---

Цена 50 коп.

8 3 * 5 - І ь З

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛИ
ТРУБЧАТЫЕ

ПАРОВЫХ СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ

МЕТОД РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

ОСТ 108.031.07—82

Издание официальноеУТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ указанием Министер­ства энергетического машиностроения от 11.06.82 № ВВ-002/4806

ИСПОЛНИТЕЛИ: П. М. ХРИСТЮК, Б. В. ЗВЕРЬКОВ, П. В. БЕЛОВ, Ю. А. ДМИТРИЕВ, А. 3. ФЕДОСОВ, И. И. МАКАРОВ, Э. И. ГЕЦФРИД

СОГЛАСОВАНО с ПО «Сибэнергомаш»

Ю

Директор

. В. БОЙЦОВ

© Научно-производственное объединение по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И. И. Ползунова (НПО ЦКТИ), 1983.УДК 621.18:662.925.2

ОТРАСЛЕВОЙ

(Группа Е21

СТАНДАРТ

ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛИ
ТРУБЧАТЫЕ ПАРОВЫХ
СТАЦИОНАРНЫХ КОТЛОВ

МЕТОД РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

ОСТ 108.031.07-82

Взамен ОСТ 24.031.07 74

Указанием Министерства энергетического машиностроения от 11.06.82 № ВВ-002/4806 срок действия

с 01.01.83 до 01.01.88

Настоящий стандарт распространяется на трубчатые воздухо­подогреватели паровых стационарных котлов.

Стандарт устанавливает единые методы расчета на прочность трубчатых воздухоподогревателей (ТВП).

Стандарт обязателен для всех разработчиков и предприятий — изготовителей трубчатых воздухоподогревателей и их элементов.

1. УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

2а, 2Ь — расчетные размеры по осям крайних труб ниж­ней трубной доски секции в плане, мм; стороны с размерами 2Ь всегда опираются на жесткие балки;

N_T— общее число труб в секции, шт.;

,V_CT— общее число анкерных стоек, шт.;

L — расстояние между верхней и нижней трубными досками, мм;

G;—усилие, приложенное к нижней трубной доске от массы секции с эоловыми отложениями, Н;

Издание официальное т ' ^Перепечатка воспрещен

аG-2 —усилие, приложенное к нижней трубной доске от массы опирающихся на секцию конструкций с эоловыми отложениями, II;

ной доски, шт.;

я_д —толщина нижней трубной доски, мм;

/_р —длина подкрепляющего ребра, мм;

й_р — высота подкрепляющего ребра, мм;

Яр—толщина подкрепляющего ребра, мм;

d_n— наружный диаметр трубы, мм;

d" _ст — наружный диаметр анкерной стойки, мм;

я_т —толщина стенки трубы, мм;

s_CT—толщина стенки анкерной стойки, мм;

Л, Л_ст — площадь поперечного сечения трубы и анкерной стойки, мм²;

/_т, J_CT — момент инерции поперечного сечения трубы и анкерной стойки, мм⁴;

U/_T, 1И_СТ— момент сопротивления поперечного сечения тру­бы и анкерной стойки, мм³;

/д — максимальный прогиб трубной доски, мм (см. справочное приложение 1);

D—приведенная цилиндрическая жесткость трубной доски, Н-мм;

С—распределенная реактивная жесткость труб, Н/мм;

К— параметр, 1/мм;

[Р| —допустимое значение сжимающей силы, Н;

I^а, V’ — расстояния от опоры до оси трубы крайнего ряда, мм;

R", R^b—распределенные реакции опор, Н/мм;

з_д — максимальные напряжения на краю трубной до­ски, МПа;

о_т, о_р — максимальные напряжения в трубах и подкреп­ляющих ребрах, МПа;

Га*], [^ал]> [^Зр] —поминальные допускаемые напряжения в тру-

^L бах, трубной доске и подкрепляющих реб­

рах, МПа;

Одд — максимальные напряжения в анкерных стой­ках, МПа;

Г_а* I —номинальные допускаемые напряжения в анкер- ^ст ных стойках, МПа;Е¹— модуль упругости при рабочей температуре, МПа (см. рекомендуемое приложение 2);

V —коэффициент Пуассона;

— температура металла подкрепляющих ребер, °С; /і,/₂,/з — коэффициенты, учитывающие различные случаи опирания трубной доски;

у—параметр, в зависимости от которого находятся коэффициенты fi, f₂, fs;

Ру, Р„ — сжимающие усилия в трубах и анкерных стой­ках, Н;

Л4_Т —изгибающий момент в трубах, Н-мм;

7И_СТ — изгибающий момент в анкерных стойках, Н-мм; ТИр — изгибающий момент в ребрах жесткости, Н-мм;

,/_р — эффективный момент инерции сечения ребра, мм⁴;

т— число ребер, установленных по одному краю 2Ь, шт.;

а*— коэффициент линейного расширения, 1/°С;

Д£—максимальная разница температур металла труб и анкерных стоек, °С.

Индексы:

Верхние

t — расчетная температура;

а, Ъ — стороны трубной доски;

м — трубы со стенкой большей толщины.

Нижние

т — труба;

р — ребро

д —доска;

б — балка;

н — наружный;

ст—анкерная стойка;

х.в — холодный воздух.

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

   1. Основными расчетными нагрузками, определяющими несу­щую способность трубных досок и труб, являются собственный вес секции G] и вес опирающихся на нее конструкций G₂ (черт. 1) вместе с эоловыми отложениями, а также нагрузки, вызванные разностью температур труб и анкерных стоек (черт. 2).

Рассматриваются следующие случаи опирания нижней труб­ной доски на балки каркаса:

Подкрепление трудной доски трудами, с утолщенной стенкой

трубная доска опирается сторонами 2b на абсолютно жесткие балки, две другие ее стороны 2а свободны (в том числе и при на­личии анкерных стоек);

Черт. 2

трубная доска опирается сторонами 2Ь на жесткие балки, не- опирающиеся стороны подкреплены ребрами жесткости, установ­ленными либо на нижней трубной доске, либо на нижней и верх­ней трубных досках;

трубная доска опирается сторонами 2а на жесткие балки, две другие ее стороны оперты на балки, имеющие ограниченную жест­кость;

трубная доска опирается по всему периметру на абсолютно же­сткие балки.

Наиболее нагруженными трубами являются трубы, расположен­ные по периметру секции вдоль опирающихся и подкрепленных сторон.

2. 3. При определении нагрузок, действующих на трубные доски и трубы, изгибная жесткость трубных досок не учитывается.

   4. Динамические нагрузки, возникающие при внутрицеховой транспортировке, настоящим стандартом не учитываются, так как они должны восприниматься специальными технологическими кар­касами (конструкциями).

   5. Расчетная методика не учитывает влияния коррозионной среды.

   6. Все формулы для расчета основаны на гипотезе о линейно­упругой деформации металла. Поэтому напряжения, превышающие по величине предел упругости и текучести материала, являются условно-упругими.

   7. Примеры расчетов на прочность ТВП с различными видами опирания секции приведены в справочном приложении 3.

   8. Приведенные в стандарте чертежи являются иллюстратив­ными и служат только для пояснения текста.

3. ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ЗНАЧЕНИЯ СЖИМАЮЩЕЙ СИЛЫ

   1. Изгибные напряжения в трубной доске, трубах, анкерных стойках и подкрепляющих ребрах от действия весовых нагрузок должны удовлетворять условию:

а Д. 1,3 [ I

л, т, р - ’ I J ’

где [o'] принимается согласно ОСТ 108.031.02—75 и таблице 1.

Таблица 1

Примечание. Допускаемые напряжения при температуре металла более 420°С для сталей 10, 15, 20 должны приниматься ио ОСТ 108.031.02—75.

_Од,_т<2,5 И.

Если это условие не выполняется и заданное число циклов на­гружений за расчетный срок службы превышает 10³, то требуется поверочный расчет на усталость.

J — при проверке устойчивости труб 7_Т; при проверке устой­чивости анкерных труб Jст;

[і = 0,5 — без промежуточных трубных досок и при наличии анкерных стоек;

(і = 0,35 — при одной промежуточной доске;

[і = 0,27 — при двух промежуточных досках.

2. РАСЧЕТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА СТЕНКИ

   1. При выборе допускаемых напряжений температура метал­ла определяется для номинального режима работы котла:

температура металла труб и анкерных стоек принимается рав­ной полусумме температур дымовых газов на входе и воздуха на выходе;

температура металла подкрепляющих ребер определяется в за­висимости от окружающей среды. При омывании ребер газами tp — t', где t'— температура дымовых газов на входе, °С. При омы­вании ребер воздухом температура ребра

, 1"

tp -- 2 ’

где t"— температура воздуха на выходе, °С;

температура металла крайнего участка трубной доски прини­мается на 30°С больше температуры воздуха на выходе.

2. 2. Разница температур металла между трубами и анкерными стойками определяется на основании теплового расчета котла, ко­торый производится в соответствии с нормами теплового расчета.

3. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ ТРУБНЫХ ДОСОК

   1. Распределенная реактивная жесткость труб определяется по формуле

° ~ abL ’

где (3=1,5— для ТВП с одной промежуточной трубной доской или без нее;

|3 = 2,7— для ТВП с двумя промежуточными трубными до­сками.

при установке ребер на нижней и верхней трубных досках

т

при установке ребер

олько на нижней трубной доске

при опирании сторон 2Ь на балки с осевым моментом инерции (предполагается, что на каждую балку опираются одной стороной две секции ТВП)

_ ¹ /

Р — 4 •'б

где 7б — момент инерции поперечного сечения балки.

E‘J_P

Для случая опирания по двум сторонам трубной доски без подкрепляющих ребер 7р = 0; у = 0.

Для случая опирания секции по всему периметру на жесткие балки у-х»

от веса секции

Gi f ( b 4а ^Jla+b

nb — f ( -Л •
“ 4b a 4- b ’ ‘

от веса опирающихся на секцию конструкций

при 7р = у = 0 fi = /₂= 1.

Коэффициенты fi, fz определяются по графикам, изображенным на чертеже 3.

'5.8. Проверка условия прочности производится согласно п. 3.1.