平堵头及盖板的计算

16.3.5　平端盖、平堵头及盖板的计算

与圆筒和凸形封头相比，平板类受压元件，图16.13，主要承受双向弯曲作用，应力沿壁厚呈线性分布，在强度计算中是以最大应力不超过许用应力为设计准则的，由此可以导出这类元件的最小壁厚计算式的基本形式为

图16.13　锅炉中的受压平板

式中：C为与结构有关的系数；D_n为内径；S_min为最小需要壁厚。由于受弯曲作用时应力沿壁厚呈线性分布，当最大应力达到许用应力时，对于塑性较好的材料，元件仍还具有继续承载的潜力，故依式（16.50）确定的壁厚已具有较大的强度裕度，不再考虑附加壁厚。

1.平端盖（平封头）计算式

式中：K为与封头结构形式有关的系数，K≈0.4～0.6，具体值见强度计算标准。

表16.5　形状系数K₁

2.平堵头及盖板的计算

式中：L为计算尺寸，对于圆板，L＝D_n，对于椭圆板L取椭圆的短轴；K₁为形状系数，对于圆板，K₁＝1，对于椭圆板K₁按表16.5取值。

3.管板强度计算

如图16.14所示，管板是锅壳锅炉的重要部件，直径大、温度应力复杂并有拉撑件加固。对于椭球形管板，强度计算中既不考虑拉撑件（或焊接烟管）的加固作用也不考虑孔排的减弱作用，直接按纯封头处理，即式（16.48）。对于拱形管板，椭球形部分按椭球形封头计算，平板部分按平管板计算。

图16.14　锅壳锅炉中的管板

图16.15　平管板上的假想圆

平管板也是一种受压平板，主要承受双向弯曲作用。如图16.14和图16.15所示。如果分布在管板上的各拉撑件强度足够，并且其相关的连接强度也足够，那么整个管板将被支撑件划分成一个个小的假想圆，尽管这些假想圆在周边的支撑是不连续的，但在受力变形上与连续支撑相当，故管板厚度计算式为

式中：d_j为由支撑件所形成的假想圆直径，mm，对于焊接烟管区的管板d_j取最大节距；K为与支撑件形式有关的系数，K≈0.35～0.5，具体值见表16.6。

表16.6　系数K

对于包含人孔的假想圆，见图16.16，板厚按下式计算

式中：d_h为当量人孔直径，取其长轴和短轴的平均值；系数C的值在拉杆外缘至假想圆的距离大于0.1d_j时取1.64，其它C＝1.19。

图16.16　包含人孔的假想圆