Załącznik I do części 98

Rys. 87. Przekrój poziomy pionowego pęczka konwekcyjnego parownika kotła typu OR16-101 (OR16-102) z widokiem na jedno z trzech połączeń rur ze sobą płaskownikami na wysokości pęczka: 1- rząd płaskowników łączących rury w osi wzdłużnej walczaków; 2- płaskowniki łączące rury poprzecznie do osi wzdłużnej walczaków.

W opisie wynalazku CBKK nr 82638 „Parowy kocioł rusztowy”, zgłoszonego 7 lutego 1973 r., można przeczytać:

Rury pęczka konwekcyjnego parownika wykorzystane zostały jako elementy nośne kotła i w tym celu, ze względu na ich małą sztywność, złączone zostały dodatkowo ze sobą poprzecznymi usztywnieniami. Tego łączenia ze sobą rur nie musiało jednak być w odpowiednio niskich kotłach, którymi były kotły typu OR16-101 ( OR16-102), ponieważ to wynika z obliczeń wytrzymałościowych rur na wyboczenie.

Natomiast sama mała sztywność rur wynikała ze zdania poprzedzającego je: „Pęczek konwekcyjny parownika ograniczony został do wielkości wynikającej z potrzebnego przekroju jego rur, pełniących funkcję rur opadowych dla ekranów kotła, co zarazem oznaczało, że rur tych miało być względnie mało w stosunku do rur pęczków konwekcyjnych kotłów amerykańskich, ze względu na małą efektywność wymiany ciepła przez powierzchnie ogrzewalne z rurami omywanymi równolegle przez spaliny. Tego w ogóle nie brano pod uwagę dopuszczając się w CBKK w 1977 r. zastosowania w dokumentacji kotłów typoszeregów ORp bardzo dużych pęczków konwekcyjnych, pozostawiając sposób ich omywania przez spaliny z wynalazku nr 82638 - równoległy, a nie przechodząc na poprzeczny, co było wymogiem prawidłowego konstruowania - porównaj Rys. 84b i Rys. 84c w części 97. W kotłach amerykańskich był to z reguły przepływ poprzeczny.

W sprawie samego spinania ze sobą rur pęczka inż. J. Kopydłowski wiedział z zagranicznej literatury technicznej, że jego rury przy rozpalaniu kotła nie wydłużają się równomiernie, bowiem najszybciej nagrzewa się wtedy środkowa część pęczka Efektem tego jest odkształcanie się górnego walczaka lekkim łukiem do góry, a dolnego takim samym w dół. Przy stygnięciu kotła po jego wyłączeniu zjawisko to powtarza się, z tym że odkształcenia walczaków idą w drugim kierunku, ponieważ wtedy najszybciej obniża się temperatura rur pęczka znajdujących się również w środkowej części pęczka i te odwrotnie kurczą się najszybciej.

Z tego powodu możliwe było jedynie połączenie ze sobą rur poprzecznie do osi wzdłużnej walczaków, a więc płaskownikami poz. 2 na Rys. 87. Takie spięcie rur miałoby również i tą zaletę, że usztywniałoby ścianę działową między ciągami konwekcyjnymi (jest to rząd rur u samej góry rysunku). Połączone w ten sposób rury nagrzewają się i schładzają równomiernie, bez powstawania między nimi naprężeń powodowanych różnym wydłużeniem się pod wpływem zróżnicowanych temperatur. Nawet gdyby to w bardzo ograniczonym zakresie miało miejsce, to na kompensowanie tych wydłużeń pozwalało by wprowadzenie zewnętrznych rur każdego spiętego rzędu do walczaków jako zgiętych coraz większym kolanem

W kotle typu OR16-101, z powtórzeniem w kotle typu OR16-102, dodatkowo spięto jednak rury płaskownikami poz. 1. Te spięte rury znajdowały się jednak dokładnie w osi wzdłużnej walczaków, umieszczonych zarazem jeden nad drugim w tej samej osi pionowej, co wykluczało możliwości kompensacyjne kolan, których nie było na tych rurach jako całkowicie prostych

Wiedząc o co chodzi, wystarczyło by tylko nie łączyć rur na montażu płaskownikami poz. 1. Połączenie płaskownikami poz. 1 tylko jednego rzędu rur spowodowało dodatkowo, że tylko te kilkanaście rur wskutek utworzenia z nich na całej szerokości kotła sztywnej płaskiej ściany miało przeciwstawiać się odkształcaniu się obu walczaków w łuk, zarówno przy rozpalaniu, jak i stygnięciu kotła. Rury, które były wtedy naprężane najbardziej, musiały rozrywać się, co do końca tłumaczono wadami materiałowymi, lub wadliwym wykonaniem spoiny łączącej ją z walczakiem.

Powstawaniu nieszczelności dopełniało zastosowanie płaskowników ze stali żaroodpornej, która nie mogła dać wytrzymałych połączeń z rurą ze stali węglowej, doprowadzając do ich odrywania się od nich w miejscach najbardziej naprężanych, z pozostawieniem w nich dziury. Zastosowanie płaskowników z tego materiału było przy tym całkowicie zbędne, ponieważ stosunkowo niska temperatura spalin na wlocie do pęczka konwekcyjnego parownika w pełni pozwalała na zastosowanie płaskowników ze stali węglowej, dającej przynajmniej trwałe połączenie z rurą wykonaną z tej samej stali, a nie z kruchą strukturą martenzytową w spoinie.

1

2

---