鍋爐壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計應遵循以下原則:
(1)結(jié)構(gòu)不連續(xù)處應平滑過渡。受壓殼體存在幾何形狀突變或其他結(jié)構(gòu)上的不連續(xù),都會產(chǎn)生較高的不連續(xù)應力。因此設(shè)計時應盡量避免。對于難以避免的結(jié)構(gòu)不連續(xù),應采用平滑過渡的形式,防止突變。
(2)引起應力集中或削弱強度的結(jié)構(gòu)應相互錯開,避免高應力迭加。在鍋爐、壓力容器中,不可避免地存在一些局部應力較高或?qū)Σ考姸扔兴魅醯慕Y(jié)構(gòu),如開孔、轉(zhuǎn)角、焊縫等部位。設(shè)計時應將這些結(jié)構(gòu)相互錯開,以防止局部應力迭加。
(3)避免采用剛性過大的焊接結(jié)構(gòu)。剛性大的焊接結(jié)構(gòu)不僅使焊接構(gòu)件因施焊時的膨脹和收縮受到約束而產(chǎn)生較大的焊接應力,而且使殼體在操作條件波動時的變形受到約束而產(chǎn)生附加的彎曲應力。因此設(shè)計時應采取措施予以避免。
(4)受熱系統(tǒng)及部件的脹縮不要受限制。受熱部件的熱膨脹,如果受到外部或自身的限制,在部件內(nèi)部就會產(chǎn)生熱應力。設(shè)計時應使受熱部件不受外部約束,減小自身約束。
(5)合理地布置鍋爐受熱面,保證適當?shù)乃缓土己玫乃h(huán),使受熱面得到可靠的冷卻。
鍋爐結(jié)構(gòu)應符合下列基本要求:
(1)鍋爐結(jié)構(gòu)的各部分在運行時應能按設(shè)計預定方向自由膨脹。
(2)各部分受熱面應得到可靠的冷卻。
(3)鍋爐各受壓部件應有足夠的強度,并裝有可靠的安全保護設(shè)施,防止超壓。
(4)受壓元、部件結(jié)構(gòu)的形式、開孔和焊縫的布置應盡量避免或減小復合應力和應力集中。
(5)鍋爐的爐膛結(jié)構(gòu)應有足夠的承壓能力和可靠的防爆措施,并應有良好的密封性。
(6)鍋爐承重結(jié)構(gòu)在承受設(shè)計載荷時應具有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性及防腐蝕性。
(7)鍋爐結(jié)構(gòu)應便于安裝、檢修和清洗內(nèi)外部。