ICS 27.060.30 J 98
GB
中华人民共和国国家标准
GB/T16507.3—2013
部分代替GB/T16507—1996、GB/T9222—2008
水管锅炉
第3部分：结构设计
Water-tube Boilers- Part 3:Structure design
2013-12-31发布
2014-07-01实施
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会 发布
55 GB/T16507.3—2013
目 次
57 59 59 59 59 60 67 67 68 68 69
前言
范围· ·规范性引用文件。 3 术语和定义
-
2
基本要求 5 焊接连接要求 6 锅筒· ? 减温器· 8 吊杆· 9 开孔 10 锅炉钢结构和扶梯及平台
8
56 GB/T16507.3—2013
前言
GB/T16507《水管锅炉》分为以下8个部分：
第1部分：总则；第2部分：材料；第3部分：结构设计；第4部分：受压元件强度计算；第5部分：制造；第6部分：检验、试验和验收；第7部分：安全附件和仪表：第8部分：安装与运行。
本部分为GB/T16507的第3部分。 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本部分部房代替 GBT165071996和GB/T92222008，与GB/T16507-1996和GB/T9222-
2008相比，主要技术变化如下
增加基要求的内容（4.9.4.10.4.12~4,19）将GB/9222—20.08中与工艺相养的结构要求纳人本部分修改管接头及吊耳的焊接要求；修改管子及管道对接焊缝距离要求增加不等壁锅筒焊缝要求，增加管导、管道对接边缘偏差要求：修改扳边弯曲起点至焊缝中心线的距离规定增加加强型的管接头要求 -增加平端盖结构型式(7型和8型）；增加锅简要求增加减温器要求；增加吊杆基本要求；增加炉墙门孔要求，增加钢结构和扶梯及平台要求。
本部分由全国锅炉压力容器标准化技术委员会（SAC/TC262)提出并归口。 本部分负责起草单位：北京巴布科克·威尔科克斯有限公司。 本部分参与起草单位：东方电气集团东方锅炉股份有限公司、上海锅炉厂有限公司、哈尔滨锅炉厂
有限责任公司、上海发电设备成套设计研究院、杭州锅炉集团股份有限公司、无锡华光锅炉股份有限公司、武汉锅炉股份有限公司。
本部分主要起草人：骆声、孔伯汉、肖忠华、王正光、王宏生、施鸿飞、陈永岐、郭建明、蒋刚、杨文、 钱钢、王桂玲。
本部分所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T16507—1996,GB/T9222—2008。
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水管锅炉第3部分：结构设计
1范围
GB/T16507的本部分规定了水管锅炉锅筒（启动分离器）、集箱、减温器、管道、膜式壁、管子、管接头、吊杆、开孔、门孔、钢结构、扶梯及平台等结构设计的要求。
本部分适用于16507.1范围界定的水管锅炉的结构设计。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单)适用于本文件。
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/T985.2埋弧焊的推荐坡口 GB/T2900.48电工名词术语锅炉 GB4053（所有部分）固定式钢梯及平台安全要求 GB/T16507.1水管锅炉第1部分：总则 GB/T16507.2水管锅炉第2部分：材料 GB/T16507.4一2013水管锅炉第4部分：受压元件强度计算 GB/T22395锅炉钢结构设计规范 IB/T6734 锅炉角焊缝强度计算方法 JB/T6735 锅炉吊杆强度计算方法
3术语和定义
GB/T2900.48及GB/T16507.1界定的术语和定义适用于本文件。
4基本要求
4.1锅炉设计的基本原则应符合GB/T16507.1的规定。 4.2设计时应按本部分的规定和GB/T16507.1及GB/T16507.4专门要求确定所需考虑的计算荷载及所需进行的荷载计算。 4.3设计时应保证元件壁温不超过所用材料的许用温度，并考虑受热面管子内外壁温差及内壁抗蒸汽氧化等因素，材料的选用应满足GB/T16507.2的要求。 4.4设计时应按GB/T16507.4中有关强度计算公式或应力分析计算公式和规定，确定受压元件的最小需要厚度。对于承受荷载的非受压元件应按有关规定确定其计算尺寸。 4.5设计时应保证在预期的运行工况下蒸发受热面、过热器、再热器和省煤器系统工作可靠，保证水动力特性稳定，防止传热恶化。 4.6炉膛、包墙及尾部烟道的结构应有足够的承载能力，防止出现永久变形和炉墙垮塌，并应有良好的密封性。
59 GB/T16507.3—2013
4.7承重结构在承受设计载荷时应具有足够的强度、刚度、稳定性及防腐蚀性。 4.8炉墙应当具有良好的绝热和密封性。 4.9各部件的设计应保证其运行时能按设计预定方向自由膨胀，额定压力不小于3.8MPa的锅炉的锅筒和集箱应装设膨胀指示器。悬吊式锅炉本体设计确定的膨胀中心应予固定，应设置膨胀导向装置保证炉体沿预定方向膨胀。额定压力不小于9.8MPa的锅炉，当部件及支撑结构不能承受安全阀排放反力、地震力等瞬时荷载时，应在适当位置设置阻尼装置以减小所受冲击力，防止设备损坏。 4.10炉膛和燃烧设备的结构以及布置、燃烧方式应与所设计的燃料相适应，对于燃煤锅炉应防止炉膛结渣或者结焦。 4.11对于受压元、部件的结构形式、开孔和焊缝的布置，设计时应尽量避免或减少应力叠加及应力集中。 4.12启停频繁等参数波动较大的锅炉的锅筒和启动分离器，应按照GB/T16507.4一2013附录A的规定进行疲劳强度校核。 4.13燃煤锅炉（特别是循环流化床锅炉)应有防止受热面磨损的措施。 4.14液态排渣锅炉和可能产生高温腐蚀的固态排渣锅炉，应采取防止高温腐蚀的措施。 4.15直流锅炉蒸发受热面内不应发生膜态沸腾和水平管圈的汽、水分层流动。 4.16直流锅炉应设置启动系统，容量应与锅炉最低直流负荷相适应。 4.17直流锅炉启动系统的疏水排放能力应满足锅炉在各种启动方式下发生汽水膨胀时的最大疏水流量。 4.18直流电站锅炉采用外置式汽水分离器启动系统时，隔离阀的工作压力应当按照最大连续负荷下的设计压力考虑，汽水分离器的强度按照锅炉最低直流负荷的设计参数设计计算；采用内置式汽水分离器启动系统时，各部件的强度应当按照锅炉最大连续负荷的设计参数计算。 4.19对于控制循环锅炉、低循环倍率锅炉及超临界压力复合循环锅炉，其锅水循环泵（启动循环泵）及其进水管的布置应能避免管内及泵人口处工质发生汽化。 4.20受热面的管夹、吊挂和夹持管等应设置合理、可靠，防止超温、烧损、拉伤和引起管子相互碰撞及摩擦。 4.21锅炉结构应便于安装、运行操作、检修和清洗内外部。
5焊接连接要求
5.1锅炉角焊缝的强度计算应符合JB/T6734的规定。 5.2受压元件主要焊缝及其邻近区域应避免焊接附件。如果无法避免，则焊接附件的焊缝可以穿过主要焊缝，而不应在主要焊缝及其邻近区域终止。 5.3锅炉受热面管子（异种钢接头除外）以及管道直段上，对接焊缝中心线间的距离L应满足下列要求：
a）外径小于159mm，L≥2倍外径； b）外径大于或者等于159mm，L≥300mm。 当锅炉结构难以满足上述要求时，对接焊缝的热影响区不应重合，并且L≥50mm。
5.4受热面管子及管道（盘管及成型管件除外）对接焊缝应位于管子直段上。受热面管子的对接焊缝中心线至锅筒及集箱外壁、管子弯曲起点、管子支吊架边缘的距离至少为50mm，对于额定工作压力大于或等于3.8MPa的锅炉距离至少为70mm；对于管道距离应不小于100mm。 5.5锅筒、分离器、集箱、过热器管道及再热器管道的纵向和环向焊缝，封头的拼接焊缝等应采用全焊 60 GB/T16507.3—2013
透型焊缝。锅炉受压元件的焊缝不应采用搭接结构。 5.6锅筒（筒体壁厚不相等的除外)上相邻两筒节的纵向焊缝，以及封头的拼接焊缝与相邻筒节的纵向焊缝，都不应彼此相连。其焊缝中心线间外圆弧长至少应为较厚钢板厚度的3倍，且不小于100mm。 5.7：由两片不等壁厚钢板压制后焊成的锅简，相邻两筒节的纵缝允许相连，但焊缝的交叉部位应经射线检测合格。 5.8锅筒纵、环缝两边的钢板中心线应对齐，锅筒环缝两侧的钢板不等厚时，也允许一侧的边缘对齐。 名义壁厚不同的两元件或者钢板对接时，两侧中任何一侧的名义边缘厚度差值若超过5.9规定的边缘偏差值，则厚板的边缘须削至与薄板边缘平齐，削出的斜面应平滑，并且斜率不大于1：3，必要时，焊缝的宽度可在计算斜面内，参见图1。
最小的L=35（必要时可包含焊缝宽度）
最小的L=38
/
板的中心线
小的时可包
板的中心线
最小的L=35(必要时可包含焊缝宽度）
最小的L=38
of
环缝
说明： 8 名义边缘偏差；
厚板的厚度；薄板的厚度；
t2 t1 L 削薄的长度。
图1筒体削薄
5.9·锅筒对接焊缝边缘偏差规定如下：
纵缝或封头拼接焊缝两边钢板的实际边缘偏差值不大于名义板厚的10%，且不超过3mm；当
a)
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板厚大于100mm时，不超过6mm。 b） 环缝两边钢板的实际边缘偏差值（包括板厚差在内）不大于名义板厚的15%加1mm，且不超
过6mm；当板厚大于100mm时，不超过10mm。 不同厚度的两元件或钢板对接并且边缘已削薄的，按钢板厚度相同对待，上述的名义板厚指薄
c)
板；不同厚度的钢板对接但不带削薄的，则上述的名义板厚指厚板。
5.10管子、管道对接时，内表面应对齐，外侧边缘偏差应不大于表1的规定。
单位为毫米
表1管子、管道对接外侧边缘偏差
最大边缘偏差
管子、管道外径D。
0.8 1.0 2.5
D,≤51 51108
5.11除了球形封头以外，扳边的元件（如封头等）与圆筒形元件对接焊接时，扳边弯曲起点至焊缝中心线的距离（L)应符合表2中的要求。
单位为毫米
表2 扳边弯曲起点至焊缝中心线距离
距离L ≥25 ≥38
扳边元件内径
≤600 >600
5.12额定工作压力大于或等于3.8MPa的锅炉外径小于32mm的排气、疏水、排污和取样管等管接头与锅筒、集箱、管道相连接时，应采用底部加强型的管接头，如图2所示。
图2加强型的管接头
5.13锅筒、集箱、管道与支管或管接头连接时，不应采用奥氏体钢和铁素体钢的异种钢焊接。 5.14承受主要荷载的吊耳与受压元件之间可采用全焊透型焊缝连接、坡口焊缝与角焊缝的组合焊缝连接，或者沿周界或接触面全长连续分布的角焊缝连接，如图3所示。 62