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GB／T 16508.3-2022 锅壳 锅炉 第3部分：设计与强度计算.pdf简介：

GB/T 16508.3-2022《锅壳锅炉 第3部分：设计与强度计算》是中国国家标准，它详细规定了锅壳锅炉的设计和强度计算方法。锅壳锅炉是一种常见的蒸汽发生器，其结构主要由锅壳、炉胆、烟管、燃烧室等部分组成，广泛应用于工业、供暖、电力等领域。

该标准的第三部分主要关注以下几个方面：

1. 设计要求：规定了锅壳锅炉的设计原则，包括材料选择、结构形式、尺寸确定、以及对锅炉性能和效率的要求。

2. 强度计算：对锅壳、炉胆、烟管等关键部件的强度进行了详细的计算，以确保锅炉在使用过程中的安全性和可靠性。这部分内容包括静载荷计算、疲劳载荷计算、热应力计算等。

3. 安全保护：规定了锅炉的安全保护装置设计和功能，如压力表、安全阀、报警系统等，以防止锅炉在运行中因压力过高或其他故障导致的安全问题。

4. 环保要求：可能包含了对锅炉排放、能源效率和环保性能的要求，以符合国家的环保法规。

遵循该标准，能够确保锅壳锅炉的设计和制造质量，提高锅炉的运行效率，同时保障操作人员和环境的安全。

GB／T 16508.3-2022 锅壳 锅炉 第3部分：设计与强度计算.pdf部分内容预览：

d,)/2a,di、d, 和a 见图 4b)

注：图中虚线为各条曲线极小值的连线

若相邻两孔直径不同，计算孔桥减弱系数时，公式（24）、公式（25）及公式（28）中的直径（d)取 相邻两孔的平均值（d），按公式（29）计算：

e）若相邻两孔有凹座开孔（见图6）DB23∕T 2601-2020 公路路面同步纤维磨耗层技术规范，计算孔桥减弱系数时，公式（24）、公式（25)及公式（28)中

e）若相邻两孔有凹座开孔（见图6），计算孔桥减弱系数时，公式（24）、公式（25)及公式（28)中

径（d）以当量直径(d.)代人，d。按公式(30)计算

若相邻两孔有非径向孔（见图7），计算孔桥减弱系数时，公式（24）、公式（25）及公式（28）中的 直径（d)以当量直径（d。）代人，d。按公式（31）公式（33）确定。非径向孔孔轴与径向夹角 （α）应不大于45°，非径向孔宜经机械加工或仿形气割成形。 纵向桥

若相邻两孔有椭圆孔，计算孔桥减弱系数时，公式（24）、公式（25）及公式（28）中的直径（d）按 椭圆孔沿相应节距方向上的尺寸确定。

锅壳简体的厚度附加量（C)按公式（34)计算：

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C=C,+C, +C3

公式（34)中的C1为腐蚀裕量，与水侧的含氧量、烟气侧的含硫量以及锅炉设计寿命相关，一般取 0.5mm；对厚度超过20mm的元件，可取0mm；若腐蚀减薄量超过0.5mm，则取实际可能的腐蚀减薄 值；C²为工艺附加厚度，应根据具体工艺情况而定：一般情况下，冷卷后冷校的锅壳筒体，可取0mm；冷 卷后热校的锅壳筒体，可取1mm；热卷后热校的锅壳筒体，可取2mm；C：为钢材厚度下偏差（为负值 时），按相应的材料标准确定。

6.7.2集箱筒体的厚度附加量

6.7.2.1设计计算时，集箱筒

公式(37)中的n，为集箱中心线的弯曲半径与集箱简体外径的比值，当n1>4.5时，按直集箱处理

量（C）按公式（35）计算 对于由钢管制成的直集箱筒体，C，按6.7.1处理，C，取0mm，C，按公式（39)计算。

6.7.3承受内压力管子的厚度附加量

3.1设计计算时，管子的厚度附加量（C)按公式（35)计算， 对于直管，C.按6.7.1处理，对换热管C，取0mm，C。取0mm，C。按公式（41)计算：

(8bc+ C,) m (a+C. + C.)

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.3.2校核计算时，管子的厚度附加量（C)按公式（35）计算。 对于直管，C，按6.7.1处理，对于换热管C，取0mm，C²取为0mm，Cs按公式（39)计算。 对于由钢管弯成的弯管，C按6.7.1处理，对于换热管C取0mm，Cs按公式（39)计算，Cz 式（45）计算：

.8.1锅壳筒体内径（D)大于1000mm时，锅壳筒体的名义厚度应不小于6mm；锅壳筒体内径（D：） 不大于1000mm时，锅壳筒体的名义厚度应不小于4mm。胀接连接的锅壳筒体，其取用壁厚应不小 于12mm。 6.8.2立式锅炉大横水管的名义厚度不宜小于6mm。 5.8.3不绝热的锅壳置于烟温不小于600℃的烟道或炉膛内时，名义厚度应不大于表5的规定

表5不绝热锅壳的最大允许厚度

6.8.4对于锅炉额定压力大于2.5MPa的锅炉，不绝热集箱筒体的厚度应不大于30mm。

6.8.4对于锅炉额定压力大于2.5MPa的锅炉，不绝热集箱筒体的厚度应不大于30mm。 6.8.5对于锅炉额定压力不大于2.5MPa的锅炉，不绝热集箱和防焦箱筒体的厚度应不大于表6的 规定。

表6不绝热集箱和防焦箱筒体的最大允许厚度

6.9.1对于胀接管孔，孔桥减弱系数（Φ、9及")均应不小于0.3；外径大于89mm的管子不应采用 胀接。 6.9.2胀接管孔应符合5.2.6.1的规定。 6.9.3焊接管孔应符合5.2.6.2和5.2.6.3的规定。焊接管孔尽量避免开在焊缝及其热影响区，并避免 管孔焊缝边缘与相邻主焊缝边缘的净间距小于10mm。如不能避免时，该部位的减弱系数取孔桥减弱 系数与焊接接头系数的乘积，并要求如下： a 距管孔中心1.5d直径范围内（当管孔直径小于60mm时，为0.5d十60mm范围内）的焊缝经 射线或超声波检测合格，且孔周边不应有夹渣缺陷； b 管子或管接头焊后经热处理或局部热处理（额定出水温度小于120℃的热水锅炉除外）消除 残余应力。

6.9.1对于胀接管孔，孔桥减弱系数（、9及"）均应不小于0.3；外径大于89mm的管子不应采用 胀接。

4 锅壳筒体与扳边的平管板或凸形封头的连接型式如图8所示，要求如下： a） 当扳边元件内径不大于600mm时，直段长度（l)应不小于25mm。 b 当扳边元件内径大于600mm时，直段长度（l）应不小于38mm。 c 扳边内半径（r）的要求对于平板或管板见9.3.11，碟形封头见8.4.7。 d) 对接边缘厚度偏差（8"）应不大于（0.15名义厚度十1），且不大于6mm。不同厚度的两元件 接，名义厚度在削薄时指薄板厚度，不削薄时指厚板厚度。 e） 当8超过规定值时，应进行削薄，削薄长度应不小于削薄厚度的3倍。

.4锅壳筒体与扳边的平管板或凸形封头的连接型式如图8所示，要求如下： a) 当扳边元件内径不大于600mm时，直段长度（l)应不小于25mm。 b) 当扳边元件内径大于600mm时，直段长度（l）应不小于38mm。 c） 扳边内半径（r）的要求对于平板或管板见9.3.11，碟形封头见8.4.7。 d 对接边缘厚度偏差（8")应不大于（0.15名义厚度十1），且不大于6mm。不同厚度的两元件对 接，名义厚度在削薄时指薄板厚度，不削薄时指厚板厚度。 e) 当8超过规定值时，应进行削薄，削薄长度应不小于削薄厚度的3倍。

本章规定了以下承受外压的圆筒形元件的设计计算方法和结构要求： a）额定工作压力不大于2.5MPa的立式锅壳锅炉的炉胆、冲天管、烟管； b）额定工作压力不大于3.8MPa的卧式锅壳锅炉的炉胆、回燃室； c）额定工作压力小于5.3MPa的卧式锅壳锅炉的烟管

图8锅壳筒体与扳边的平管板或凸形封头的连接

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平直炉胆设计厚度按公式（46）、公式（48）计算，取

公式（46)中的B按公式（47)计算：

公式（47)中的n1、公式（48)中的n²按表8选取

B = PDmn （47） ,=D0.6 (pLn2 +1 （48 1.73Et

公式（49）中的n1、公式（50)中的n2按表8选取。 7.3.1.3立式平直炉胆的设计屋度和最高允许工作压力按公式(51)、公式（52)计算：

,=1.5 PD .41 PminR. 1 + 1 + p(L+D;) PminRm(82) [p]= 6.6LD 1.5D;

7.3.1.4立式平直炉胆上布置孔排时，最小减弱系数按以下规定确定： a）多横水管锅炉（见图9）、水冷炉排锅炉（见图10）的Φmin=1.00，但α应不大于45°，非径向孔宜 经机械加工或仿形气割成形，两侧边缘管孔的焊缝尺寸应满足图40（拉撑管与平管板的连接） 要求； b） 弯水管锅炉（见图11)的?min按6.6确定（带有冲天管时，取横向减弱系数=1.00）；如采用坡 口型角焊，可按13.7的规定考虑管接头和焊缝对开孔的补强。

1.5炉胆的计算长度（L）按以下规定确定： a）炉胆与平管板或凸形封头连接处：为扳边对接焊时，以扳边起点作为计算支点，即L的起 点：为坡口型角焊时，以角焊根部作为计算支点：

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b）立式锅炉平直炉胆与凸形炉胆顶相连时，计算支点如图12所示，其中X值按表7选取 平直炉胆上焊以加强圈时，以加强圈横向中心线作为计算支点（见图18）； 1 平直炉胆用膨胀环连接时，以膨胀环中心线作为计算支点（见图19）； 立式锅炉平直炉胆在环向装有拉杆时，如拉杆的节距不超过炉胆厚度的14倍，可取这一圈拉 杆的中心线作为计算支点，拉杆直径应不小于18mm。

间的X/D。采用算术内插法确定，数值保留到小数点后

图12立式锅炉平直炉胆计算长度（L）的起算点

1波形炉胆（参见图14）的设计厚度按公式（54

形炉胆（参见图14)的设计厚度按公式（54)计算：

7.3.2.2校核计算时，最高允许工作压力按公式（55)计算：

图14波形炉胆（参考图）

7.3.2.4波形炉胆与平管板或凸形封头连接处的平直部分长度应不大于250mm；如大于250mm，则 按7.3.3.1的规定，

7.3.3平直与波形组合炉胆

图15波形炉胆连接处平直部分尺寸

.3.3.1对于平直与波形组合炉胆（平直部分长度超过250mm），波形部分的设计厚度及最高允许工 作压力按公式（54）、公式（55)计算；而平直部分的设计厚度与最高允许工作压力按公式（46）～公式（50） 计算，其计算长度（L）取最边缘一节波纹的中心线至计算支点之间的距离（见图16），支点按7.3.1.5a） 确定。 同时，最边缘一节波纹的惯性矩（I1）不小于按公式（56)算出的需要惯性矩（I'）：

I≥I pL2Dm 1.33×106

I≥I'= PL2Dm 1.33×10°

6平直与波形组合炉胆平直部分的计算长度（L

日扇形圆环组成的波形 17)的惯性矩（I，）按公式（57 常用波纹（见图14）对 10所示

CECS41：2004《建筑给水硬聚氯乙烯管管道工程技术规程》.pdf公式（58)～公式（61)中的R按公式（62)计算： W

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公式（65)中的承压计算长度（L。）按7.3.4.1处理

图18炉胆平直部分加强圈的设置

图19膨胀环（参考图）

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