Пояса жесткости

9.4.2.1. Пояса жесткости воспринимают изгибную нагрузку, возникающую в мембранном экране от дей­ствия избыточного давления или разрежения в топке (газоходе).

9.4.2.2. Расстояние между поясами жесткости 2L При их расположении перпендикулярно направлению экранных труб должно приниматься по наименьше­му из двух значений:

В середине экрана для расчетного сечения 1 -2 ореб­ренной трубы

В углу топки (газохода) для расчетного сечения 5-6 Оребренной трубы

2L<S2dayJ[o]/p,

Где £,2 — коэффициенты, определяемые по рис. 9.4 и 9.5;

H/S2 Гладкие трубы С ввяркои проставки 3,0 Т, Л/S, Плавниковые трубы Рис. 9.3 P = da/d

Pdz

Gp: ~ 4(D + S)S ~ среднее окружное напряжение от внутреннего давления в трубе, МПа.

Рис. 9.4

Профиль и размеры балок поясов жесткости опре­деляются из условия прочности допустимого прогиба.

9.4.2.3. Максимальные изгибные напряжения сь в балке жесткости мембранного экрана определяют­ся по формуле

Максимальный изгибающий момент в балке при шарнир­ных связях в углу топки, Н мм;

Максимальный изгибающий момент в бандаже (в жестко связанных между собой бал­ках жесткости), Н мм;

Коэффициент;

Момент инерции балок жест­кости по ширине экрана А и Б, мм4.

По условиям прочности изгибные напряжения должны быть:

При нормальных условиях эксплуатации а6 < 1,7 [о]; при хлопке и аварийном разрежении оь <2,2[а]. 9.4.2.4. Касательные напряжения в балке жестко­сти определяются по формуле

QSn,,, Hb ‘

Где b — ширина сечения балки, мм.

Для двутавровых балок жесткости максимальные касательные напряжения в стенке определяются по формуле

Где Q = 2PTxL — поперечная сила, Н; b — ширина полки, мм;

Hy — высота балки, мм;

H2 — высота стенки, мм;

Где Мь = ртх L

_ 2ptL A2 + kB2 КТГ

K=М 1ВА

T2 — толщина стенки, мм.

^ 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 S /Fi Рис. 9.5

Условие прочности по касательным напряжениям: при нормальных условиях эксплуатации т < 0,7[о]; при хлопке и аварийном разрежении т < [а]. Если балка жесткости находится под изоляцией, то температура стенки принимается равной темпера­туре среды Tm, а если вынесена за изоляцию, то темпе­ратура стенки принимается равной 20 С.

9.4.2.5. Максимальный относительный прогиб Wb/2X Балки жесткости при шарнирных связях в углу топки не должен превышать:

Ч _ 1 2х 200′

Где Wb =0,42^—.

В случае использования бандажей проверка вели­чины относительного прогиба может не производить­ся. При применении бандажей необходимо выполне­ние конструктивных решений, позволяющих компен­сировать разницу температурных расширений балки и мембранного экрана.

9.4.2.6. Устойчивость плоской формы изгиба дву­тавровых балок жестко обеспечивается при выпол­нении условия

‘ кр 2 *

X

Где Ркр = PTxL — критическое усилие, Н;

2btf + h2t%

Ik =————— — геометрический фактор жестко­сти при чистом кручении, мм;

B — ширина полки, мм;

Tx — средняя толщина полки, мм;

Л2 — высота стенки, мм;

Tz — толщина стенки, мм.

Для котлов сверхкритического давления допускает­ся использование ферм в качестве поясов жесткости. В этом случае относительные прогибы поясов жесткости и максимальные напряжения в элементах определяют­ся расчетными методами; кроме того, производится проверка устойчивости сжатых элементов.

Располагать поперечпые сварные соединения труб под поясом жесткости не допускается. Расстояние между сварным стыком панелей и средним сечением пояса жесткости рекомендуется принимать не менее 1 м. Расстояние от потолочного экрана или пода до ближайшего пояса жесткости должно быть не боль­
ше расстояния между поясами жесткости, вычислен­ного по приведенным формулам.

9.4.2.7. Растягивающая погонная нагрузка от из­быточного давления (хлопка), а также сжимающая от разрежения передаются на экраны, при этом дол­жно выполняться условие

УЇ

Px=*pT<bJ = l,5i/s[a], где у — коэффициент, определяемый из уравнения

[PxJ,

Приведенное трансцендентное уравнение решает­ся методом последовательного приближения задани­ем величины [рД с погрешностью

Є = — l. S^sfcrJ^O. OS,

Где yi — минимальное значение положительного кор­ня квадратного уравнения при [рД. Первым приближением [рД может служить зна­чение [pj, соответствующее решению квадратного уравнения без учета внутреннего давления (р = 0).

Если указанное условие не выполняется, то погон­ная нагрузка должна передаваться на стягивающую полосу, необходимое сечение которой определяется по формуле

F —2XP‘L

P=[VT

Где [ар] — номинальное допускаемое напряжение для стали полосы, МПа; принимается согласно табл. 9.4 при расчетной температуре стен­ки, равной максимальной температуре сре­ды в экране.

9.4.2.8. В прямоточных котлах имеют место раз — верки температур, вызванные многоходовым движе-
ниєм среды. Разность температур среды в соседних трубах в любом из расчетных сечений мембранной конструкции регламентируется расчетом суммарных напряжений, определяемых по этапу 2 поверочного расчета.

При выборе основных размеров принимается, что указанная разность не должна превышать 70 С при номинальной теплопроизводительности котла и 90 °С при теплопроизводительности от 70% и ниже. Разно­сти температур, превышающие приведенные значе­ния, должны быть обоснованы расчетом на цикличе­скую прочность, выполняемым на этапе техническо­го проектирования.