鍋殼鍋爐下腳圈和橢球封頭及三通應力分析計算.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：TK175學校代碼：10213國際圖書分類號：621.1密級：公開工學工學碩士學位論文士學位論文鍋殼鍋爐下腳圈和橢球封頭及三通應力分析計算碩士研究生：劉元春導師：劉文鐵教授申請學位：工學碩士學科：熱能工程所在單位：能源科學與工程學院答辯日期：2011年6月30日授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要I摘要鍋爐是一種直接用燃燒產(chǎn)生熱水和蒸汽的特種受壓容器，對設計、選材、制造都有特殊的要求，要同時考慮其安全性和經(jīng)濟性。鍋爐受壓元件

2、強度計算標準與其他鍋爐標準，如熱力計算、空氣動力計算、水動力計算等標準相比，具有更強的強制性和法律約束力。當對鍋爐進行設計和對已有鍋爐進行校核安全性時，必須進行鍋爐受壓元件的強度計算。隨著技術(shù)的發(fā)展，鍋殼鍋爐的壓力已達到3.8MPa，而現(xiàn)行的鍋殼鍋爐受壓元件強度計算標準GBT165081996已經(jīng)使用14年，其中的某些規(guī)定已經(jīng)不盡合理。因此，2008年開始對標準進行修訂，本文就其中的若干問題進行有限元分析，為標準的修訂提供依據(jù)。本文依據(jù)

3、彈性力學理論，對受壓元件進行理論分析，推導出在內(nèi)壓作用下腳圈、封頭和三通的應力分布。然后，使用有限元軟件ANSYS12.1對受壓元件進行應力分析，分別得到了這些模型的應力強度分布結(jié)果，選取了沿厚度路徑進行應力分類，將應力的計算結(jié)果通過線性化處理分解為：薄膜應力、彎曲應力和峰值應力，得到應力強度分布結(jié)果，進行強度評定。采用有限元法分別對不同型式、不同支撐的下腳圈進行理論分析和強度評定，結(jié)果表明，在內(nèi)壓作用下，外側(cè)支撐的U型下腳圈的應力最大

4、，S型下腳圈的受力情況最好。當鍋爐有沖天管、喉口圈、加煤孔和出渣口等結(jié)構(gòu)時，下腳圈的應力狀況得到改善。同時，立式無沖天管鍋爐U型下腳圈厚度可按最小厚度公式計算，取厚度系數(shù)1.0??是可行的，如計算所得最小需要厚度小于爐膽厚度，則取爐膽厚度。有沖天管、喉口圈、加煤孔和出渣口等結(jié)構(gòu)的鍋爐S型、U型下腳圈厚度無需計算，取爐膽厚度。采用有限元法分別對不同人孔直徑和橢球形封頭直徑比的封頭進行理論分析和強度評定，結(jié)果表明在內(nèi)壓作用下，翻邊封頭的最大

5、應力點為長軸面的翻邊處，將限制條件0.6ndD?擴大為0.7ndD?是可行的。采用有限元法分別對不同壓力、不同直徑的等徑三通和異徑三通進行理論分析和強度評定，結(jié)果表明，在內(nèi)壓作用下，三通肩部的應力比腹部的應力大，應力的最大點發(fā)生在三通肩部的內(nèi)側(cè)。當主管直徑相同時，等徑三通比異徑三通的應力大。通過有限元分析可得，對于額定壓力不大于3.8MPa的鍋爐鋼制無縫焊制三通，當主管外徑273mmwD?時，可用厚度補強型式計算；對于額定壓力不大于2.