GB∕T.3-英文版水管锅炉第3部分：结构设计

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1范围

本文件规定了水管锅炉锅筒,启动(汽水)分离器、储水箱、集箱,减温器、管道、水冷壁、过热器、再热器、省煤器、管接头,吊杆、开孔、门孔,刚性梁、钢结构、扶梯及平台等结构设计的要求。

本文件适用于GB/T.1界定的水管锅炉的结构设计。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

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3术语和定义

GB/T.48和GB/T.1界定的术语和定义适用于本文件。

4基本要求

4.1锅炉设计的基本原则应符合GB/T.1的规定。

4.2设计时应按本文件的规定和GB/T.1及GB/T.4专门要求确定所需考虑的计算荷载及所需进行的荷载计算。

4.3设计时应保证元件壁温不超过所用材料的许用温度﹐此外还需考虑受热面管子内外壁温差及内壁抗蒸汽氧化等因素,材料的选用应符合GB/T.2的要求。

4.4︰设计时应按GB/T.4中有关强度计算公式或应力分析计算公式和规定,确定受压元件的最小需要厚度。对于承受荷载的非受压元件应按有关规定确定其计算尺寸。

4.5设计时应保证在预期的运行工况下蒸发受热面,过热器、再热器和省煤器系统工作可靠,保证水动力特性稳定,防止传热恶化。

4.6炉膛,包墙及尾部烟道的结构应有足够的承载能力,防止出现永久变形和炉墙垮塌,并应有良好的密封性。

4.7︰膜式壁结构中的扁钢的膨胀系数应和管子相近﹐扁钢宽度的确定应保证在锅炉运行中不超过其材料许用温度,焊缝结构应保证扁钢有效冷却。

4.8承重结构在承受设计载荷时应具有足够的强度﹑刚度,稳定性及防腐蚀性。4.9炉墙应具有良好的绝热和密封性。

4.10各部件的设计应保证其运行时能按设计预定方向自由膨胀,悬吊式锅炉本体设计确定的膨胀中心应予固定,应设置膨胀导向装置保证炉体沿预定方向膨胀。额定压力不小于9.8MPa的锅炉,当设备及固定结构不能承受安全阀排放反力、地震力等瞬时荷载时,应在适当位置设置阻尼装置以减小所受冲击力,防止设备损坏。

4.11额定压力不小于3.8MPa的锅炉的以下部位应设置膨胀指示器:

——锅简/储水箱，

——过热器出口，

——再热器进出口，

——燃烧器附近，

—下降管下部，

——水冷壁下集箱，

—尾部包墙下集箱﹐

—省煤器进口集箱，

——省煤器灰斗等。

4.12炉膛和燃烧设备的结构以及布置,燃烧方式应与所设计的燃料相适应,防止火焰直接冲刷受热面,并且防止炉膛结渣或结焦。

4.13对于受压元,部件的结构形式、开孔和焊缝的布置,设计时尽量避免或减少应力叠加及应力集中,4.14﹑启停频繁等参数波动较大的锅炉的锅简或启动(汽水)分离器,应按照GB/T.4的规定进行疲劳强度校核。

4.15︰燃煤锅炉(特别是循环流化床锅炉)应有防止受热面磨损的措施。

4.16液态排渣锅炉和可能产生高温腐蚀的固态排渣锅炉,应采取防止高温腐蚀的措施。4.17直流锅炉蒸发受热面内不应发生膜态沸腾和水平管圈的汽、水分层流动。

4.18直流锅炉应设置启动系统,容量应与锅炉最低直流负荷相适应。

4.19直流锅炉启动系统的疏水排放能力应满足锅炉在各种启动方式下发生汽水膨胀时的最大疏水流量。

5焊接连接要求

5.1锅炉角焊缝的强度计算应符合JB/T的规定。

5.2受压元件主要焊缝及其邻近区域尽量避免焊接附件。如果无法避免,则焊接附件的焊缝可穿过主要焊缝,而不应在主要焊缝及其邻近区域终止。

5.3锅炉受热面管子(异种钢接头除外)以及管道直段上,对接焊缝中心线间的距离(L)应满足下列要求:

a)外径小于mm,L多2倍外径﹔

b)外径不小于mm,L≥mm.

当锅炉结构难以满足上述要求时,对接焊缝的热影响区不应重合,并且L≥50mm.

5.4﹑受热面管子(盘管及成型管件除外)对接焊缝应位于管子直段上。受热面管子的对接焊缝中心线至锅简及集箱外壁,管子弯曲起点﹑管子支吊件边缘的距离至少为50mm,对于额定工作压力不小于3.8MPa的锅炉,该距离至少为70mm(受结构限制的异种钢接头除外)。

5.5锅筒,启动(汽水)分离器、储水箱、集箱、管道及管子的纵向和环向对接焊缝,封头的拼接焊缝等应采用全焊透型结构。

5.6锅筒(筒体壁厚不相等的除外)上相邻两筒节的纵向焊缝,以及封头的拼接焊缝与相邻筒节的纵向焊缝,都不应彼此相连。其焊缝中心线间距离(外圆弧长)至少应为较厚钢板厚度的3倍,且不小于mm,5.7由两片不等壁厚钢板压制后焊成的锅筒,相邻两筒节的纵缝允许相连,但焊缝的交叉部位应经射线检测合格。

5.8锅筒纵,环缝两边的钢板中心线一般宜对齐,锅简环缝两侧的钢板不等厚时,也允许一侧的边缘对齐。名义厚度不同的两元件或钢板对接时,两侧中任何一侧的名义边缘厚度差值若超过5.9规定的边缘偏差值,则厚板的边缘应削至与薄板边缘平齐,削出的斜面应平滑,并且斜率不大于1∶3,必要时,焊缝的宽度可计算在斜面内,如图1所示。