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SW6 计算塔器筒体开孔补强时未考虑地震和风载？

时间：2022-08-06 来源： 浏览：

SW6 计算塔器筒体开孔补强时未考虑地震和风载？

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    塔体上管口计算开孔补强后是否需要进行开孔处筒体截面应力校核？先说结论， 按PV Elite计算时不需要校核，按SW6计算时需要校核。
一 、筒体开孔的截面校核的方法
塔器计算过程会校核很多工况，本文以操作工况进行分析。
（一）NB/T 47042-2014中裙座壳开孔截面如图1所示，校核公式如图2所示。
图1
图2
图2中 Asm为开孔处截面积，计算公式如图3所示；图2中 Zsm为开孔处截面惯性矩，计算公式如图4所示；图2中 公式括号内第一项为弯矩引起的轴向应力， 括号内 第二项为自重和轴向力引起的轴向应力。θ为裙座半顶角，圆柱形裙座 θ =0，cos θ =1。
图3
图4
（二） NB/ T47042-2014中塔体轴向应力校核公式如图5所示，图5中σ1为内压或外压引起的轴向应力绝对值， σ2 为自重和轴向力引起的轴向应力 ， σ3为截面所受 弯矩引起的轴向应力。
图5
（三）以上两处计算的原理是相同的，说明如下：
    裙座内没有内压或外压， σ1 =0。裙座筒体轴向压应力为 σ2 + σ3， 裙座筒体轴向拉应力为- σ2 + σ3。 σ2 ， σ3都为正数， σ2 + σ3 必然大于 - σ2 + σ3。裙座不是受压元件且裙座开孔一般不会在裙座筒体环焊缝上，因此焊接接头系数φ=1。只需要σ2+ σ3≤[ σ ]cr 即可保- σ2+σ3≤K[ σ ]t  ， 开孔处 惯性矩和截面积分别改为Zsm/Asm ,即可得到图2中 θ=0 时的公式。
（四）根据上述原理，可以得筒体横截面上有一个开孔接管的截面校核方法。当接管为外伸接管时，接管截面处的应力按图6、图7、图8计算，应力评定方法同图5，内伸接管与此类似。
二 、PV Elite塔器开孔补强校核
PV Elite进行塔器开孔补强校核时，采用的壳体计算厚度是考虑了地震和风载荷后的所需厚度， 由等面积补强有
 
筒体截面校核通过时，有
即筒体截面校核通过时，接管开孔截面校核必然能通过。
上述推导过程的几处近似简化，会造成一定的误差。开孔补强有一定的补强面积余量，筒体有效厚度比计算厚度也有余量，简化造成的误差不会危害设备安全。上述推导过程是基于内压容器开孔等面积补强，外压工况，由于补强面积只需要壳体削弱面积 一半 ，还需要仔细研究PV Elite的计算方法。
三、 SW6塔器开孔补强校核
     SW6塔器进行开孔补强校核时，只考虑了内压（外压），开孔补强计算中的壳体计算厚度δ与截面应力校核中的δ考虑的载荷不相同。对于压力不高细长的高耸塔器，下部筒体的壁厚由塔体截面校核控制，上述推导过程不能成立。内压计算的计算厚度很小，计算中显示的壳体剩余金属面积足够大，接管需要提供补强面积很少，会选较薄接管，此时可能会出现接管所在位置截面应力校核不合格， 需要进行接管开孔处筒体横截面的应力校核 。
    大开孔采用分析法计算时，由于不是等面积补强，上述导过程不能成立，此时需要进行接管开孔处筒体横截面的应力校核。
   塔体上接管进行FEA计算时，应把塔体轴向力和塔体弯矩载荷施加给筒体，特别是壁厚由 塔体截面校核控制的塔器，只对压力载荷进行计算不能保证开孔截面应力校核的安全性。
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