DLT 5366-火力发电厂汽水管道应力计算技术规程.pdf
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1、P6 1 备案号:J 6 4 1 - 2 0 0 7 DL 中 华 人 民 共 和 国 电 力 行 业 标 准 DL / T 5 3 6 6一2 0 0 6 火力发电厂汽水管道应力 计算技术规程 T e c h n i c a l c o d e f o r s t r e s s c a l c u l a t i n g o f s t e a m / w a t e r p i p i n g i n f o s s i l f u e l p o w e r p l a n t v 2 0 0 6 - 1 2 - 1 7 发布2 0 0 7 - 0 5 - 0 1 实施 中华人民共和国
2、国家发展和改革委员会发 布 D L / T 5 3 6 6 一 2 0 0 6 范围 本标准规定了火力发电厂汽水管道应力计算的基本技术要 求 。 本标准适用于新建、扩建或改建火力发电厂汽水管道应力计 算,以及适用于以低碳钢、低合金钢和高铬钢为管材的火力发电 厂汽水管道的应力计算。 油和气体介质的管道应力计算,核电站非核级管道应力计算 可参照本规定执行。 DL / T 5 3 6 6 一 2 0 0 6 2 规 范 性 引用 文 件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。 凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单 ( 不包括勘误的内 容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据
3、本标准达成协 议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的 引用文件,其最新版本适用于本标准。 D L / T 5 0 5 4 火力发电厂汽水管道设计技术规定 S Y / T 5 0 3 7 低压流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管 A S ME B 3 1 . 1 -2 0 0 4 动力管道 DL / T 5 3 6 6 一 2 0 0 6 3 凸 , 亡产则 3 . 0 . 1 管道应力计算的主要工作是验算管道在内 压、自 重和其他 外载作用下所产生的一次应力和在热胀、冷缩及位移受约束时所 产生的二次应力;判断计算管道的安全性、经济型、合理性,以 及管道对设备产生的推力和力矩应在设
4、备所能安全承受的范围 内。 3 . 0 . 2 管道的热胀应力应按冷热态的应力范围 验算。 管道对设备 的推力和力矩应按在冷状态下和在工作状态下可能出现的最大值 分别进行验算。 3 . 0 . 3 适当的冷紧可减少管道运行初期的热态应力和管道对端 点的热态推力,并可减少管系的局部过应变。冷紧与验算的应力 范围无关。 3 . 0 . 4 进行管系的挠性分析时,可假定整个管系为弹性体。 3 . 0 . 5 本规程中使用符号的单位和意义见附录Ao D L / T 5 3 6 6 一 2 0 0 6 4 钢 材 的许 用 应 力 4 . 0 . 1 钢材的许用应力, 应根据钢材的有关强度特性取下列三
5、项 中的最小值: 衅/ 3 ; 试/ 1 .5 或 (0 .2 % ) / 1 .5 ;叽/ 1 . 5 式中: 心 “ 钢材 在2 0 时的 抗 拉强 度最小 值, M P a ; 试 钢 材在设 计 温度下的 屈 服极限 最小 值, M P a ; 呱0 .z % 钢 材 在 设 计 温 度 下 残 余 变 形 为0 .2 % 时 的 屈 服 极 限 最小 值, M P a ; 毗 钢 材 在 设 计 温 度 下1 0 、持 久 强 度 平 均 值, M P a o 4 . 0 . 2 常用钢材的性能参见附录B o 4 . 0 . 3 附录B中未列入的钢材, 如符合有关技术条件可作为汽水
6、管道的管材时,其许用应力应按本标准计算。 D L / T 5 3 6 6 一 2 0 0 6 5 管道的设计参数 5 . 1 设 计压 力 的取用 管道设计压力 ( 表压)系指管道运行中内 部介质最大工作压 力。对于水管道设计压力的取用,应包括水柱静压的影响,当其 低于额定压力的 3 %时,可不考虑。主要管道的设计压力,应按 下列规定选用 : 5 . 1 . 1 主蒸汽管道 对于单元机组( 即一台锅炉和一台汽轮机或一台其他原动机) 上装设能控制集箱蒸汽压力的自动燃烧设备的锅炉,主蒸汽管道 的设计压力至少等于主汽门进口处设计压力的 1 0 5 %,或不小于 任何汽包安全阀整定压力下限值的8 5
7、 %, 或不小于管道系统任何 部位预期的最大持续运行压力,取上述三者中的最大值。对于直 流锅炉, 主蒸汽管道的设计压力也不应小于预期的最大持续压力。 对于与过热器出口集箱相连接的主蒸汽管道, 除上述规定外, 设计压力不应小于过热器安全阀整定压力的下限值或任何汽包安 全阀整定压力下限值的8 5 %,取两者中的较大值。 5 . 1 . 2 再热蒸汽管道 取用汽轮机最大计算出力工况 ( 调节汽门全开,简称V WO ) 热平衡中高压缸排汽压力的1 . 1 5 倍。 对于再热器出口联箱到汽轮 机的部分,可减至再热器出口安全阀动作的最低整定压力。 5 . 1 . 3 汽轮机抽汽管道 非调整抽汽管道,取用汽
8、轮机最大计算出力工况下该抽汽压力 的1 . 1 倍, 且不小于O . 1 M P a 。 调整抽汽管道, 取其最高工作压力。 5 . 1 . 4 背压式汽轮机排汽管道 取其最高工作压力。 D L / T 5 3 6 6一 2 0 0 6 5 . 1 . 5 减压装置后的蒸汽管道 装有安全阀的减压装置后的管道设计压力取安全阀的最低整 定压力。 5 . 1 . 6 与直流锅炉启动分离器连接的汽水管道 取用分离器各种运行工况中可能出现的最高工作压力。 5 . 1 . 7 高压给水管道 1 非调速给水泵出口管道, 从前置泵到主给水泵或从主给水 泵至锅炉省煤器进口区段,分别取用前置泵或主给水泵特性曲线
9、 最高点对应的压力与该泵进水侧压力之和。 2 调速给水泵出口管道, 从给水泵出口至第一个关断阀间的 管道,设计压力取用泵在额定转速特性曲线最高点对应的压力与 进水侧压力之和; 从泵出口 第一个关断阀至锅炉省煤器进口区段, 取用泵在额定转速及设计流量下泵提升压力的 1 . 1倍与泵进水侧 压力之和 。 3 以上高压给水管道压力, 应考虑水泵进水温度对压力的修 正 。 5 . 1 . 8 低压给水管道 1 对于定压除氧系统, 取用除氧器额定压力与最高水位时水 柱静压之和。 2 对于滑压除氧系统, 取用汽轮机最大计算出力工况下除氧 器加热抽汽压力的1 . 1 倍与除氧器最高水位时水柱静压之和。 5
10、. 1 . 9 凝结水管道 1 凝结水泵进口侧管道, 取用泵吸入口中心线至汽轮机排汽 缸接口 平面处的水柱静压 ( 此时凝汽器内按大气压力) , 且不小于 0 . 3 5 MP a o 2 单级泵系统的泵出口侧管道, 取用泵出口阀关断情况下泵 的扬程与进水侧压力 ( 上述水柱静压)之和。 3 两级泵系统的凝结水泵出口侧管道, 取用原则同单级泵系 统泵出口侧管道。 DL / T 5 3 6 6 一 2 0 0 6 4 两级泵系统的凝结水升压泵出口侧管道, 取用两台泵( 凝 结水泵和凝结水升压泵)出口阀关闭情况下泵的扬程之和。 5 . 1 . 1 0 加热器疏水管道 取用汽轮机最大计算出 力工况
11、下抽汽压力的1 . 1 倍, 且不小于 O . 1 MP a 。当管道中疏水静压引起压力升高值大于抽汽压力的 3 % 时,尚应计及静压的影响。 5 . 1 . 1 1 锅炉排污管道 锅炉排污阀前或者当排污阀后管道装有阀门或堵板等可能引 起管内压力升高时,对于定期排污管道,设计压力应不小于汽包 上所有安全阀中的最低整定压力与汽包最高水位至管道最低点水 柱静压之和;对于连续排污管道,设计压力应不小于汽包上所有 安全阀中的最低整定压力。当锅炉排污阀后不会引起管内压力升 高时,排污管道 ( 定期排污或连续排污)的设计压力按表 5 . 1 . 1 1 选取 。 表 5 . 1 . 1 1 锅炉排污阀后管
12、道设计压力MP a 锅炉压力1 . 7 5 0 4 . 1 5 04. 1 5 1 - 6 . 2 0 0 1 6 . 2 01 - 1 0 . 3 0 0妻 1 0.3 0 1 管道设计压力 1 1 . 7 5 0 2 . 7 5 06 . 2 0 0 5 . 1 . 1 2 给水再循环管道 1 当采用单元制系统时, 进除氧器的最后一道关断阀及其 以前的管道,取用相应的高压给水管道的设计压力。其后的管 道,对于定压除氧系统,取用除氧器额定压力;对于滑压除氧 系统,取用汽轮机最大计算出力工况下除氧器加热抽汽压力的 1 . 1 倍 。 2 当采用母管制系统时,节流孔板及其以前的管道,取 用相应的
13、高压给水管道的设计压力;节流孔板后的管道,当未 装设阀门或介质出路上的阀门不能关断时, 取用除氧器的额定 压力 。 DL / T 5 3 6 6一 2 0 0 6 5 . 1 . 1 3 安全阀后排汽管道 应根据排汽管道的水力计算结果确定。 5 . 2 设 计温 度 的取用 设计温度系指管道运行中内部介质的最高工作温度。 主要管道的设计温度,应按下列规定选用: 5 . 2 . 1 主蒸汽管道 取用锅炉过热器出口蒸汽额定工作温度加上锅炉正常运行时 允许的温度偏差值。温度偏差值可取用5 C . 5 . 2 . 2 再热蒸汽管道 1 高温再热蒸汽管道, 取用锅炉再热器出口蒸汽额定工作温 度加上锅炉
14、正常运行时允许的温度偏差, 温度偏差值可取用5 0C o 2 低温再热蒸汽管道, 取用汽轮机最大计算出力工况下高压 缸排汽参数,等嫡求取在管道设计压力下的相应温度。如制造厂 有特殊要求时,该设计温度应取用可能出现的最高工作温度。 5 . 2 . 3 汽轮机抽汽管道 1 非调整抽汽管道, 取用汽轮机最大计算出力工况下抽汽参 数,等嫡求取管道设计压力下的相应温度。 2 调整抽汽管道,取用抽汽的最高工作温度。 5 . 2 . 4 背式压汽轮机排汽管道 取用排汽的最高工作温度。 5 . 2 . 5 减温装置后的蒸汽管道 取用减温装置出口蒸汽的最高工作温度。 5 . 2 . 6 与直流锅炉启动分离器连接
15、的汽水管道 取用分离器各种运行工况中管道可能出现的汽水最高工作温度。 5 . 2 . 7 高压给水管道 取用高压加热器后高压给水的最高工作温度。 5 . 2 . 8 低压给水管道 1 对于定压除氧器系统, 取用除氧器额定压力对应的饱和温 DL / T 5 3 6 6一 2 0 0 6 度。 2 对于滑压除氧器系统,取用汽轮机最大计算出力工况下 1 . 1 倍除氧器加热抽汽压力对应的饱和温度。 5 . 2 . 9 凝结水管道 取用低压加热器后凝结水的最高工作温度。 5 . 2 . 1 0 加热器疏水管道 取用该加热器抽汽管道设计压力对应的饱和温度。 5 . 2 . 1 1 锅炉排污管道 锅炉排
16、污阀前或者当排污阀后管道装有阀门或堵板等可能引 起管内压力升高时,排污管道 ( 定期排污或连续排污)的设计温 度,取用汽包上所有安全阀中最低整定压力对应的饱和温度。 锅炉排污阀后不会引起管内压力升高时,排污管道 ( 定期排 污或连续排污)的 设计温度按表5 . 2 . 1 1 选取。 表5 . 2 . 1 1 锅炉排污阀后管道设计温度 锅炉压力 M P a 1 .7 5 0 4 . 1 5 0 4. 1 5 1 -6 . 2 0 06 .2 0 1 一 1 0 .3 0 0 ) 1 0 .3 0 1 管道设计温度 2 1 0 2 3 02 5 52 8 0 5 . 2 . 1 2 给水再循环管
17、道 对于定压除氧系统,取用除氧器额定压力对应的饱和温度; 对于滑压除氧系统,取用汽轮机最大计算出力工况下 1 . 1倍除氧 器加热抽汽压力对应的饱和温度。 5 . 2 . 1 3 安全阀后排汽管道 排汽管道的设计温度 ,应根据排汽管道水力计算中相应数据 选取。 DL / T 5 3 6 6 一 2 0 0 6 6 承受内压的管子壁厚计算 6 . 1 直管最小壁厚S m的计算 按直管外径确定时: S m= p 几 2 6 17 + Up ( 6 . 1 . 1 ) 6 . 1 . 2按直管 内径确定时: S , =p D ; + 2 a r 7 a +2 Y p a ( 6 . 1 . 2)
18、2 6 i7 一 2 p ( 1 一 Y ) 6 . 1 . 3设计压力不应超过式 ( 6 . 1 .3 - 1 )和式 ( 6 . 1 .3 - 2 )的规定: 按直管外径确定时: p= 2 Q i f ( S . 一 a ) D o - 2 Y ( S m 一 a ) ( 6 . 1 . 3 - 1 ) 2 按直管内径确定时: p 二 2 6 l q ( S m 一 a ) d - 2 Y ( S m 一 a ) + 2 S , ( 6 . 1 . 3 - 2 ) 式中 S m p D o D ; a Y 直管的最小壁厚, M M ; 设 计 压力, M P a ; 管子外径,M M ;
19、管子内 径, M M ; 钢材在设计温度下的许用应力,M P a ; 温度对计算管子壁厚公式的修正系数。 考虑腐蚀、磨损和机械强度要求的附加厚度,M M; 许用应力的修正系数。 DL / T 5 3 6 6一 2 0 0 6 1 ) 设计计算时, 管道外径选用标准和材料技术条件表内 所列的外径来计算 s .值。当计算现有的或库存的管 道的许用工作压力时, 实测管道外径和管端较薄处的 最小壁厚,用来计算许用工作压力。 2 )设计计算时, 管道内 径可取采购技术条件内 允许的最 大可能值。 当计算现有的或库存的管道许用工作压力 时,实测内径和管端最薄处的最小壁厚可用来计算许 用工作压力。 3 )
20、对于铁素体钢,4 8 0 及以下时Y =0 .4 , 5 1 0 时Y = 0 . 5 , 5 3 8 及以上时Y = 0 .7 ; 对于奥氏体钢, 5 6 6 及 以下时 Y = 0 .4 , 5 9 3 时 Y = 0 . 5 , 6 2 1 及以上时 Y = 0 .7 ; 中间温度的Y 值, 可按内 插法计算; 当管子的D d S . 2 5 0 0 时, f = 4 .7 8 耐.2 8 . 4 . 2 如果温度变化的幅度有变动,可按式 ( 8 .4 .2 )计算当量全 温度交变次数: N = N E + r 15 N , + r N2 2 + + r . N .( 8 .4 .2 )
21、 式中: DL / T 5 3 6 6 一 2 0 0 6 N E 计算热胀应力范围UE时, 用全温度变化T E 的交变次数; N l , N 2 ,, N n 温度变化较小T i , OT 2 ,,,LT的交变 次数; r p r 2 r,r n比值TI/ATE, AT 2 / AT E ,,LT/ LT E ; 其他符号的定义同第8 .2 条。 8 . 5 力矩和截面抗弯矩的计算 8 . 5 . 1 利用公式 ( 8 . 2 . 1 ) 、式 ( 8 . 3 . 1 ) 、式 ( 8 .4 . 1 ) 验算直管元件、 弯管 和弯 头时, 合 成力 矩岭按 式 ( 8 .5 . 1 - 1
22、 ) 计 算: M 、 二 J M 2 + M j + M 2 , N m m ( 8 .5 .1 一 1 ) 式中 J 相当 于式 ( 8 .2 . 1 ) 、 式 ( 8 .3 . 1 ) 、 式 ( 8 .4 . 1 ) 中的注脚A . B和 C o 直管元件、 弯管和弯头的截面抗弯矩W按式( 8 .5 . 1 - 2 ) 计算: W= 一 三 - ( D a 一 D ,.4 ) , m 3m 3 2 几- ( 8 . 5 . 1 - 2) 8 . 5 . 2 验算等径三通时,应按式 ( 8 .5 . 1 - 1 )分别计算各分支管的 合成力矩。按三通的交叉点取值,见图8 .5 .3 。
23、管子截面抗弯矩按 式 ( 8 .5 . 1 - 2 )和连接管子尺寸计算。 8 . 5 . 3 验算不等径三通时, 应分别计算主管两侧和支管的合成力矩。 1 计算不等径三通支管的合成力矩。 M A ( M I jA M C ) = 了 M 2M s 3 + M 2y3 + M 2M z3 支管的当量截面抗弯矩为: W = 1C ( rmti)2 Sb 3 , nun 3r . b ) Z 4 3 1 M M 式中: r m b 一支管平均半径,M M; N mm( 8 . 5 . 3 - 1 ) ( 8 . 5 . 3 - 2) D L / T 5 3 6 6一 2 0 0 6 S b 3
24、支管当量壁厚,式 ( 8 .4 . 1 )中取用主管公称壁厚 S . h 和l 倍支管公称壁厚S . b l 二者中的较小值 ( m m) ,式 ( 8 .2 . 1 ) 和式( 8 . 3 . 1 ) 中取用主管公称壁厚S . b 和0 .7 5 iS b 二者中的较小值 ( m m) , 其中0 .7 5 1 1 .0 o 2 计算主管的合成力矩。 M A ( M B A M C ) = 了 M x,M 2J + M 2y 1 + M 2Zt , N m m ( 8 .5 .3 - 3 , M A (M B IA M I ) = 扭2x 2 + M 2y 2 + M 2z2 , N m m
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- DLT 5366-火力发电厂汽水管道应力计算技术规程 5366 火力发电厂 汽水 管道 应力 计算 技术规程
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