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锅炉在启动和停炉过程中,汽包壁内的温度场和传热条件不断变化。当温度变化时,汽包筒体存在着3种温差:内外壁温差(沿壁厚方向存在温度梯度)、上下壁温差(圆周方向的温度不均匀)、纵向温差(长度方向的温度不均匀)。因汽包可自由膨胀,故略去纵向温差的影响。<br/>(1) 上下壁温差产生的热应力<br/> 汽包热应力计算文献[1]表明,汽包上下壁温差引起的热应力主要是轴向应力,切向和径向应力与之相比约低一个数量级,故可忽略不计。汽包上部壁温高,金属膨胀量大 ;下部壁温低,金属膨胀量相对较小。这样就造成上部金属膨胀受到限制,上部产生压缩应力,下部产生拉伸应力。热应力与温差成正比,汽包上下壁温差越大,产生的热应力越大。<br/>(2) 内外壁温差产生的热应力<br/> 汽包内外壁温差的形成主要是在升温过程,介质不断地对汽包内壁加热,内壁温升快,外壁温升慢,造成内外壁存在温差,使内壁产生压缩应力,外壁产生拉伸应力。应力计算文献[1]指出,内外壁温差产生的热应力主要是轴向和切向热应力,而且轴向与切向热应力大小相当,控制汽包内外壁热应力的关键是控制升温速度。 |
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