水管锅炉强度计算GBT16507.4培训课件.pptx
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- 水管 锅炉 强度 计算 GBT16507 培训 课件
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1、SPERI 2019. All Rights Reserved.1SPERI 2019. All Rights Reserved.1.水管锅炉水管锅炉- -强度计算强度计算GB/T16507.4GB/T16507.42019.12SPERI 2019. All Rights Reserved.2SPERI 2019. All Rights Reserved.2.知识产权声明本文件的知识产权属国家电力投资集团公司及其相关产权人所有,并含有其保密信息。对本文件的使用及处置应严格遵循获取本文件的合同及约定的条件和要求。未经国家电力投资集团公司事先书面同意,不得对外披露、复制。Intellectual
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3、 of this document is permitted without the prior written permission of SPIC.SPERI 2019. All Rights Reserved.3SPERI 2019. All Rights Reserved.3.一标准的版本演变二标准重要性三标准的理论基础四适应范围五许用应力和安全系数六基本术语七标准主要内容八修订内容九标准执行SPERI 2019. All Rights Reserved.4SPERI 2019. All Rights Reserved.4.一、版本演变本标准所代替的历次版本发布情况为:DZ 173-6
4、2水管锅炉受压元件强度计算暂行规定;JB 2194-77水管锅炉受压元件强度计算;GB 9222-1988水管锅炉受压元件强度计算;GB/T 9222-2008水管锅炉受压元件强度计算;GB/T 16507.4-2013水管锅炉-受压元件强度计算GB/T 16507.4-XXXX水管锅炉-受压元件强度计算SPERI 2019. All Rights Reserved.5SPERI 2019. All Rights Reserved.5.一、版本演变SPERI 2019. All Rights Reserved.6SPERI 2019. All Rights Reserved.6.一、版本演变S
5、PERI 2019. All Rights Reserved.7SPERI 2019. All Rights Reserved.7.一、版本演变SPERI 2019. All Rights Reserved.8SPERI 2019. All Rights Reserved.8.一、版本演变SPERI 2019. All Rights Reserved.9SPERI 2019. All Rights Reserved.9.一、版本演变SPERI 2019. All Rights Reserved.10SPERI 2019. All Rights Reserved.10.一、版本演变SPERI 2
6、019. All Rights Reserved.11SPERI 2019. All Rights Reserved.11.三标准的理论基础 推荐参考资料1. 李之光 蒋智翔主编锅炉受压元件强度标准分析 技术标准出版社19802. 蒋智翔 杨小昭主编 锅炉及压力容器受压元件强度机械工业出版社19993. 李之光 编著锅炉强度计算标准应用手册(增订版)中国标准出版社2008SPERI 2019. All Rights Reserved.12SPERI 2019. All Rights Reserved.12.二标准重要性 GB/T 16507标准是推荐性标准。 锅炉安全技术监察规程指定的锅炉受压
7、元件强度计算标准,为锅炉受压元件安全监察提供技术支撑。 GB/T 16507标准是我国锅炉技术标准体系中的一个主导性标准,为锅炉制造厂和用户提供技术协作基础。SPERI 2019. All Rights Reserved.13SPERI 2019. All Rights Reserved.13.三标准的理论基础锅炉受压元件强度建立在材料、弹性和弹塑性等力学基础上,是研究受压元件承受介质压力、温度及外载等能力的一门学科。锅炉受压元件强度还与材料、制造工艺、传热等学科密切相关。锅炉受压元件设计和强度计算必须满足锅炉运行的要求,如运行方式、启停速度、工作环境等。锅炉受压元件的强度包括,应力和刚度两大
8、方面,主要失效形式包括:塑性和脆性破坏、低周疲劳、蠕变。受压元件大多属薄壳结构。GB/T 16507采用最大剪应力强度理论作为元件强度准则。常规计算元件理论厚度计算公式建立在该强度理论和弹性力学的簿壳理论基础之上。SPERI 2019. All Rights Reserved.14SPERI 2019. All Rights Reserved.14.三标准的理论基础主要载荷 内、外压 重量 温度 外载应力类型 机械应力(内压、重力、外载) 热应力(元件温差、系统膨胀) 失稳临界应力(外压、外载)SPERI 2019. All Rights Reserved.15SPERI 2019. All
9、Rights Reserved.15.三标准的理论基础,SPERI 2019. All Rights Reserved.16SPERI 2019. All Rights Reserved.16.三标准的理论基础SPERI 2019. All Rights Reserved.17SPERI 2019. All Rights Reserved.17.三标准的理论基础常规设计方法 对于常规锅炉受压元件,利用规范规定的计算公式和方法进行强度计算或校核,确定元件的取用厚度和最高允许工作压力,可提高设计效率,降低设计成本。 安全系数、结构和工作条件限制是常规设计方法的重要组成部分。 为控制元件的热应力和刚
10、度,标准对部分元件取用厚度作了规定。 为控制元件的局部应力集中,标准对元件的部分结构过渡尺寸作了规定。SPERI 2019. All Rights Reserved.18SPERI 2019. All Rights Reserved.18.三标准的理论基础 常规锅炉受压元件强度计算内容 厚度或最高允许压力计算(一次应力或二次应力) 开孔补强计算(一次局部膜应力或二次应力) 疲劳寿命计算(一次应力+二次应力+峰值) 蠕变寿命由计算温度下材料许用应力保证(一次应力或一次局部膜应力)SPERI 2019. All Rights Reserved.19SPERI 2019. All Rights Re
11、served.19.三标准的理论基础 分析设计方法 对于某些新结构或工作条件复杂或特殊的受压元件,常规设计方法不能完全覆盖,必要时需要采用应力分析设计方法,保证(或验证)元件强度满足设计标准要求。 GB/T16507.4提供了应力分析设计原则、途径和方法。SPERI 2019. All Rights Reserved.20SPERI 2019. All Rights Reserved.20.四适用范围 适用于以下范围的水管锅炉a) 额定蒸汽压力大于等于0.1 MPa 的蒸汽锅炉。b) 额定出水压力大于等于0.1 MPa 或者额定热功率大于等于0.1 MW 的热水锅炉。c) 以余(废热利用为主要
12、目的烟道式或烟道与管壳组合式余热锅炉。 不适用于以下范围的水管锅炉a) 移动式水管锅炉;b) 为满足设备和工艺流程冷却需要的冷却装置。SPERI 2019. All Rights Reserved.21SPERI 2019. All Rights Reserved.21.四适用范围常规受压元件包括:(上述水管锅炉范围) 直圆筒体(管子或管道、直集箱、锅筒) 弯圆筒体(弯头或弯管、弯集箱) 凸形封头(椭球形、球形) 平端盖及盖板 三通(焊制三通、锻造三通、热挤压三通、等径叉形管)SPERI 2019. All Rights Reserved.22SPERI 2019. All Rights Re
13、served.22.四适用范围常规计算适应范围(内压应力控制厚度) 锅筒筒体壁厚公式适用范围:L1.3。 水、汽水混合物或饱和蒸汽集箱筒体壁厚公式适用范围: L1.5; 过热蒸汽集箱筒体壁厚公式适用范围: L2.0。SPERI 2019. All Rights Reserved.23SPERI 2019. All Rights Reserved.23.五安全系数和许用应力GB/T16507-2013 受压元件所用材料许用应力的取值7 . 2mR5 . 1)(2 . 0peLRR5 . 1)(2 . 0tpteLRR5 . 1tDR0 . 1tnR7 . 2mR)(9 . 02 . 0peLRR
14、)(9 . 02 . 0tpteLRR5 . 1tDR0 . 1tnR7 . 2mR5 . 1)(2 . 0peLRR5 . 1)(2 . 0tpteLRR5 . 1tDR0 . 1tnR/4mR/5 . 1)(2 . 0tpteLRR/5 . 1tDR10mR8mRSPERI 2019. All Rights Reserved.24SPERI 2019. All Rights Reserved.24.五安全系数和许用应力材料的许用应力应按GB/T 16507.2 选取。锅筒、集箱筒体、三通和等径叉形管的许用应力,取GB/T 16507.2 中相应材料的选取值与修正系数的乘积。元件名称烟温和工
15、作条件锅筒和集箱筒体、三通、等径叉形管不受热1烟温600、透过管束的低辐射热流且壁面无烟气的强烈冲刷0.95烟温 6000.90修正系数 修正系数 SPERI 2019. All Rights Reserved.25SPERI 2019. All Rights Reserved.25.六标准术语额定压力 在规定的给水压力和负荷范围内长期连续运行时应予保证的锅炉出口的工质压力,也就是锅炉铭牌上标注的额定工作压力或额定出口压力。工作压力 在正常设计运行工况条件下,受压元件承受的最高压力。计算压力 在设计温度下,用以确定受压元件计算厚度的压力。最高允许工作压力 在规定的温度条件下,锅炉受压部件出口处
16、允许承受的最大压力。该压力是根据部件的各受压元SPERI 2019. All Rights Reserved.26SPERI 2019. All Rights Reserved.26.六标准术语额定温度 在规定的设计条件下长期连续运行应予保证的锅炉出口工质温度。计算温度 在正常工作情况下,设定的受压元件或承受载荷的非受压元件的金属温度(内外壁温算术平均值),通常也称为计算壁温。SPERI 2019. All Rights Reserved.27SPERI 2019. All Rights Reserved.27.六标准术语计算厚度 理论计算公式确定的受压元件厚度。必要时还应计入其他载荷所需厚度
17、。最小需要厚度 计算厚度与腐蚀裕量之和(考虑了计算压力等载荷及腐蚀减薄因素所需的厚度)名义厚度 设计厚度加上钢材厚度负偏差和制造减薄量后,向上圆整至钢材标准规格的厚度,即图样标注厚度。有效厚度 名义厚度减去腐蚀裕量、钢材厚度负偏差和制造减薄量后的厚度。SPERI 2019. All Rights Reserved.28SPERI 2019. All Rights Reserved.28.七标准主要内容前言1 范围2 规范性引用文件3 术语和定义4 通用要求5 许用应力6 计算壁温7 计算压力8 减弱系数9 元件厚度10 计算厚度11 开孔补强12 确定元件最高允许工作压力的验证法13 厚度附加
18、量14 最高允许工作压力15 附加应力校核16 结构限制和要求附录A (规范性附录锅筒低周疲劳寿命计算附录B (资料性附录) 设计附加压力的选取方法附录C (资料性附录) 一般情况工艺附加厚度的选取附录D (资料性附录开孔减弱截面的抗弯截面模量Wx1 的近似算法SPERI 2019. All Rights Reserved.29SPERI 2019. All Rights Reserved.29.七标准主要内容4通用要求4.1按GB/T 16507的本部分计算的锅炉受压元件,其材料、设计、制造、安装、使用、修理及改造,应符合国家有关法规及本系列标准。4.2用于调峰负荷等参数波动较大机组的锅炉,
19、受压元件应进行疲劳强度校核。锅筒疲劳强度校核按附录A计算。通用要求SPERI 2019. All Rights Reserved.30SPERI 2019. All Rights Reserved.30.七标准主要内容6计算壁温计算壁温SPERI 2019. All Rights Reserved.31SPERI 2019. All Rights Reserved.31.七标准主要内容7计算压力计算压力SPERI 2019. All Rights Reserved.32SPERI 2019. All Rights Reserved.32.七标准主要内容8减弱系数减弱系数SPERI 2019.
20、All Rights Reserved.33SPERI 2019. All Rights Reserved.33.七标准主要内容9元件厚度元件厚度SPERI 2019. All Rights Reserved.34SPERI 2019. All Rights Reserved.34.七标准主要内容10计算厚度计算厚度SPERI 2019. All Rights Reserved.35SPERI 2019. All Rights Reserved.35.七标准主要内容10计算厚度计算厚度SPERI 2019. All Rights Reserved.36SPERI 2019. All Right
21、s Reserved.36.七标准主要内容10计算厚度计算厚度SPERI 2019. All Rights Reserved.37SPERI 2019. All Rights Reserved.37.七标准主要内容10计算厚度计算厚度SPERI 2019. All Rights Reserved.38SPERI 2019. All Rights Reserved.38.七标准主要内容10计算厚度计算厚度SPERI 2019. All Rights Reserved.39SPERI 2019. All Rights Reserved.39.七标准主要内容10计算厚度计算厚度SPERI 2019.
22、 All Rights Reserved.40SPERI 2019. All Rights Reserved.40.七标准主要内容11开孔补强开孔补强SPERI 2019. All Rights Reserved.41SPERI 2019. All Rights Reserved.41.七标准主要内容11开孔补强开孔补强SPERI 2019. All Rights Reserved.42SPERI 2019. All Rights Reserved.42.七标准主要内容11开孔补强开孔补强SPERI 2019. All Rights Reserved.43SPERI 2019. All Rig
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