ICS27.060.30 CCS J 98 中华人民共和国国家标准 GB/T16508.3—2022 代替GB/T16508.3—2013 锅壳锅炉 第3部分：设计与强度计算 Shell boilers- Part 3 :Design and strength calculation 2023-02-01实施 2022-07-11发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T16508.3—2022 目 次 前言 引言 范围 规范性引用文件 3 术语和定义 符号 4 5 设计要求 6 承受内压力的圆筒形元件 承受外压力的圆筒形炉胆、冲天管、烟管和其他元件 7 LO 8 凸形封头、炉胆顶、半球形炉胆和凸形管板· 有拉撑、加固的平板和管板 9 34 10 拉撑件和加固件 41 11 平端盖及盖板 12 下脚圈 51 13 孔的补强 52 14 焊制三通 60 附录A（规范性）确定元件最高允许工作压力的试验和有限元分析验证法 63 附录B（规范性）水管管板设计计算 67 参考文献 69 GB/T16508.3—2022 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 本文件是GB/T16508《锅壳锅炉》的第3部分。GB/T16508已经发布了以下部分： 第1部分：总则； 第2部分：材料； 一第3部分：设计与强度计算； 一第4部分：制造、检验与验收； 第5部分：安全附件和仪表； 第6部分：燃烧系统； 一第7部分：安装； 第8部分：运行。 本文件代替GB/T16508.3一2013《锅壳锅炉第3部分：设计与强度计算》，与GB/T16508.3- 2013相比，除结构调整与编辑性改动外，主要技术变化如下： 更改了范围（见第1章，2013年版的第1章）： 增加了计算温度、工作压力、计算压力、计算厚度、设计厚度、腐蚀裕量、厚度下偏差、工艺附加 厚度、最小需要厚度、名义厚度、有效厚度、最高火界、呼吸空位、水压试验压力、试验温度等术 语和定义（见3.1~3.15）； 增加了基本许用应力的符号（见第4章，2013年版的第4章）； 一更改了设计基本要求的内容。“确定元件最高允许工作压力的试验和有限元分析验证法”作为 基本要求的条款；删除了采用试验或者其他计算方法确定锅炉受压元件强度的评审要求；增加 了锅炉角焊缝强度计算要求（见5.1、附录A，2013年版的5.1.2、第15章）； 增加了载荷的确定方法（见5.1.2）； 更改了结构要求的逻辑层次，增加了焊接接头型式和焊缝布置的要求（见5.2，2013年版的 5.1); 删除了锅炉性能、热效率、排放要求（见2013年版的5.2~5.4）； 增加了焊接接头系数的选取方法（见5.4）； 一增加了相邻温度之间的许用应力数值可用算术内插法确定并应舍去小数点后的数值的规定 （见5.5.2)； 更改了计算温度的要求，增加了确定烟管计算温度的要求（见表4，2013年版的表4）； 更改了确定设计附加压力的相关条款（见5.7.5，2013年版的5.7）； 更改了卧式锅壳锅炉烟管的压力范围（见7.1，2013年版的7.1）： 更改了符号α的单位，式（57）相应修改（见7.2，7.3.3.1，2013年版的7.2、7.3.3.1）； 增加了烟管计算厚度的计算方法（见7.6.2）； 更改了外置式平端盖结构的适用范围（见表16，2013年版的表16）； 删除了下脚圈中S型和H型的结构形式（见12.3，2013年版的12.3）； 更改了孔桥补强的要求（见13.7.2，2013年版的13.7.2）； 删除了铸铁锅炉受压元件设计计算方法（见2013年版的附录A）； 删除了矩形集箱设计计算方法（见2013年版的附录B）； GB/T16508.3—2022 水管管板设计计算方法更改为规范性附录（见附录B，2013年版的附录C）。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 本文件由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC262）提出并归口。 本文件起草单位：上海工业锅炉研究所有限公司、上海市特种设备监督检验技术研究院、山东华源 锅炉有限公司、中国特种设备检测研究院、国家工业锅炉质量监督检验中心（广东）、上海发电设备成套 设计研究院有限责任公司、泰山集团股份有限公司、江苏太湖锅炉股份有限公司、江苏双良锅炉有限公 司、苏州海陆重工股份有限公司、无锡太湖锅炉有限公司、三浦工业（中国）有限公司、陕西建工金牛集团 股份有限公司。 本文件主要起草人：李春、余安明、周冬雷、傅海涛、钱林峰、王善武、郭晋、施鸿飞、雷钦祥、喻孟全、 顾利平、潘瑞林、薛建光、钱风华、董黎明、杨建远、蔡晓峰、李立人、王惠云、邹玉进、李一骥、张妮乐、 冯冰潇。 本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为： 1996年首次发布为GB/T16508—1996《锅壳锅炉受压元件强度计算》； -2013年第一次修订时，分为GB/T16508.1—2013～GB/T16508.8—2013，纳入了锅壳锅炉设 计、材料、制造、检验、验收、安装及运行的要求，本文件为GB/T16508的第3部分； 一一本次为第二次修订。 II GB/T16508.3—2022 引言 GB/T16508《锅壳锅炉》是全国锅炉压力容器标准化技术委员会（以下简称“委员会”）负责制修订 和归口的锅炉通用建造标准之一。其制定遵循了国家颁布的锅炉安全法规所规定的安全基本要求，设 计准则、材料要求、制造检验技术要求、验收标准、安装要求和使用要求均符合TSG11《锅炉安全技术规 程》的相应规定。GB/T16508为协调标准，满足TSG11《锅炉安全技术规程》的基本要求，同时也符合 TSG91《锅炉节能环保技术规程》的要求。GB/T16508旨在规范锅炉的设计、制造、检验、验收、安装和 运行，由8个部分构成。 壳锅炉的通用技术要求。 —一第2部分：材料。目的在于确定锅壳锅炉受压元件、承载非受压元件和焊接材料等的选材和用 材要求。 一第3部分：设计与强度计算。目的在于确定锅壳锅炉结构设计的基本要求以及受压元件的设 计计算壁温、计算压力、设计许用应力取值及强度计算方法。 一第4部分：制造、检验与验收。目的在于确定锅壳锅炉在制造过程中的标记、材料切割与矫正、 冷热成形、主要零部件制造与装配、胀接、焊接、热处理、检验与试验、涂装与包装、铭牌及出厂 资料的要求。 一第5部分：安全附件和仪表。目的在于确定锅壳锅炉安全附件和仪表的设置和选用要求， 一第6部分：燃烧系统。目的在于确定锅壳锅炉燃烧系统的技术要求。 一第7部分：安装。目的在于确定锅壳锅炉的安装、调试和验收等要求。 一第8部分：运行。目的在于确定锅壳锅炉运行与管理的要求。 由于GB/T16508没有必要、也不可能囊括适用范围内锅炉建造和安装中的所有技术细节，因此， 在满足TSG11《锅炉安全技术规程》所规定的基本安全要求的前提下，不禁止GB/T16508中没有特别 提及的技术内容。 GB/T16508不限制实际工程设计和建造中采用能够满足安全要求的先进技术方法 任何后果，本委员会将不承担任何责任。 II GB/T16508.3-—2022 锅壳锅炉 第3部分：设计与强度计算 1范围 本文件规定了锅壳锅炉受压元件的设计要求和强度计算方法，并规定了确定元件最高允许工作压 力的试验和有限元分析验证方法。 本文件适用于GB/T16508.1界定的锅壳锅炉受压元件［包括承受内（外）压圆筒形元件、封头、管 板、端盖、下脚圈等和拉撑件的设计。 2规范性引用文件 2 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 本文件。 GB/T 150.3 压力容器第3部分：设计 GB/T985.1气焊、焊条电弧焊、气体保护焊和高能束焊的推荐坡口 GB/T 985.2 埋弧焊的推荐坡口 GB/T 1576 工业锅炉水质 GB/T2900.48 电工名词术语锅炉 GB/T9252 气瓶压力循环试验方法 GB/T12145 火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量 GB/T 16507.3 水管锅炉第3部分：结构设计 GB/T16508.1锅壳锅炉第1部分：总则 GB/T 16508.2 锅壳锅炉第2部分：材料 GB/T 16508.4 锅壳锅炉第4部分：制造、检验与验收 JB/T6734车 锅炉角焊缝强度计算方法 NB/T47013.3承压设备无损检测第3部分：超声检测 3 术语和定义 GB/T2900.48和GB/T16508.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 计算温度calculatingtemperature 在正常工作情况下，设定的受压元件或承受载荷的非受压元件的金属温度（内外壁温算术平均值）。 注：通常也称为计算壁温。 3.2 工作压力 workingpressure 在正常设计运行工况条件下，受压元件所承受的最高压力。 1 GB/T16508.3—2022 3.3 计算压力 calculatingpressure 在计算温度下，用以确定受压元件计算厚度的压力 3.4 计算厚度 required thickness 理论计算公式确定的受压元件厚度。 注：必要时，计算厚度计入其他载荷所需厚度。 3.5 设计厚度 designthickness 计算厚度与厚度附加量之和。 3.6 腐蚀裕量 corrosion allowance thickness 设计使用期内，元件考虑腐蚀减薄需要的附加厚度 3.7 厚度下偏差 lower tolerance of thicknes