РД 10-249-98. Госгортехнадзор россии

• Название: Госгортехнадзор россии
• Дата: 18.12.2022
• Размер: 1.39 Mb.
• Имя файла: РД 10-249-98.docx
• Тип: Документы; #850282
• страница: 25 из 28

10.6.1. Общие положения

10.6.1.1. При расчете на статическую прочность определяются напряжения от всех нагрузок, действующих на подвеску, с учетом коэффициентов прочности сварных соединений. Проверка условий прочности производится последовательно в зависимости от нагружающих факторов в соответствии с п. 10.3.1.

10.6.2. Определение нагрузок на подвески

10.6.2.1. С учетом выбранных размеров балок потолочного перекрытия определяются их прогибы от монтажной, эксплуатационной и сейсмической нагрузки. Определение прогибов балок потолочного перекрытия необходимо для установления величины перераспределения нагрузок между подвесками котла.

10.6.2.2. По действительному прогибу хребтовой или межхребтовой балки при расчетной нагрузке (монтажной, эксплуатационной и сейсмической) определяется разность просадок-пружин крайних и средних подвесок f_nn, при этом коэффициент неравномерности (перегрузки) К вычисляется по формуле



где   принимается согласно п.10.5.5. При нормальных условиях эксплуатации  ; при сейсмическом воздействии  .

Если при монтаже производится выравнивание нагрузок на подвески с помощью гидродомкрата, то f_nn определяется по прогибу балки от разности Р_э-Р_м.

При сейсмическом воздействии расчет производится для Р=Р_э+Р_s или, в случае выравнивания нагрузок, для Р-Р_м. Коэффициент неравномерности не должен превышать 1,4.

10.6.2.3. Для наиболее нагруженных подвесок производится проверка прочности с учетом найденного коэффициента неравномерности К.



Рисунок 10.4. Номограмма для определения размеров элементов шарнирного соединения



Рисунок 10.5. Номограмма для определения размеров пластин

a - односторонняя приварка; б - двухсторонняя приварка;  -s=6 мм; ----- - s=8 мм



Рисунок 10.6. Номограмма для определения максимальной разности просадок пружин

 - при нормальных условиях эксплуатации (1.500);

------- - при сейсмическом воздействии (1.400)

10.6.3. Расчет на прочность тяг подвесок

10.6.3.1. Общие мембранные напряжения от растяжения силой Q_q определяются по формуле



где   - для сплошного круглого сечения;

 - для полого круглого сечения (d₁=d_a(d_s));

 - принимается согласно п. 10.4.1 при наличии стыкового шва.

10.6.3.2. Средние напряжения от внутреннего давления в полом круглом сечении (в подвесной трубе) тяги определяются согласно разделу 3 Норм.

10.6.3.3. Максимальный изгибающий момент, действующий на тягу, определяется по формуле



где  = - параметр;

 - для сплошного круглого сечения;

 - для полого круглого сечения тяги.

Если kl>3, то  .

10.6.3.4. Общие изгибные напряжения, возникающие от момента М_bq, определяются по формуле



где   - для сплошного круглого сечения;

 - для полого круглого сечения.

10.6.3.5. Изгибающий момент M_sq, воспринимаемый резьбой, зависит от длины втулки l_вm и разницы между внутренним диаметром втулки и диаметром тяги 2_s=D_вm-d_a:



где  ;

 - для сплошного круглого сечения;

 - для полого круглого сечения тяги.

Если полученное значение M_sq превосходит значение M_bq, следует принимать M_sq=M_bq.

10.6.3.6. Изгибные напряжения, возникающие в резьбе от момента M_sq, определяются по формуле



где   - для сплошного круглого сечения;

 - для полого круглого сечения.

10.6.3.7. Напряжение кручения в резьбе при затяге гайки определяется по формуле



где   - для сплошного круглого сечения;

 - для полого круглого сечения;

 - крутящий момент, действующий на подвеску;

Q_q - усилие при затяге гайки;

 - коэффициент, зависящий от трения в резьбе; определяется по таблице 10.4.1.

Таблица 10.4.1

Коэффициент	Качество поверхности
0,1	Чисто обработанные поверхности при наличии смазки
0,13	Чисто обработанные поверхности без смазки и грубо обработанные поверхности при наличии смазки
0,18	Грубо обработанные поверхности без смазки

При использовании гидродомкрата в целях выравнивания нагрузок на подвески М_k=0. Не допускается затяг гаек тарельчатых пружин под нагрузкой.

10.6.3.9. В соответствии с разделом 5 Норм для расчетных сечений вычисляются три главных нормальных напряжения (₁, ₂, ₃, которые представляют собой алгебраическую сумму действующих в одном направлении напряжений от приложенных к расчетному сечению нагрузок.

10.6.3.10. Проверка условий прочности производится последовательно в соответствии с таблицей 10.2 в зависимости от нагружающих факторов и приложенных усилий.

10.6.3.11. Напряжение среза в резьбе определяется по формуле

,

где h_s - высота рабочей части резьбы, мм.

Проверка условия прочности производится согласно п. 10.3.1.



Рисунок 10.7. Номограмма для определения коэффициента ₁.

10.6.4. Расчет на прочность шарнирных соединений

10.6.4.1. Напряжение смятия в шарнирах определяется по формуле



Формула справедлива при условии 1,0D_h/D_a1,1.

10.6.4.2. Средние касательные напряжения, вызванные действием срезывающих усилий в валике, определяются по формуле



10.6.4.3. Напряжение смятия в шарнирах с овальным отверстием (см. рисунок 10.1) определяется по формуле



10.6.4.4. Общие мембранные напряжения в проушине с круглым отверстием от растягивающего усилия определяются по формуле



10.6.4.5. Общие, мембранные напряжения в проушине с овальным отверстием от растягивающего усилия определяются по формуле



где E_0h - длина отверстия, мм.

10.6.4.6. Общие мембранные напряжения в проушине с овальным отверстием от растягивающего усилия определяются по формуле



где E_0h - длина отверстия, мм.

10.6.4.7. Проверка условия прочности производится согласно подразделу 10.3.

10.6.5. Расчет на прочность пластин

10.6.5.1. Максимальная локальная нагрузка в пластине (см. рисунок 10.1) узла соединения подвески с экраном определяется по формуле

Q_L=KQ_q/n_pl,

где n_pl - число пластин, шт.;

К - коэффициент неравномерности; определяется по таблице 10.5.

Таблица 10.5

Число пластин npl	Коэффициент неравномерности К
1	1,0
2	1,2
4	1,3
6	1,4

10.6.5.2.Общие мембранные напряжения в пластине от усилия Q_L определяются по формуле



где F_pl=e_pl s_pl - площадь поперечного сечения пластины, мм²;

 - коэффициент прочности, определяемый согласно п. 10.4.1 (при наличии стыкового шва).

10.6.5.3. Общие изгибные напряжения в пластине от смещения определяются по формуле



где l_pl - смещение пластины, мм: 

10.6.5.4. Проверка условия прочности проводится согласно подразделу 10.3.

10.6.6. Расчет на прочность опорных плит

10.6.6.1. Эквивалентное напряжение в прямоугольной опорной пластине (рисунок 10.8) с рядом отверстий от усилия Q определяется по формуле, справедливой для любых размеров в плане:



где с^* - коэффициент, принимаемый в зависимости от способа опирания плиты и вариантов нагружения по таблице 10.6.

Для плиты, защемленной по опорным кромкам (тип I на рисунке 10.8), с^*=с₁₁, если нагрузка распределена по контуру отверстия, и с^*=с₁₂, если нагрузка распределена по ширине кольца.

Для плиты, свободно опертой по опорным кромкам (тип I), с^*=с₂₁, если нагрузка распределена по конуру отверстия, и с^*=с₂₂, если нагрузка распределена по ширине кольца.

Коэффициенты с₁₂ и с₂₂ соответствуют передаче нагрузки через гайку, внутренний диаметр которой равен диаметру отверстия в опорной плите (рисунок 10.9).



Рисунок 10.8. Типы опорных плит



Рисунок 10.9. Варианты нагружения

а- нагружение по контуру отверстия; б - нагружение по ширине кольца

Таблица 10.6.

Параметр 	c11			c12				c21				c22
	Параметр 
	2	4	6	2	4	6	2		4	6	2		4	6
2	1,0	1,7	2,2	0,6	1,3	1,9	2,4		4,7	6,0	1,8		3,9	4,9
4	1,0	1,2	1,4	0,6	0,9	1,2	1,5		2,8	3,8	1,2		2,2	3,1
6	1,0	1,1	1,2	0,6	0,8	1,0	1,2		2,2	3,0	1,0		1,9	2,7

Примечания:

1. Для промежуточных значений коэффициенты определяются линейной интерполяцией ближайших значений с округлением до 0,1 в большую сторону.

2. При <2 коэффициенты определяются линейной экстраполяцией с округлением до 0,1 в большую сторону.

Параметр  определяется как отношение расстояния между опорными кромками к диаметру отверстия:

=а/r,

где расстояние а принимается равным расстоянию между стенками опорных балок.

Параметр  определяется как отношение расстояния между центрами отверстий к диаметру отверстий:

=t/r.

10.6.6.2. Эквивалентное напряжение в прямоугольной опорной плите с единичным отверстием (см. рисунок 10.8) от усилия Q_q определяется по формуле, справедливой для любых размеров плиты в плане:



где с^* - коэффициент, принимаемый в зависимости от способа опирания плиты и вариантов нагружения по таблице 10.7.

Таблица 10.7

Параметр 	c31			c32				c41				c42				c5151				c62
	Параметр 
	2	4	6		2	4	6		2	4	6		2	4	6		2	4	6		2	4	6
2	1,0	1,9	2,6		0,6	1,5	2,1		2,6	5,5	7,3		1,9	4,2	5,4		0,7	1,0	1,0		0,9	1,5	1,5
4	1,0	1,3	1,6		0,6	1,0	1,4		1,6	3,1	4,2		1,2	2,4	3,4		1,0	1,1	1,2		1,5	1,8	2,0
6	1,0	1,2	1,4		0,6	0,9	1,2		1,3	2,3	3,2		1,0	2,0	2,9		1,0	1,2	1,4		1,5	2,0	2,1

Примечания:

1. Для промежуточных значений коэффициенты определяются линейной интерполяцией ближайших значений с округлением до 0,1 в большую сторону.

2. При <2 коэффициенты определяются линейной экстраполяцией с округлением до 0,1 в большую сторону.

Для плиты, у которой две противоположные кромки защемлены, а две другие свободны (тип II), с^*=с₃₁, если нагрузка распределена по контуру отверстия, и с^*=с₃₂, если нагрузка распределена по ширине кольца.

Для плиты, у которой две противоположные кромки свободно оперты, а две другие свободны (тип П), c^*=c₄₁, если нагрузка распределена по контуру отверстия, и с^*=с₄₂, если нагрузка распределена по ширине кольца.

Для плиты, защемленной по контуру, при нагрузке, распределенной по контуру отверстия (тип III), c^*=c₅₁.

Для плиты, свободно опертой по всему контуру, при нагрузке, распределенной по ширине кольца (тип III), с^*=с₆₂.

Параметр  определяется как отношение расстояния между опорными кромками к диаметру отверстия:

=а/r.

Параметр  определяется как отношение длины опорных кромок к диаметру отверстия:

=b/r.

10.6.6.3. Полученные значения эквивалентного напряжения не должны превышать 1,5 [] согласно подразделу 10.3.

10.6.7. Расчет на прочность шайб

10.6.7.1. Если радиус приложения нагрузки (радиус линии контакта r_к) не превосходит среднего радиуса шайбы, т.е. r_кr+R, то эквивалентное напряжение в конической шайбе от нагрузки при любом угле конусности определяется по формуле



10.6.7.2. Полученное значение эквивалентного напряжения не должно превышать 1,2 [] согласно подразделу 10.3.

10.6.7.3. Напряжения от среза в опорном бурте конической шайбы



где r_b - наружный радиус бурта.

10.6.7.4. За счет большой длины зоны контакта сферической и конической шайб напряжения смятия в этой зоне оказываются значительно меньше допускаемых, поэтому проверка на смятие не производится.

11. МЕТОДИКА РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Настоящий раздел устанавливает требования к расчету сейсмических нагрузок на паровые стационарные котлы, их элементы и трубопроводы горячей воды и пара. С помощью расчетов проводится оценка сейсмостойкости оборудования, а также определяются мероприятия по обеспечению сейсмостойкости на стадии проектирования и в процессе эксплуатации.

11.1. Условные обозначения

11.1.1. В разделе приняты следующие условные обозначения, представленные в таблице 11.1.

Таблица 11.1

Символ	Название	Единица измерения
ms	Общие мембранные напряжения с учетом сейсмического воздействия	МПа
mms	Местные мембранные напряжения, возникающие от неравномерного распределения нагрузок, с учетом сейсмического воздействия	МПа
bs	Общие изгибные напряжения с учетом сейсмического воздействия	МПа
Cms	Напряжение смятия	МПа
	Напряжение среза	МПа
k	Относительное демпфирование (в долях от критического коэффициента демпфирования)
N	Число степеней свободы расчетной модели
g	Нормальное ускорение свободного падения	м/с2
a(t)	Зависимость ускорения основания от времени
[М]	Матрица коэффициентов инерции
[С]	Матрица коэффициентов жесткости
p(f)	Частота собственных колебаний	рад/с (Гц)
НУЭ	Нормальные условия эксплуатации
ПЗ	Проектное землетрясение
СА	Синтезированная акселерограмма
ЛСМ	Линейно-спектральный метод
МДА	Метод динамического анализа
MSK-64	12-балльная шкала интенсивности землетрясений 1964 г., разработанная С. Медведевым, В. Шпонхоером и В. Карником

11.2. Общие положения

11.2.1. Расчет на сейсмостойкость является обязательным этапом поверочного расчета и служит для определения возможности использования оборудования в районах с повышенной сейсмической активностью.

11.2.2. Целью поверочного расчета на сейсмостойкость является:

- проверка прочности элементов оборудования;

- оценка взаимных смещений, соударений элементов конструкций;

- разработка мероприятий, направленных на снижение расчетных динамических нагрузок, в случаях, когда расчет не подтверждает обеспечение требований сейсмостойкости.

11.2.3 Основные критерии сейсмостойкости оборудования базируются на таких факторах, как:

- необходимость обеспечения безопасности оперативного персонала станции;

- важность компонент технологического оборудования и систем, необходимых для выработки электроэнергии и тепла;

- анализ начальной стоимости и объема потенциальных затрат на ремонт или замену оборудования, поврежденного в результате сейсмического воздействия;

- возможность использования альтернативных частей и систем оборудования;

- оценка поведения и взаимодействия отдельных систем при землетрясении;

- анализ возможных потерь от простоев блока вследствие повреждения оборудования при сейсмическом воздействии.

Основной критерий сейсмостойкости ТЭС и ТЭЦ можно сформулировать следующим образом: станция должна противостоять с минимальными структурными повреждениями и непродолжительным прекращением выработки электроэнергии и тепла землетрясению, которое вызывает ускорение грунта только с низкой (около 10%) вероятностью превышения в течение проектного срока службы станции.

11.2.4. Поверочный расчет необходимо проводить с учетом действия эксплуатационных и сейсмических нагрузок. Ветровые нагрузки при расчете на сейсмостойкость не учитываются.

Проектное сейсмическое воздействие задается в соответствии с общей концепцией сейсмостойкости объектов теплоэнергетики в виде аналоговых акселерограмм для площадки строительства станции, имеющей максимальные пиковые ускорения, соответствующие повторяемости один раз за срок службы станции. При этом пиковые ускорения должны иметь не более чем 10%-ную вероятность их превышения за принятый период повторяемости.

В процедуру определения интенсивности ПЗ в общем случае должны входить следующие этапы:

- определение региональной сейсмической активности и вероятности возникновения землетрясений различной интенсивности на основании анализа исторических и инструментальных данных;

- установление и классификация всех геологических разломов в зоне 80 - 100 км;

- определение максимально возможных землетрясений, которые могут инициироваться каждым из разломов, и установление повторяемости для каждого события землетрясения;

- расчет пиковых значений ускорений грунта на площадке, вызванных движениями отдельных разломов;

- определение параметров ПЗ (проектного спектра, акселерограмм и проектного максимального пикового ускорения грунта) для принятой проектной повторяемости землетрясения.

11.2.5. В соответствии с общей концепцией и критериями сейсмостойкости принцип сейсмозащиты станции заключается в ее безопасном останове при ПЗ и последующем пуске через короткий промежуток времени при ограниченном объеме восстановительных работ. Для обеспечения этой задачи все технологическое оборудование и системы станции должны быть разделены на две категории сейсмостойкости.

Категория Is. Системы и оборудование, для которых выполняется обоснование сейсмостойкости (прочности и/или работоспособности):

- системы и оборудование, обеспечивающие аварийный останов блока;

- системы и оборудование, которые могут являться потенциальным источником пожара в результате сейсмического воздействия;

- средства пожаротушения;

- основное и дорогостоящее оборудование, которое не может быть восстановлено и заменено в ограниченный период времени и повреждение которого приведет к значительному экологическому или финансовому ущербу (например, котел, турбина, деаэратор, питательный насос, дымосос, силовые трансформаторы, дутьевые вентиляторы, мельницы, баки мазута, воды и т.д.);

- основные трубопроводы пара и питательной воды.

Категория IIs. Все прочие системы и оборудование, важные с точки зрения обеспечения работоспособности станции и не вошедшие в категорию Is, должны иметь практическую возможность быть восстановленными в ограниченный период времени после землетрясения, определяемый государственными, регулирующими и надзорными органами. Для этих систем выполняется упрощенная оценка ожидаемых повреждений в результате ПЗ.

Кроме того, необходимо уделять особое внимание конструкциям, системам и элементам оборудования, которые в результате сейсмического воздействия могут повредить системы и оборудование, отнесенное к категории Is, и таким образом нарушить функции обеспечения безопасности станции либо привести к большим материальным потерям. Должны быть предприняты меры по предотвращению возникновения указанных ситуаций.

11.2.6. Расчет на сейсмостойкость проводится для оборудования и трубопроводов станций, устанавливаемых в районах сейсмичностью 7 баллов и выше.

11.2.7. Интенсивность ПЗ (максимальный уровень ускорения на грунте) при отсутствии специального сейсмологического обоснования устанавливается в соответствии с картами сейсмического районирования для 1 категории повторяемости, в соответствии со СНиП 1.2.-4-98.

11.2.8. Максимальный уровень ускорения аналоговых и синтезированных акселерограмм, принимаемых в качестве характеристик ПЗ, должен соответствовать п. 11.2.7 или может быть принят в соответствии с таблицей 11.2.

Таблица 11.2