen seinän ja palkin välillä. Palkkikehien tiheys määräytyy tulipesän seinien jäykkyydestä, johon puolestaan vaikuttaa putkien koko ja jako vesiputkiseinässä. Kehän muodostavat 25 palkit mitoitetaan kaksitukisina palkkeina, jolloin niiden koko määräytyy seinän levey- 't g den ja palkkien korkeussuuntaisen jaon perusteella.

c\j i m ° (004) Tekniikan tason mukaisia voimakattiloiden seinien tuentaratkaisuja käsitellään O) mm. patentti- ja hakemusjulkaisuissa US 3,379,177, US 3,814,063, US 3,368,535, | 30 EP-B1-0 591 183, JP-A2-21304505, JP-A2-22257303, JP-A2-20002401, JP-A2- ^ 06193809, JP-A2-52113401, JP-A2-08296807 ja JP-A2-11241805.

CO

m m o o c\j 2 (005) US patenttijulkaisussa 3,379,177 käsitellään voimakattilaa ja sen seinän tukirakennetta. Julkaisu esittää erään tunnetun tavan rakentaa voimakattila. Siihen kuuluu olennaisena osana se, että koko kattilarakenne ripustetaan kattilarakennuksen teräsrakenteiden varaan, tarkemmin sanoen kyseisiin teräsrakenteisiin kuuluvan ja kattilan 5 yläpuolelle sijoittuvan kannatustason varaan niin, että myös kattilan seinien tukirakenteet on ripustettu mainitun kannatustason varaan. Mainitut seinän tukirakenteet koostuvat kattilan kutakin ulkoseinää vasten vesiputkia vastaan kohtisuorassa suunnassa olevista ja välimatkan päähän toisistaan sijoittuvista kehyspalkeista, joiden kiinnitys seinään sallii jossakin määrin liikettä seinän ja kehyspalkin välille tarkoituksena ottaa 10 huomioon lämpötilan muutosten aiheuttamat laajenemiset/supistumiset kehyspalkin pituussuunnassa. Kehyspalkit on puolestaan tuettu liukuvasti kattilan seinään nähden vastakkaiselta sivultaan pystysuuntaisia l-palkkeja vasten. Mainittuja l-palkkeja on useampia kunkin seinän leveydellä ja ne on ripustettu, kuten jo edellä mainittiin, kattilarakennuksen teräsrakenteiden varaan, tarkemmin sanoen jo edellä mainitun kanna-15 tustason varaan. Kyseiset pystysuuntaiset l-palkit on puolestaan tuettu kehyspalkkien puoleiseen sivuunsa nähden vastakkaiselta sivultaan kyseisiin l-palkkeihin hitsatulla vaakatasoon sijoittuvalla palkkiristikolla, joka koostuu kattilan kullekin sivulle sijoittuvasta jäykästä ristikko-osasta. Kyseiset jäykät ristikko-osat muodostavat kattilaa ympäröivän palkkiristikon kattilan kulmiin sijoittuvan joustavan nivelratkaisun välityksellä. 20 Kyseinen nivelratkaisu ottaa omalta osaltaan huomioon lämpötilan muutoksista aiheutuvat kattilan ulkomittojen muutokset.

(006) US 3,814,063 esittää edelleenkin ylhäältä ripustettua voimakattilaa ja tarkemmin sanoen sen vesiputkiseinän tukirakennetta, jossa tuenta on toteutettu eri tavalla 25 kuin edellä. Tässä ratkaisussa vesiputkiseinä on kytketty kattilan tavoin ylhäältä ylä- •Ί· 5 osan kannatustason varaan, mutta erilleen kattilasta, ripustettuihin pystysuoriin l-palk-

CM

^ keihin molemmista päistään nivellettyjen varsien välityksellä niin, että nivelvarsien toi- ° nen pää voi liukua pystypalkin suhteen. Nivelvarsi on liitetty vesiputkiseinään useam- σ> man vesiputken leveydelle ulottuvan olennaisen neliömäisen jalkaosan avulla. Pysty- £ 30 suorat I palkit on puolestaan kiinnitetty nivelvarsiin nähden vastakkaiselta sivultaan

Tt vaakasuoraan tasoon sijoittuvaan ristikkorakenteeseen, joka kiertää koko kattilan ym- h-- ίο pari.

LO

O

o C\1 3 (007) JP-A2-21304505 puolestaan käsittelee edelleenkin ylhäältäpäin yläosan kan-natustasosta ripustettua voimakattilaa ja laitteistoa, jolla estetään voimakattilan värähtelyä ja heilahtelua esimerkiksi maanjäristysten yhteydessä. Samassa yhteydessä esitetään myös eräs voimakattilan seinien tuentaratkaisu. Kyseisen julkaisun tekniikan 5 tasoa käsittelevässä osuudessa esitetään tapa kehyspalkkien kiinnittämiseksi voima-kattilan seinään olennaisen vaakasuoraan suuntaan niin, että niiden kiinnityksessä on otettu huomioon seinän ja kehyspalkin mahdollisesti erisuuruinen lämpölaajeneminen. Varsinaisesti kehyspalkki kiinnitetään kattilan seinään kullekin kehyspalkille ominaisen välikekappaleen avulla siten, että välikekappale on kiinnitetty kattilan seinään. Kehys-10 palkki on puolestaan kiinnitetty välikekappaleeseen pultilla, jolle on kuitenkin järjestetty pitkänomainen reikä kehyspalkkiin niin, että kattilan seinän ja kehyspalkin erisuuruiset lämpölaajenemiset otetaan huomioon sallimalla kiinnityspultin liukuminen reiässä kehyspalkin pituussuunnassa. Julkaisun esittämän keksinnön mukaisessa ratkaisussa kehyspalkit on puolestaan kiinnitetty kattilaan nähden vastakkaiselta sivul-15 taan pystysuuntaisiin tankoihin muutaman kehyspalkin ryhmissä niin, että kunkin ryhmän kehyspalkeista yksi on kiinnitetty liikkumattomasti tankoon muiden kehyspalkkien voidessa liukua tangon pituussuunnassa kattilan seinän lämpölaajenemisen vaatimalla tavalla. Tangot on puolestaan kiinnitetty pystysuuntaisen liukumisen mahdollistavalla tavalla varsinaisiin voimakattilan maahan tuettuihin teräsrakenteisiin eli niin, 20 että kattilan seinien lämpölaajeneminen ei kohdista pystysuuntaisia voimia mainittuihin teräsrakenteisiin. Toisin sanoen sekä kehyspalkit että niihin liitetyt pystysuuntaiset tangot on ripustettu kattilan välityksellä voimalaitosrakennuksen teräsrakenteiden yläosan kannatustason varaan.

25 (008) Kaikille edellä tarkemmin esitetyille ratkaisuille kuten myös muille edellä maini ot 5 tuissa julkaisuissa käsitellyille ratkaisuille on ominaista muun muassa se, että kattilan

C\J

^ seinien tukirakenteet on ripustettu kattilarakennuksen teräsrakenteiden yläosan kan- ° natustason varaan joko kattilan mukana tai omien erityisten ripustuslaitteittensa 0 avulla.

1 30 (009) Tällainen tukirakenteiden ripustus tuo kuitenkin mukanaan muutamia haittapuoli [n lia. Olipa ripustus tehty kummalla edellä kuvatulla tavalla hyvänsä, muodostaa tukira- m § kenteiden, joihin ainakin lasketaan ripustustavasta hieman riippuen kehyspalkit, näihin c\j 4 liittyvät pystypalkit sekä mahdolliset ristikkorakenteet, jotka on puolestaan kytketty mainittuihin pystypalkkeihin, paino merkittävän osan teräsrakenteisiin kohdistuvasta kokonaiskuormituksesta. Lisäksi kattiloiden koon kasvaessa on selvää, että myös tukirakenteiden paino kasvaa vähintäänkin samassa suhteessa. Tällöin luonnollisesti 5 myös kattilan ja sen seinien tuentaratkaisujen ripustukseen käytettäviä teräsrakenteita on kasvatettava suhteessa kasvaviin kuormituksiin.

(0010) Kyseisiä ongelmia on kuitenkin mahdollista pienentää, kun vesiputkiseinien tu-enta muutetaan sellaiseksi, että mahdollisimman suuri osa tuennasta saadaan suo- 10 raan kattilarakennuksen perustusten tai vastaavan varaan ilman tekniikan tason mukaisia ripustuksia ylhäältäpäin. Edelleen tukirakenteiden kattilan yläosan kannatusta-soa kuormittavaa painoa voidaan pienentää muuttamalla kattilan seinien tukirakenteita niin, että joko tullaan toimeen kevyemmillä palkeilla tai jopa niin, että järjestetään mahdollisimman suuri osa tukirakenteista kannatettavaksi suoraan maahan tai kattila-15 rakennuksen perustuksiin tarvitsematta ripustaa seinien tukirakenteita kattilan yläosan kannatustason varaan.

(0011) Erääksi toiseksi ongelmaksi on havaittu se, että kehyspalkkeihin kohdistuu huomattavia rasituksia riippumatta siitä tekniikan tason mukaisesta tavasta, jolla ne on 20 järjestetty kattilan seinien yhteyteen. Syynä tähän on se, että kehyspalkkeja käytetään paitsi varsinaiseen tarkoitukseensa, eli tukemaan kattilan seiniä sivusuunnassa, myös välittämään kattilan seiniin kohdistuvia kuormituksia edelleen. Tällaisissa rakenteissa kehyspalkkeihin kohdistuu kerrallaan yksi tai useampia seuraavista rasituksista; puristus, taivutus ja vääntö.

25 't g (0012) Edellä esitettyjä haittapuolia on lähdetty ratkaisemaan esillä olevan keksinnön

CNJ

^ mukaisella menetelmällä voimakattilan seinien tukemiseksi, jossa menetelmässä voi- ° makattilan tulipesä ripustetaan erityisesti tarkoitusta varten järjestettyjen teräsraken- cn teiden yläosan kannatustason varassa riippuvaksi ja kattilan vesiputkista muodostuvat £ 30 seinät tuetaan vaakasuorassa suunnassa ainakin erityisten vesiputkiin nähden olen- naisen kohtisuoraan suuntaan sijoittuvien kehyspalkkien ja näiden ulkopuolelle sijoitin [g tuvien maahan tai kattilarakennuksen perustuksiin kiinnitettyjen pystysuuntaisten pila-

iD

o o c\j 5 rien avulla. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusmerkillistä, että tuetaan ainakin kaksi kattilan vastakkaisilla puolilla olevaa seinää siten, että siirretään seiniin kohdistuvat seinien normaalien suuntaiset kuormitukset mainittujen pystysuuntaisten pilarien välityksellä yhden tai useamman kattilaa kiertävän jäykistetyn tason sisäisiksi 5 kuormituksiksi.

(0013) Vastaavasti keksinnön mukaiselle laitteistolle voimakattilan seinien tukemiseksi, joka voimakattila koostuu erityisesti tarkoitusta varten järjestettyjen teräsrakenteiden yläosan kannatustason varaan ripustetusta tulipesästä, joka tulipesä puo- 10 lestaan koostuu vesiputkiseinistä, niitä tukevista ja niiden ulkopuolelle sijoittuvista vesiputkiin nähden olennaisen kohtisuorista kehyspalkeista sekä kehyspalkkien ulkopuolelle sijoittuvista maahan tai kattilarakennuksen perustuksiin kiinnitetyistä pilareista, on tunnusmerkillistä, että yksi tai useampi jäykistetty koko kattilaa kiertävä taso on kiinnitetty mainittuihin kattilan sivuille sijoittuviin pilareihin, ja ainakin kaksi kattilan 15 vastakkaisilla puolilla olevaa vesiputkiseinää on tuettu mainittuihin pilareihin.

(0014) Muut keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle voimakattilan seinien tukemiseksi tunnusmerkilliset piirteet käyvät ilmi oheisista patenttivaatimuksista. 1 2 3 4 5 6 (0015) Eräänä etuna keksinnön mukaisella kiinnityksellä on luonnollisesti mm. se, että 2 kattilarakennuksessa tarvittavien teräsrakenteiden määrä pienenee oleellisesti. Siten 3 koko kattilalaitos tulee tekniikan tason mukaisia ratkaisuja edullisemmaksi valmistaa 4 sekä pienentyneen rakennusmateriaalien määrän että tarvittavien työtuntien muo 5 dossa. Asian selkeyttämiseksi voidaan esimerkinomaisesti mainita, että soveltamalla 6 keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa on mahdollista, luonnollisesti kattilan 't 5 koosta riippuen, säästää tarvittavien teräsrakenteiden painossa muutamasta kymme-

C\J

i nestä aina satoihin tonneihin saakka.

m cp o (0016) Keksinnön eräänä toisena etuna kannattaa mainita, että keksinnön erään edul- £ 30 lisen suoritusmuodon mukainen rakenne tekee mahdolliseksi kehyspalkkien keventä- misen, koska kyseinen rakenne ei aiheuta kehyspalkkiin vääntöä, ja siten kehyspalk-f""" [n kia ei tarvitse mitoittaa kestämään kyseistä vääntökuormitusta.

m o o c\j 6 (0017) Keksinnön eräänä kolmantena etuna voidaan mainita, että keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaisessa ratkaisussa kehyspalkkeja voidaan edelleen keventää niin, että kattilan ja erottimen välinen tila voidaan rakentaa entistä pienemmäksi ilman, että seinän tuennasta tarvitsee tinkiä.

5 (0018) Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää ja laitteistoa voimakattilan seinien tukemiseksi selitetään yksityiskohtaisemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista kuvio 1 esittää kaavamaisesti voimakattilan tulipesän keskiosan poikkileikkausta, jossa keksinnön mukaista ratkaisua on sovellettu, 10 kuvio 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista ratkaisua hieman yksityiskohtaisemmin, ja kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista ratkaisun tarkempaa rakennetta.

(0019) Kuviossa 1 esitetään kaavamaisesti voimakattilaa leikattuna sekä ala- että ylä-15 osastaan siten, että näkyvissä ovat ainoastaan kattilan vastakkaisten pystysuuntaisten seinien keskiosat. Siten kuviossa ei näytetä sen enempää kattilan ripustuslaitteis-toa kuin kattilasta poistuvan ja kattilaan tulevan materiaalin kanaviakaan. Kuviossa esitetään siten pelkästään osa voimakattilan tulipesästä 10, jota ympäröivät kattilan seinät 12, jotka useimmiten muodostavat suorakulmaisen nelikulmion, ja seinän 12 20 suoranaiseen tuentaan kuuluvat laitteet 14. Tekniikan tason kattiloistakin tunnetulla tavalla kattilan 12 seinät muodostuvat vesiputkipaneeleista, joissa pystysuuntaiset vesiputket on liitetty toisiinsa seinän tason suuntaisilla evillä. Kuten jo edellä tekniikan tason yhteydessä on kerrottu, tällainen vesiputkiseinä on tuettu tulipesään 10 nähden vastakkaiselta sivultaan olennaisen vaakasuuntaisilla kehyspalkeilla, joita kuviossa 25 esitetään viitenumerolla 22, ja joilla estetään seinän 12 pullistuminen esimerkiksi sa- 't g vukaasujen paineen muutosten johdosta.

c\j i m ° (0020) Sekä kuviossa 1 että myös yksityiskohtaisemmin kuviossa 2 esitetään nyt kek- cn sinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen tapa olennaisesti vesiputkien suun- | 30 taan nähden kohtisuoraan suuntaan järjestettyjen kehyspalkkien 22 tukemiseksi katti- lan seinään 12 ja puolestaan kattilan seinän 12 tukemiseksi maasta tai yleisemmin in sanottuna alustasta, eli useimmiten kattilarakennuksen perustuksista, olennaisesti m o o

CVJ

7 koko kattilan korkeudelle ulottuviin pilareihin 24, joita sijoittuu ainakin yksi kattilan kullekin sivulle. Kuvioissa 1 ja 2 esitetään, kuinka tässä keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa kattilan seinään 12 on kiinnitetty pystysuuntaan tai paremminkin vesiputkien suuntaan palkkeja 26. Edullisesti palkkien kiinnitys tapahtuu olennaisesti 5 yhdestä pisteestä niin, että seinän ja palkin erisuuruinen lämpölaajeneminen ei aiheuta ylimääräisiä jännityksiä sen enempää kiinnitykseen itseensä kuin seinään tai palkkiinkaan. Kyseiset palkit 26 ovat joko yhtenäisiä olennaisella osalla kattilan seinän korkeutta (vesiputkien ollessa pystysuuntaisia) tai palkit voivat muodostua osista, jotka kuitenkin muodostavat kullakin kattilan seinällä tässä suoritusmuodossa olennaisen 10 pystysuuntaisen palkkilinjan. Edelleen kyseisiä olennaisen yhtenäisiä palkkeja 26 tai useammasta lyhyestä palkista koostuvia palkkilinjoja voi olla kullakin kattilan seinällä 12 yksi tai useampia. Mainittujen palkkien 26 kattilan seinään 12 nähden vastakkaiselle sivulle on kiinnitetty jo edellä mainitut kehyspalkit 22. Silloin, kun kattilan seinällä 12 on ainoastaan yksi palkki/palkkilinja 26, on mahdollista kiinnittää kehyspalkki kiin-15 teästi palkkiin 26, mutta etenkin silloin, kun palkkeja 26 on useampia, on olennaista, että palkkien 26 ja kehyspalkkien 22 välinen kiinnitys on vähintäänkin yhtä lukuunottamatta kaikkien palkkien osalta joustava. Tällainen joustava kiinnitys voidaan järjestää esimerkiksi jo tekniikan tason julkaisuissa esitetyillä tavoilla ks. esim. JP-A2-21304505. Aivan vastaavalla tavalla kehyspalkit 22 on mahdollista kytkeä toisiinsa 20 päistään seinien 12 kulmauksessa esimerkiksi julkaisussa JP-A2-20002401 kuvatulla tavalla.

(0021) Kuvioissa 1 ja 2 on myös esitetty, kuinka palkki 26 kehyspalkkeineen tai sen osat kehyspalkkeineen tuetaan pystypilariin 24. Tämä suoritetaan kiinnikkeiden 28 25 avulla. Kyseiset kiinnikkeet mahdollistavat palkkien 26 jonkinasteisen siirtymisen ulos- 5 päin, mutta vain hallitussa määrin. Tosin sanoen kattilan lämpöliikkeen mukainen palk oa ^ kien 26 siirtymä sekä kattilan pituussuunnassa että poikittaissuunnassa sallitaan.

° Luonnollisesti, jos kattilan seinään on kiinnitetty palkkeja 26 myös muualle kuin seinän en keskilinjalle, on myös palkkien 16 sivuttaissuuntainen kattilan seinän lämpötilan muuli 30 toksesta aiheutuva liike sallittava.

[n (0022) Kuviossa 2 esitetään perspektiivikuvantona osa voimakattilan seinän 12 tuen- LT3 § nasta sisältäpäin katsottuna niin, että varsinainen kattilan vesiputkiseinä on leikattu c\j 8 pois. Kuviossa nähdään tuentaratkaisu, jossa kattilan yhdellä seinällä on vain yksi palkkilinja, jolla palkki on jaettu pituussuunnassaan osiin 26. Jo tässä vaiheessa kannattaa todeta, että palkkeja tai palkkilinjoja voi, kuten jo edellä mainittiin, kullakin kattilan seinällä olla myös useampia lähinnä riippuen tuettavan seinän leveydestä, mutta 5 myös kattilan muusta mitoituksesta. Siten, kun kattilan seinän tuennan mitoitusperusteena on se, että kehyspalkkien taipuma pidetään vakiosuuruisena, on mahdollista keventää kehyspalkkeja lisäämällä pystypilareja 24 ja pystypalkkilinjoja 26.

(0023) Kuhunkin pystypalkin osaan 26 on kiinnitetty tässä esimerkinomaisessa suori-10 tusmuodossa kolme vaakasuuntaista kehyspalkkia 22. Luonnollisesti kehyspalkkeja 22 kiinnitetään pystypalkkiin 26 lähinnä seinän tuennan tasosta ja pystypalkin pituudesta riippuva määrä. Kuviossa näytetään myös pystypalkkien 26 kiinnitys 28 pysty-pilariin 24, joka kiinnitys ottaa huomioon lämpölaajenemisen aiheuttamat mittamuu-tokset kattilassa.

15 (0024) Edelleen kuviossa 2 esitetään keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukainen pystypilarien 24 tuenta kattilaan nähden vastakkaiselta sivultaan ainakin yhteen, edullisesti useampaan eri korkeudelle sijoittuvaan jäykistettyyn tasoon 30. Kukin jäykistetyistä tasoista 30 muodostaa koko kattilan kiertävän edullisesti ristikkomaisen 20 rakenteen, jolla ainakin kaksi kattilan vastakkaista sivua kytketään toisiinsa niin, että tulipesästä 10 seinien 12 tuentaan kohdistuvat, seinän normaalin suuntaiset, mutta vastakkaissuuntaiset voimat kumoutuvat ja muuttuvat jäykistetyn tason 30 sisäiseksi kuormitukseksi. Toisin sanoen lopputuloksena edellä esitetystä rakenneratkaisusta on se, että jäykistetyn tason ollessa käytännöllisesti katsoen absoluuttisen jäykkä eivät 25 myöskään kullakin kattilan sivulla olevat pystypilarit 24 pääse siirtymään tai taipumaan 't g kattilasta päin tulevien voimien johdosta, vaan voimat siirretään pystypilarien 24 ja

CNJ

. pystypalkkien 26 välisillä kiinnikkeillä 28 jäykistettyyn tasoon 30.

o i O) (0025) Jäykistettyjen tasojen 30 pystysuuntainen välimatka toisistaan määräytyy toi- | 30 saalta pystypilarien 24 tai vastaavien mitoituksesta ja toisaalta itse tasojen mitoituk- sesta. Luonnollisesti on selvää, että mitä kevytrakenteisempi pilari ja/tai taso on, sitä f""· [g tiheämmässä jäykistettyjä tasoja tarvitaan pitämään pilarien nurjahduskuormitus hy- LT3 § väksyttävissä rajoissa. Itse jäykistettyjen tasojen sijoitus kattilan suhteen määräytyy c\j 9 suurelta osin sen mukaan, onko kattilan seinän läheisyyteen jätettävä jostakin syystä tilaa esimerkiksi joitakin huolto- tai kunnossapitolaitteita varten, vai voidaanko taso puolestaan sijoittaa aivan kattilan seinän läheisyyteen, jolloin tasoa voidaan samalla käyttää huolto- ja kulkutasona. Toisin sanoen tasot voidaan järjestää paitsi suoraan 5 kiinni pystypilareihin, myös tarvittaessa järjestää halutun välimatkan päähän kattilasta tarkoitukseen sopivalla palkki- tai ristikkorakenteella, kuten kuviossa 2 itse asiassa on esitetty.

(0026) Kuviossa 3 esitetään pystypalkkien 26 ja pilarien 24 kiinnityksen 28 erästä edul-10 lista suoritusmuotoa hieman yksityiskohtaisemmin. Kuvion 3 mukainen kiinnitys koostuu pystypalkkiin 26 joko suoraan tai erityisen tangon välityksellä kiinnitetystä levystä 32 tai vastaavasta, ja pilariin 24 myöskin joko suoraan tai erityisen tangon välityksellä kiinnitetystä kahdesta levystä 34 tai vastaavasta, jotka sijoittuvat pystypalkin levyn 32 molemmille puolille, kyseisiin levyihin 34 järjestetyistä pitkänomaisista hahloista 36 15 sekä levyyn 32 kiinnitetystä tai muutoin järjestetystä ja hahloihin 36 sijoittuvasta tapista 38. Edullisesti hahlojen 36 suunta määräytyy kattilan lämpölaajenemisen mukaan. Toisin sanoen kattilan yläpäässä korkeussuunnassa suhteellisen lähellä kattilan ripus-tuskohtaa hahlot 36 ovat lähes vaakasuorat, koska kattilan lämpölaajeneminen on havaittavissa lähes pelkästään tulipesän halkaisijan kasvamisena. Kattilan alapäässä 20 puolestaan huomattava osa lämpölämpölaajenemisesta näkyy kattilan pituuden lisääntymisenä, joten hahlojenkin suunta on sekä alas että ulospäin kattilasta. Toisin sanoen hahlojen suunnalla kompensoidaan kattilan lämpölaajeneminen niin, että kattilan seinien tuentaan ei kohdistu olennaisesti mitään lämpölaajenemisesta peräisin olevia rasituksia. Luonnollisesti tähän hahlojen suuntaukseen kuuluu myös se, että, 25 jos tuenta on järjestetty joko pelkästään tai myös kattilan sivuseinien pystysuuntaisen 't g keskilinjan sivulle, kattilan lämpölaajeneminen johtaa siihen, että hahlo on suunnat en ^ tava paitsi alas ja ulos myös jonkin verran sivulle. Mutta silloin, kun kattilan seinät 12 ° pyrkivät pullistumaan ulospäin seinän normaalin suunnassa esimerkiksi kattilan sisälle O) syntyneen ylipaineen vaikutuksesta, työntää pystypalkki 26 tappia 38 levyn 32 avulla | 30 kuviossa oikealle vasten levyjen 34 hahlojen 36 toista sivuseinää, jolloin esimerkiksi savukaasujen painekuorma siirtyy tapin 38 välityksellä seinästä 12 pilariin 24, ja siitä in edelleen jäykistettyyn tasoon 30. Aivan vastaavalla tavalla, jos kattilan sisälle syntyy m § alipaine seinän tuenta ottaa vastaan senkin hahlon 36 toisen sivuseinän välityksellä.

CVJ

10 (0027) Edellä esitetyt levyt 32 ja 34 ja niiden yhteydessä mahdollisesti käytetyt tangot tai vastaavat tukevat kuvion 3 esittämässä suoritusmuodossa pystypalkin 26 kahdesta kohtaa pystypilariin 24. Tästä rakenneratkaisusta on monia etuja, joista mainittakoon 5 mm. se, että, kun kehyspalkkeja 22 ei ole kiinnitetty suoraan pilariin kiinnitystavalla, joka ottaa huomioon lämpölaajenemisen, ei niihin myöskään voi kohdistua rasituksia muissa kuin juuri edullisimmassa eli kuvion esittämässä tapauksessa vaakasuorassa suunnassa. Siten kehyspalkit tarvitsee mitoittaa ainoastaan taivutuksen suhteen, mistä seuraa, että tullaan toimeen mahdollisimman kevyellä ja sirolla palkilla.

10 (0028) Keksinnön erään toisen edullisen suoritusmuodon mukaan edellä kuviossa 3 esitetty kiinnitys voidaan hoitaa myös paitsi tappia ja hahloa käyttävänä tuentana, myös kahden viiston tason tai muun vastaavan pinnan avulla, jolloin tasojen kaltevuuskulma vastaa edellä kuvatulla tavalla hahlojen kulma-asemaa. Edelleen edellä 15 kuvatuista tasoista toinen voidaan korvata varren tai vastaavan päässä olevalla yhdellä tai useammalla rullalla, joka/jotka vierii viistoa tasoa pitkin. Toki kyseistä rullaa hyväksi käyttävää ratkaisua voidaan soveltaa myös hahlon kanssa, jolloin hahloon sijoittuva tappi onkin rullan akseli ja rulla vierii hahlon pintaa pitkin. Haluttaessa estää kattilan seinämien lommahtaminen sisäänpäin, voidaan esimerkiksi edellä kuvatussa 20 tasoratkaisussa toiseen tasoista järjestää tason pituussuuntainen ja tason läpi ulottuva hahlo, johon vastakkaisesta tasosta ulkoneva pultti tai vastaava sijoittuu niin, että pultti ottaa vastaan kattilan seinän mahdollisen liikkeen sisäänpäin. Edelleen on mahdollista tasojen välisen kitkan pienentämiseksi pinnoittaa tasot TEFLONilla tai jollakin muulla tarkoitukseen sopivalla materiaalilla.

25 't £ (0029) On huomattava, että edellä on puhuttu yleisesti maahan tai kattilarakennuksen c\j ^ perustuksiin tuetuista pystypilareista ilman mitään tarkempaa selvitystä siitä, millaisia ° pilarit ovat. Ensinnäkin pilarit voivat olla joko esimerkiksi yhtenäisiä l-palkkeja, kotelo- o palkkeja tai ristikkorakenteisia palkkeja. Toiseksi mainittuja pilareita voidaan käyttää | 30 itse kattilan, rakennuksen tai sen lisälaitteiden ripustukseen, mutta ne voidaan suun- nitella ja rakentaa myös pelkästään kattilan seinien tuennassa käytettäviä rakenteita Γ""" [n varten.

m o o c\j 11 (0030) Kuten edellä esitetystä käy ilmi, on kehitetty tekniikan tason mukaisia voima-kattilan seinien tukirakenteita selkeästi kevyempi ja siten halvempi tuentaratkaisu. On myös huomattava, että, vaikka edellä puhutaankin kattilan seinistä, sillä ei tarkoiteta suppeasti pelkästään tulipesän seiniä, vaan laajemmin kaikkia niitä seiniä, jotka tarvit-5 sevat tukea esimerkiksi tulipesässä tai siihen yhteydessä olevassa tilassa syystä tai toisesta tapahtuvan paineenmuutoksen takia. Siten kyseeseen tulevat myös kiintoaineen erottimen seinät eräissä tietyissä kattilaratkaisuissa. On kuitenkin huomattava, että edellä on esitetty keksinnön mukaisesta tuentaratkaisusta ja -menetelmästä vain muutamia edullisia ratkaisuvaihtoehtoja, joilla ei kuitenkaan ole millään muotoa ollut 10 tarkoitus rajoittaa keksinnön suojapiiriä siitä, mikä on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

't δ c\j m o O)

X

CC

CL

CO

m m o o c\j

Claims (17)

12

1. Menetelmä voimakattilan seinien tukemiseksi, jossa menetelmässä voimakat-tilan tulipesä (10) ripustetaan erityisesti tarkoitusta varten järjestettyjen teräsrakentei-5 den yläosan kannatustason varassa riippuvaksi ja kattilan vesiputkista muodostuvat seinät (12) tuetaan vaakasuorassa suunnassa ainakin erityisten vesiputkiin nähden olennaisen kohtisuoraan suuntaan sijoittuvien kehyspalkkien (22) ja näiden ulkopuolelle sijoittuvien maahan tai kattilarakennuksen perustuksiin kiinnitettyjen pystysuuntaisten pilarien (24) avulla, tunnettu siitä, että tuetaan ainakin kaksi kattilan vastak-10 kaisilla puolilla olevaa seinää (12) siten, että siirretään seiniin (12) kohdistuvat seinien (12) normaalien suuntaiset kuormitukset mainittujen pystysuuntaisten pilarien (24) välityksellä yhden tai useamman kattilaa kiertävän jäykistetyn tason (30) sisäisiksi kuormituksiksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodoste taan em. tuenta siten, että kattilan seinien (12) liike on mahdollista ainoastaan lämpötilan muutoksista aiheutuvien liikkeiden suunnassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tuetaan kat-20 tilan seinät (12) niihin kiinnitettyjen ja vesiputkien suuntaisten palkkien (26) avulla mainittuihin kehyspalkkien (22) ulkopuolella oleviin pystysuuntaisiin pilareihin (24).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinnitetään kehyspalkit (22) mainittujen vesiputkien suuntaisten palkkien (26) ulkopinnalle. 25 't

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, c\j ^ että mainittuihin pystysuuntaisiin pilareihin (24) kiinnitetään mainittu ainakin yksi koko ° kattilaa kiertävä jäykistetty taso (30). O) | 30

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kattilan seiniä (12) tukevat kehyspalkit (22) kiinnitetään mainittuihin pystysuuntai- in siin pilareihin (24) kahden tai useamman kehyspalkin ryhminä, m o o CVJ 13

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kattilan seinät (12) tuetaan liikkuvasti kahden tai useamman kehyspalkin muodostamiin ryhmiin.

8. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että kattilan seinän ja kunkin kehyspalkkiryhmän välillä sallitaan kattilan lämpölaajenemisesta syntyvä liike.

9. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kunkin kehyspalkkiryhmän ja pystysuuntaisten pilarien (24) välillä sallitaan kattilan 10 lämpötilan muutoksesta aiheutuva liike.

10. Laitteisto voimakattilan seinien tukemiseksi, joka voimakattila koostuu erityisesti tarkoitusta varten järjestettyjen teräsrakenteiden yläosan kannatustason varaan ripustetusta tulipesästä, joka tulipesä (10) puolestaan koostuu vesiputkiseinistä (12), 15 niitä tukevista ja niiden ulkopuolelle sijoittuvista vesiputkiin nähden olennaisen kohtisuorista kehyspalkeista (22) sekä kehyspalkkien ulkopuolelle sijoittuvista maahan tai kattilarakennuksen perustuksiin kiinnitetyistä pilareista (24), tunnettu siitä, että yksi tai useampi jäykistetty koko kattilaa kiertävä taso (30) on kiinnitetty mainittuihin kattilan sivuille sijoittuviin pilareihin (24), ja ainakin kaksi kattilan vastakkaisilla puolilla olevaa 20 vesiputkiseinää (12) on tuettu mainittuihin pilareihin (24).

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että vesiputkiseinät (12) on tuettu seinään kiinnitettyjen ja vesiputkien suuntaisten palkkien (26) välityksellä mainittuihin pilareihin (24). 25 't ς

12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut vesi- CNJ ^ putkien suuntaiset palkit (26) on tuettu mainittuihin pilareihin (24) näiden keskinäisen ° kattilan lämpötilan muutoksesta aiheutuvan liikkeen sallivin laittein (28). CD | 30

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut laitteet (28) muodostuvat tappi-hahlo parista, jolloin tapin (38) liikesuunta hahlossa (36) vas- i^ taa kattilan lämpöliikkeen suuntaa. m o o C\l 14

14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut laitteet (28) muodostuvat rullasta/rullista ja kaltevasta tasosta, jossa kaltevan tason suunta vastaa kattilan lämpöliikkeen suuntaa.

15. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 10-14 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kehyspalkit (22) on kiinnitetty kattilan seinään (12) useamman palkin ryhmissä mainitun vesiputkien suuntaisen palkin (26) välityksellä.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että kehyspalkit 10 (22) on tuettu mainittuihin pilareihin (24) mainitun vesiputkien suuntaisen palkin (26) välityksellä.

17. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut yksi tai useampi jäykistetty taso (30) muodostuvat voimakattilaa kiertävästä ristikkoraken- 15 teestä. 't δ c\j i m o i O) X cc CL CO m m o o c\j 15