ГОСТ 33963-2016

     

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

КОТЛЫ СТАЦИОНАРНЫЕ

Расчеты на сейсмическое и ветровое воздействия

Stationary boilers. Calculations for earthquake and wind influence

МКС 27.010

ОКП 31 1000

Дата введения 2018-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 244 "Оборудование энергетическое стационарное", Открытым акционерным обществом "Таганрогский котлостроительный завод "Красный котельщик" (ОАО ТКЗ "Красный котельщик")

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 сентября 2016 г. N 91-П)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 марта 2017 г. N 126-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33963-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2018 г.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты" (по состоянию на 1 января текущего года), а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к расчету сейсмических нагрузок на паровые стационарные котлы, их элементы и трубопроводы горячей воды и пара. С помощью расчетов проводится оценка сейсмостойкости оборудования, а также определяются мероприятия по обеспечению сейсмостойкости на стадии проектирования и в процессе эксплуатации.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 23172-78 Котлы стационарные. Термины и определения

ГОСТ 33962-2016 Котлы стационарные водотрубные. Общие положения. Материалы и допустимые напряжения для деталей котлов, работающих под давлением.

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 23172, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 землетрясение (сейсмическое воздействие): Колебания земли, вызываемые прохождением сейсмических волн, излученных из какого-либо очага упругой энергии.

3.2 интенсивность землетрясения: Мера величины сотрясения грунта, определяемая параметрами движения грунта, степенью разрушения сооружений и зданий, характером изменений земной поверхности и данными об испытанных людьми ощущениях.

3.3 сейсмичность площадки строительства: Интенсивность возможных сейсмических воздействий на площадке строительства с соответствующими категориями повторяемости за нормативный срок. Сейсмичность устанавливается в соответствии с картами сейсмического районирования и (или) микрорайонирования площадки строительства. Она измеряется в баллах по шкале MSK-64.

3.4 сейсмостойкость энергетического оборудования: Способность конструкции сохранять в определенной степени прочность, устойчивость, герметичность и работоспособность при землетрясении.

3.5 акселерограмма землетрясения: Зависимость от времени абсолютного ускорения грунта (основания) для определенного направления в виде графика или в табличной форме (оцифровка).

3.6 аналоговая акселерограмма: Запись реального землетрясения, используемая для расчета на сейсмостойкость.

3.7 синтезированная акселерограмма: Акселерограмма, полученная аналитическим путем на основе обработки и статистического анализа ряда аналоговых акселерограмм.

3.8 ответная акселерограмма: Акселерограмма точки конструкции, определяемая из расчета вынужденных колебаний при сейсмическом воздействии.

3.9 поэтажная акселерограмма: Ответная акселерограмма отдельных высотных отметок сооружения, на которых установлено оборудование.

3.10 спектр ответа (реакций): Совокупность абсолютных значений максимальных ответных ускорений линейно-упругой системы с одной степенью свободы (осциллятора) при воздействии, заданном акселерограммой; эти значения определяются в зависимости от собственной частоты и значения относительного демпфирования осциллятора.

3.11 расширенный спектр ответа: Спектр, полученный путем расширения пиков спектра ответа с целью повышения надежности выполняемых расчетов на сейсмостойкость.

3.12 огибающий спектр ответа: Спектр, полученный по результатам обработки спектров ответа, для набора аналоговых и (или) синтезированных акселерограмм.

3.13 спектр коэффициентов динамичности: Безразмерный спектр, полученный делением значений спектра ответа на максимальное пиковое значение ускорения соответствующей акселерограммы.

3.14 статический метод расчета на сейсмостойкость: Упрощенный метод, согласно которому распределение сейсмических нагрузок, действующих на конструкцию, принимается подобным распределению массы, а величины этих нагрузок определяются при помощи набора коэффициентов.

3.15 линейно-спектральный метод расчета на сейсмостойкость: Метод, в котором величины сейсмических нагрузок определяются по спектрам ответа в зависимости от частот и форм собственных колебаний конструкции.

3.16 метод динамического анализа сейсмостойкости: Метод численного интегрирования уравнений движения, применяемых для анализа вынужденных колебаний конструкции при сейсмическом воздействии, заданном акселерограммами землетрясений.

3.17 проектное землетрясение: Землетрясение со средней повторяемостью один раз за срок службы станции.

3.18 нормальные условия эксплуатации: Стационарный режим работы оборудования при номинальной производительности.

     4 Обозначения и сокращения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

- общие мембранные напряжения с учетом сейсмического воздействия, МПа;

- местные мембранные напряжения, возникающие от неравномерного распределения нагрузок, с учетом сейсмического воздействия, МПа;

- общие изгибные напряжения с учетом сейсмического воздействия, МПа;

- напряжение смятия, МПа;

- напряжение среза, МПа;

К - относительное демпфирование (в долях от критического коэффициента демпфирования);

N - число степеней свободы расчетной модели;

G - нормальное ускорение свободного падения, м/с;

a(t) - зависимость ускорения основания от времени;

[М] - матрица коэффициентов инерции;

[С] - матрица коэффициентов жесткости;

p(f) - частота собственных колебаний, рад/с (Гц);

НУЭ - нормальные условия эксплуатации;

ПЗ - проектное землетрясение;

СА - синтезированная акселерограмма;

ЛСМ - линейно-спектральный метод;

МДА - метод динамического анализа;

MSK-64 - 12-балльная шкала интенсивности землетрясений 1964 г., разработанная С.Медведевым, В.Шпонхоером и В.Карником.

     5 Общие положения

5.1 Расчет на сейсмостойкость является обязательным этапом поверочного расчета и служит для определения возможности использования оборудования в районах с повышенной сейсмической активностью.

5.2 Целью поверочного расчета на сейсмостойкость является:

- проверка прочности элементов оборудования;

- оценка взаимных смещений, соударений элементов конструкций;

- разработка мероприятий, направленных на снижение расчетных динамических нагрузок, в случаях, когда расчет не подтверждает обеспечение требований сейсмостойкости.

5.3 Основные критерии сейсмостойкости оборудования базируются на таких факторах, как:

- необходимость обеспечения безопасности оперативного персонала станции;

- важность компонент технологического оборудования и систем, необходимых для выработки электроэнергии и тепла;

- анализ начальной стоимости и объема потенциальных затрат на ремонт или замену оборудования, поврежденного в результате сейсмического воздействия;

- возможность использования альтернативных частей и систем оборудования;

- оценка поведения и взаимодействия отдельных систем при землетрясении;

- анализ возможных потерь от простоев блока вследствие повреждения оборудования при сейсмическом воздействии.

Основной критерий сейсмостойкости ТЭС и ТЭЦ можно сформулировать следующим образом: станция должна противостоять с минимальными структурными повреждениями и непродолжительным прекращением выработки электроэнергии и тепла землетрясению, которое вызывает ускорение грунта только с низкой (около 10%) вероятностью превышения в течение проектного срока службы станции.

5.4 Поверочный расчет необходимо проводить с учетом действия эксплуатационных и сейсмических нагрузок. Ветровые нагрузки при расчете на сейсмостойкость не учитываются.