关于EN 12953-3壳式锅炉 - 第 3 部分：压力部件的设计和计算

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标准名称： EN 12953-3:2016/AC:2024 - 壳式锅炉 - 第 3 部分：压力部件的设计和计算

发布背景： 此版本是2016年标准官方发布的勘误版，包含了技术性修正，是当前最新、最准确的版本。

管辖范围： 主要用于固定式壳式锅炉（通常指火管锅炉），具体涵盖同时满足以下条件的设备：

设计压力 > 0.5 bar

最大允许压力 (PS) 与容积 (V) 的乘积 > 0.5 bar·L

核心使命

为壳式锅炉中所有承受内压或外压的部件，提供统一、规范的设计原理、计算公式和强度理论，确保其在设计寿命内的结构完整性和安全可靠性。

关键技术与设计内容

本标准详细规定了以下关键部位的设计与计算：

筒体与壳程：

圆筒形锅筒和壳体的最小壁厚计算。

在内部压力和外部压力工况下的强度验证。

封头与管板：

各种形式的封头（如球形、椭圆形、蝶形）的设计计算。

平管板和拱形管板的强度与刚度计算。

管板与换热管的连接设计。

炉胆：

承受外部压力的圆筒形炉胆、波纹炉胆和锥形炉胆的设计。

考虑稳定性（防止失稳塌陷）和强度的计算。

开孔与补强：

当锅筒或封头上开有孔洞（如人孔、手孔、接管口）时，对强度削弱区域的补偿计算。

规定补强方法及所需补强面积的计算。

支撑与附件：

锅炉本体的支撑结构设计。

焊接接头系数的选取和应用。

设计方法论

标准主要基于弹性失效理论和经验公式，通过规定：

许用应力： 根据材料在常温及设计温度下的强度指标，除以安全系数来确定。

计算公式： 提供经过验证的、保守的公式来计算壁厚、压力等参数。

安全系数： 在计算中已内置了必要的安全裕量，以应对材料缺陷、载荷波动和不可预见的工况。

目标用户与重要性

锅炉设计与制造工程师： 必备的设计手册和合规依据。

检验与认证机构： 进行设计审查、型式试验和安全认证的核心技术标准。

工程公司与最终用户： 确保所采购或使用的锅炉设备符合欧洲安全法规的重要保证。

总结来说，EN 12953-3 是壳式锅炉设计和制造的“工程规则”，它通过标准化的计算方法，从源头上保障了锅炉的压力边界安全，是防止发生爆炸、泄漏等严重事故的技术基石。