Указания конструкторам №3% по определению усилий от трубопровода на оборудование (h.oJ

ГлаВныи интенер ГЮТЗПа    М.    ЧеркасоВ

Начальник техотдела    В.    Сгуденскии

Главный теплотехник Главный специалист

%83-ом fl.i/jc

Аннотация

В процессе проектирования трубопроводов конструктор должен иметЬ Возможность быстро определить с помощью приближенного расчета, проходит ли Выбранная трасса трубопровода на самокомпенсацию при ею теплоВом расширении.

Зля этой цели следует применять

у кон тазу-ом.

Однако, не менее Важным яВплетсл приближенное (так же с из Вестиым запасом) определение усилий, которыми трубопровод действует HQ HQ+исоединяемью с его помощью элементы оборудования электростанции, нисколько эти усилия ограничиваются за Водами - изготовителями оборудования.

Зля решения этой последующей задачи рекомендуется доннь/й У НОН

U83 ~om MZ/_/S

Zde llcp иS — средний радиус и толщина измененного

поперечного сечения.

На этот же коэффициент умножается измеренная В м длина участка для получении его приведенной длины.

Определение линии деист Вия равнодействующей силь( в каждой плоскости проекции пространственного трубопровода (фиг. 3). производится так же, как для П/iacкостного (с учетом условных Весов сторон, перпендикулярных рассматриваемой плоскости проекций) Вля последних условный Вес (кгс) равен длине по масштабу (мм), умноженной на 1,3.

/77 а к, например, для стороны СД В левой Верхней плоскости условный вес = 22 1,3 =28.6 кгс.^ ZQtfec.

Переходим к численному определению равнодействующей силы для плоскостного трубопровода по фиг. 5. В опусти м_t что для этого трубопровода (f *У_С- 26 мм. по графику УвОНа 1139-ом и 3^-36 мм. Вопускаемое напряжение [ЗЗпо формулам листа!5 этого УКОНа оказалось равным 8кгс/мм¹*8оокгс/см^г. Трубопровод ф 159 у б при YT =107 см ³.

По формуле (f) находим &₃ - 8оо ■— =571 кге/см. Размер 6max по масштабу фиг S(1Поо) равен 250см.

По формуле (ч) находим R =/Д⁷⁷    *    %*7$кгс.

Сила Я действует [В противоположных на-

/383'ом л. i/f/s

правлениях) на обе неподвижные опоры трубопровода.

Максимальный момент ее, действующий на левую неподвижную опору.

M^SR S max = 110-2,5 ^бУЗкгс.м.

Равнодействующа я сипа & пространствен-наго трубопровода (tpue.5)_t при найденных по-лре-дыдущему значениях (j₃^CKи W для заданного поперечного сечения, определяется по величине по pop муле [6).

далее находим моментbi, действующие 6 неподвижных опарах.

ГПак_/ например, В точке Я па фиг. 3 имеем .*

M_z-R8₍ ; My~RB_z) Mx=RBmax.

Направленные по осям координат состав-ляющие^силы И' (действующие на неподвижнь/е onapbi) следует находить из тех двух проекций, для которых L пр имеет меньшее значение.

Поскольку условные Веса пропорциональны приведенным длинам, сравниваем величины условных весов по фие. 3.

42 +18 + Z8 +30 -/18 ;

42 +35 +22 +30 * /30;

55 + 28*28 +39 = /ЧЧ.

Следовательно составляющие Rx,RyuRz нужно определять из двух верхних проекции

Rx-Rl-tq В

Rh = R СОЗоС

R_z - /£. ■ 5in<k

______ АШ*    ом.    л.    а/#

Литература

ЛЧ Указания конструкторам па применению критерия температурной самокомпенса -циц трубопровода,

/ЧОТЗЛ' 1967 г, UKOH НЗЗ-qm на IS лис так.

Л-2. теплоэнергетика fi?3 за 1965г.

В. Л. благонадежин "Критерии для оценки компенсирующей способности станционных трубопроводов"

Л-3    Проектирование трубопроводов тепловых

электростанций, б. В. Рудомино и W.H. Ремжин. Энергия, Лтрд. /970г.

f\-k    Нормы расчета элементов паровых

котлов на прочность_t ЦКТИ_t /966 г.

/383-ом л. /з/jtt

13АЗ ом п. isfis

Указания конструкторам па определению усилии от трубопро-бода на оборудование

Решаемая ниже задача— приближенное

определение усилий, действующих со стороны трубопровода при его самокомпенсации на соединяемые им элементы оборудования, и мл

ШрубапроВод должен быть предварительно рассчитан на допустимость действующих В нею напряжений самономпенсации "по критерию "

[см. УКОН И39-ОМ., 19Б7, jr~t).

Расчет "по критерию" а следовательно и приведенное ниже приближенное решение, не допускается для паропроВодоВ острого пара и горячего промперегреВа энергетических блоков

После саотВетстоующих припадочных расчетов В этих случаях необходим точный расчет на ЗВМ.

При использовании У КО На №~П39-ом необходимо ичито(Ваmb следующее:

1. Критериальные кривые на листе 2 У КОН а построены их автором на основании серии расчетов горячих трубопроводов, условна состоящих из одних прямых элементов (согласно Л-2)*

Соответствующие конфигурации оси трубопроводов получаются,если дуговые элементы заменить продолжением примыкающих к ним прямых элементов до их пересечения В жестком узле (фиг. / и фиг. 2).

Поэтому трубопроводы\ рассчитываемые "по критерию*' следует упрощать так, как пока-

fSB3'QM. 3//л

зона на фиг. / и фиг. 2 ^х)

*) В работах Л-f и Л-3 не принимается Во Внимание это соображение, что делает проверку "по критерию"менее обоснованной, В особенности гели yuumbiBamb повышенную гибкость крутоизогнутых отВодоВ.

2.    ПрастранстВенныи трубопровод следует проверять "по критерию" используя для зтаи цели три его проекции_/ которые могут иметь Вид по фиг. 3.

Приведенная длина L пр В Выражениях для координат критериальной тачки пространственного трубопровода па фиг. 3 должна определяться как минимальная из приведенных длин каждой его проекции.

L_t-ff3fBC + /,3 СД *Д£

Ь_г*ЯВ + 1,ЭВС tCA+ДЕ

Ьз - t,3ЯВ+вС + Cfit /,ЗДЕ

ЙВ, ВС,СД иД£ — Влины старом оси проетранст-Венного трубопровода. Коэффициент 1,3 относится к стороне_у которая перпендикулярна рассматриваемой плоскости проекций ■

Учет этого коэффициента (увеличения гибкости при кручении) соответствует Л-2.

3.    Если сторона оси пространственного трубопровода образует с рассматриваемой плоскостью . проекций угол не равный 90°, то ее приведенная длина В Зтай плоскости определяется па формуле

L - ff,3 jin²>f + COf ) Bj

где:

£-действительная длина этор стороны.

В частных случаях, при у⁷- 90° аз этой формулы получаем L =!, 3 £ и при ~о имеем L-£.

Переходим к рассмотрению задачи настоящего )/КОНа.

Цве кривые критериальной зависимости, согласно У кон МЗд-от, повторены без соблюдения масштаба на фиг. й

дни делят график критерия на три зоны: нижнюю (самокампенсации); среднюю (необходимость расчета на ЭВМ); Верхнюю (зону отсутствия самокампенсации). Вместо расчета на ЭВМ для трубопровода _Л критериальная точка которого попала 5 среднюю зону_f машет быть изменена $го конфигурация 6 сторону увеличения гибкости. После этого должна бытЬ проведена Вторичная проверка "по критерию ит.д.

1Т1очна так же можно поступить с трудапраВодом₁ критериальная точка которого находится В верхней зоне, таким образам, конфигурация трубопровода может считаться принятой только В тех случаях, когда его критериальная точка располагается В нижней зоне, или когда напряжение S нем не превос-ходит дапустимаеа согласно расчету наЗВМ.

так как В последнем случае машинный расчет Выдает усилия от трубопровода на o5opydoBaHue_j то следовательно Выводы настоящего УКОНа относятся к трубопроводу, критериальная тачка С которого_t согласно фиг. U, находите я В нижней зоне или на нижней кривой •

Ed'S C6JL

При рассмотрении графика фиг.Ь устанавливав ем следующее'.

7Лочка С удалена am горизонтальной оси координат графика на Ус. Продолжим ординату точки С до пересечения с нижней кривой В точке Д. Ордината точки Д имеет длину Ул Применим далее такое рассуждение. Напряжение самокомпенсации пропорциональна паВышению температуры стенки трубопровода (если пренебречь изменением модуля упругости материала трубопровода Е и коэффициента^ линей -наго расширения при нагревании).

Ордината графика

Г EoLtf

при заданных

Значениях [SJ, Е (если не учитывать их измене-ния при нагревании) d и ^пропорциональна 3=dbt^ т.е. повышению температуры стенки трубопровода.

Следовательно имеем пропорцию В_с ‘JEJ-Ус ’Уз_? если учесть, что нижняя кривая графика является кривой гарантированных допускаемых напряжений [d]_%

От с ода

S_c -LSJ

Ус

Ул ^J

*)

где

ск

(см. ниже).

(!)

Перейдем к определению равнодействующей силы самокомпенсации Я плоскостного трубопровода (фиг.Z'j и пространственного трубопровода (фиг. 3),

Ручной расчет на самокомпенсацию Выполняется, кок правило_t методом упругого центра.

i См. прим, мя л Я

О83-ом.лб/^

По этому методу определяются упомянутые рабнодейстВующие силы И по величине и направлению*

Запустим, что найдена только линия действия силы R~8 одной п л оснасти расположения оси трубопровода согласна фие. 2 и В трех плоскостях проекций согласно срие.Э.

Как найти Величину R, если известна также наибольшее напряжение самокампенсации 6 трубопроводе (э_с , определяемое по формуле [{) ?

Ответом на этот Вопрос являются фармульt

(4) и [6).

Эквивалентное напряжение 8 трубопроводе от нагрузок, BhiabiEaeMbix сомокомпенсацией, определяется ПО формуле (Л'Ь):

4"

[crj в формуле (4) ^ согласно листа /5 ИКОН Ц39-ОМ при величине /7/ по первой строчке таблицы на этом листе.

-г с к    ^ ск

Зля плоскостного трубопровода L ~0 и Ор

(ввиду незначительности} следует принять равным 0.

Магда получаем: ^ ^с*= 0,8 (j_u ^ск,

м ск

пи

w

и где коэффициент прочности поперечного сварного шва ^ц *0,8 f для труд из перлитных сталей катаных)

_n    j    ^LK    Ми^СК

Отсюда О j =    -

У В max + 3,²+f § Bz)^Z

ide коэффициент 11 согласно объяснений/ к формуле^)

ТПеперЬ зодача состоит б том, чтобы найти линии двист бия равнодействующей силы (L ллоскост-кого и пространственного трубопровода.

Способы этого нахождения проще Всего можно показать_s используя числовые примеры.

Рассмотрим простейший плоскостной трубопровод согласно фиг. 5. Вообразим, что плоскость оси трубопровода горизонтальна и точки В серединах сторон его оси изображают проекции векторов 'условного Веса' этих Сторон-

Значения условных Весов при постоянном поперечном сечении трубопровода можно принять численно равными длинам соответствующих сторон:

X кrc * X мм * 1.0 кгс/мм.

Складываем по правилам сложения параллель-нь/х сил проверенные по масштабу Z8,46 и SO кгс.

Ux равнодействующая

0,^ 18 + 46 +50 = Пй кгс.

Представим трубопровод па фиг. 5 состоящим из двух участков с одинаковыми условными весами'.

0,5 01*0,5 •    =62 кгс-

Стык участков обозначен на этой фиг.(а также на фаг. 3 и 6) знаком Y .

Стык участков согласно фиг. 5 расположен на __1383*    ом.    л.    9h5

среднем элементе трубопровода (на И мм левее его правого конца).

Стык ^часткоВ согласно фиг.6 расположен на элементе длиною £ -54 мм-на /7 мм. Выше его нижнего конца.

Находим точку приложения у ело В носа Веса каждого ид двух участков па правилам сложения параллельных сил. для этого соединяем точки приложения условных Весов: 16 и 34 (левый участок по фиг. 5),    tZ    и    so    (правый    участок

по сриг. 5),

Согласно правилу сложения параллельных сил имеем пропорцию', ав :вс =34:28;

QB+BC =ас определяем по масштабу.

[Лем самым определяется точка "8"приложения 'левого условного Веса" напр.,из Выражения•*

Z8

34 t гв    61

Аналогично находим тачку приложения "правого услаВного hem"(условного Веса правого участка).

За линию действия равнодействующей принимаем прямунэ_г соединяющую точки приложения упомянутых условных Весов.

На фиг. 5,3 и б она изображена сплошной. Пунктиром на тех же фиг. показаны линии действия равнодействунзщей ^ определенные точным методом упругого центра.

Иде линии проходят через упругий центр и образуют между собою незначительный угол.

Если трубопровод имеет на каком-либо участке измененное поперечное сечение, то условный Вес зтого участка (кге) принимается численно равным

/383-QM.J: