котлы / КСВ мощностью от 1,0 до 5,0 МВт / КСВ-1 расчет на прочность

Водогрейный жарогазотрубный котел КСВ-1,0 зав.№

производства ЗАО «Уралкотломаш»

Расчет на прочность №КСВ-1РР2

основных элементов котла,

работающих под давлением.

Главный конструктор

г. Березовский Свердловской обл.

Расчет на прочность основных элементов котла,

работающих под давлением

Содержание

		Лист
	Введение	3
1.	Исходные данные	3
2.	Цилиндрическая обечайка корпуса	5
3.	Цилиндрическая обечайка гладкой жаровой трубы	6
4.	Цилиндрическая обечайка поворотной камеры	6
5.	Дымогарные трубы	7
6.	Переднее днище поворотной камеры	8
7.	Заднее днище поворотной камеры	9
8.	Переднее днище корпуса	10
9.	Заднее днище корпуса	11
10.	Анкерные связи поворотной камеры	11
11.	Толщина стенки люка	12
12.	Толщина стенки смотрового люка	13
13.	Малоцикловая усталость	13
14.	Выводы	15

Приложение: Расположение и определение просветов а, в, с.

Введение

На элементы котла действуют два основных нагружающих фактора – внутреннее и наружное давление рабочей среды, в межтрубном пространстве (статическая нагрузка) и переменные изгибающие напряжения, возникающие при пусках и остановках котла, а также при изменениях теплопроизводительности котла в результате различных температурных расширений продольных связей «корпус – жаровая труба», «жаровая труба – дымогарные трубы второго хода газов», «корпус – дымогарные трубы третьего хода газов». Переменные изгибающие напряжения вызывают так называемую малоцикловую усталость.

Расчет производится по «Нормам расчета на прочность стационарных котлов и трубопроводов пара и горячей воды» РД 10-249-98 (далее РД), которые предписывают производить расчет на статическую и усталостную (малоцикловую) прочность. При этом расчет на усталость должен производиться с учетом всех режимов работы котла, характеризующихся минимальными и максимальными температурами металла продольных связей в начале и в конце цикла колебаний.

Расчет на прочность от статических нагрузок приведен в пунктах 1-13. В пункте 14 выполнен расчет на малоцикловую усталость.

Примером циклического нагружения котла являются циклы типа пуск-остановка, при которых нагрузка изменяется от нуля до номинальной, а температура металла от 20ºС до рабочей температуры и обратно.

Циклами второго типа служат циклические изменения нагрузки от заданного промежуточного значения до номинального и обратно.

По РД циклы второго типа учитываются при изменениях нагрузок котла свыше 15% от номинальной.

Расчет производится для всех минимальных просветов трубной решетки (днищ). Расчет максимальных просветов выполняется при расчете статической прочности. Учитывая конструкцию котла, следует рассматривать просветы на днищах корпуса котла (Приложение):

«а» - между наружной поверхностью обечайки жаровой трубы и внутренней поверхностью обечайки корпуса котла;

«в» - между наружной поверхностью дымогарной трубы второго хода газов и наружной поверхностью жаровой трубы;

«с» - между наружной поверхностью дымогарной трубы третьего хода газов и внутренней поверхностью обечайки корпуса котла.

Расположение и определение величин просветов определяется по приложению к настоящему расчету.

1. Исходные данные.

1. Номинальная теплопроизводительность ________МВт.

2. Расчетное давление – 0,6 МПа.

3. Сборочный чертеж котла _________.

4. Толщина стенок трубных решеток определяется с учетом укрепления анкерными связями, дымогарными трубами, угловыми связями и максимально допустимых размеров неукрепленных участков.

5. Толщина накипи на поверхностях нагрева принимается равной S_q=0,15мм при условии проведения периодических химических промывок котла.

6. Допускаемые напряжения металла принимаются по таблицам РД 10-249-98.

7. Температура воды на входе в котел t₁=70ºС.

8. Температура воды на выходе из котла t₂=115ºС

9. П ри расчете малоцикловой усталости температура стенок продольных связей определяется по формулам теплопередачи с учетом тепловых потоков, которые определены тепловым расчетом котла, имеющих следующие значения:

10. Н аиболее теплонапряженной трубной решеткой является переднее днище поворотной камеры, поэтому при расчете толщины днищ расчетная температура принимается равной расчетной температуре передней трубной решетки поворотного газохода.

11. Согласно п.1.4.6. РД расчетную температуру стенки обогреваемых деталей следует принимать не менее 250ºС.

12. Расчетную температуру стенки необогреваемых деталей котла следует принимать равной температуре воды на выходе из котла – 115ºС.

Приложение

К расчету на прочность котла

КСВ-1,0 заводской №______

Минимальные просветы между продольными связями котла

Просветы	Размеры, мм
а	199	346	545
в	129	346	475
с	55	660	715

Поперечное сечение котла

Условные обозначения:

1. Наружный диаметр жаровой трубы

2. Внутренний диаметр поворотной камеры

3. Внутренний диаметр корпуса котла

Котел КСВ-1,0

Оценка экономии металла за счет уменьшения толщины деталей, работающих под давлением

№ п/п	Наименование элементов котла, работающих под давлением	Толщина стенки, мм		Вес, кг		Экономия металла за счет уменьшения толщины, кг
		расчетная рекомендуемая к изготовлению	изготов­ленная	рекомен­дуемый к изготов­лению	принятый к изготов­лению
1	Цилиндрическая обечайка корпуса котла		10	982	1228	246
2	Цилиндрическая обечайка жаровой трубы		12	463	556	93
3	Цилиндрическая обечайка поворотной камеры		10	-	-	-
4	Дымогарные трубы		4	645	844	199
5	Переднее днище поворотной камеры		12	42	50	8
6	Заднее днище поворотной камеры		12	62	75	13
7	Переднее днище корпуса котла		12	57	69	12
8	Заднее днище корпуса котла		12	116	139	23
						594 кг

Примечание

1. Расчетные толщины деталей определены для стали 09Г2С.

2. При изготовлении из другой марки стали расчетные толщины следует определять с учетом нормативных величин допускаемых напряжений применяемой стали.