OCCJ.OVC KONCTHUKC1 KAHLOVV VAHV M OCELOVÉ KONSTRUKCE TECHNOLOGICKÝCH STAVEB A ZAŘÍZENI .СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И УСТАНОВОК«

KARLOVY VARY 25.-28.5.1976

OCCJ.OVC KONCTHUKC1 KAHLOVV VAHV M

OCELOVÉ KONSTRUKCE TECHNOLOGICKÝCH STAVEB A ZAŘÍZENI

.СТАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И УСТАНОВОК«

.STEEL STRUCTURES FOR INDUSTRIAL PLANTS AND T E C H N O L O G I C A L EQUIPMENTS*

STAHLKONSTRUKTIONEN FOR INDUSTRIEANLAGEN UND ENERGIETECHNIK

(v->;c, -^, Чьгл

OCELOVÉ" K O N S T R U K C E TECHNOLOGICKÝCH

STAVEB A ZAfil&BNT

СТАЛШЫЕ КОНСТРУКЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И УСТАНОВОК

STEEL STRUCTURES POR INDUSTRIAL PLANTS A N D TECHNOLOGICAL EQUIPMENTS

STAHLKONSTRUKTIONEN POR INDUSTRIEANLAGEN UND ENERGIETECHNIK

KARLOVY VARV

25. - 28. 8. » 7 «

Ш. Ob

OBSAH III/4

Str. TÉMA TŽŽNÍ VĚŽE, VESOKÉ" PECE, ÍKTALURGICKÍ ZAŘÍZENÍ A HUTHÍ AGREO/K J.NOVOTfíí

1

I I I / 4 - 1 - Technologické ocelové konstrukce t ě ž n í c h v ě ž í pro hlubinné dobýváni K.IOríSA

3

I I I / 4 - 2 - Ocelové konatrukce ve vysokopecním závodě J.FUCHS

18

I I I / 4 - 3 - Ocelové nosné konstrukce p e c í a z a ř í z e n í oceláren V.PROKOP, A.WALDER

35

I I I / 4 - 4 - Zabezpečeni dopravy mimořádných d í l c ů dopravy hutních a t e c h n o l o g i c ­ kých s e ř í z e n í I.WASGESTIAN

44

I I I / 4 - 5 - Některé pevnostní probléoy hutních plechových konstrukcí J.LÁKCOŠ

§4

I I I / 4 - 6 - Ocelové konstrukce t ě ž n í c h v ě ž i Z.PAVLÍK

64

III/5

TÉMft OCELOVÉ KONSTRUKCE PRO TEPELNÉ A TADEHNÉ ELEKTRÁRNY

I I I / 5 - 1 - Ocelové konstrukce v tepelných a Jaderných e l e k t r á r n á c h v ÖSSR F.WALD .

80

iii/б

ТЕША líXDRŽE, SILA, POTRUBÍ, TECHNOLOGICKÉ ZAŘÍZENÍ V CHEMICKÉlsl PROř/KSLU

I I 1 / 6 - 1 - Posouzeni stavu podpor ležatých zásobníků kapalných plynů JUJUSASEK 150 I I I / 6 - 2 - Vícevrstvé kulové zásobníky 1С.KOHOUT I I I / 6 - 5 - Zur Bemessung a b g e s t u f t e r Tankmäntel R.THIELE »

155

„ 168

III/бтб - Ocelové konstrukce pro r a f i n e r i i Basra v Iráku J.KAÍÍREK, B.DVOSÁK

175

I I I / 6 - 7 - Ocelové slinkové s i l o v Kombinate Zahorle V.ŠINKA

181

I 1 I / 6 - 8 - Ocelová s i l a na zemědělské produkty I.LHOTÁKOVÁ ,

. 187

I I I / 6 - 9 - Experimentální vySetřování velkoka­

pacitních s i l J.ROSENKRANZ

. 19$

I I I / 6 - 1 0 - Poddajné a rektifikovatelné ocelové nádrže Р.ШНБК

199

I I I / 6 - 1 1 - Potrubní rozvody velkých dimenzí v kompresorových s t a n i c í c h tranzitního plynovodu E.KULÍSBK o

202

atr* 11^/3-2 - Fřísjpčvek k navrhování ocelových zásobníků na u h l í J,SS;JEClá I I I / 5 - 3 - líosnd konstrukce k o t l e pro blok 200 Ш J.CRKAIÍ I I I / 5 - 4 - Kombinovaný základ turbogenerátoru 200 Ш в ocelovými sloupy a betonovými h o r i z o n t á l n í m i prvky J.HOLUB

86

,•

S3

97

I I i / 5 - 5 - Montáž ocelových konstrukcí výrobního bloku tepelných e l e k t r á r e n s 200 Ш bloky M.KRABOVSKÍ

10?

I I I / > - 6 - Nosná konstrukce k o t l e pro Jednotku 500 LM e l e k t r á r n y Hliník I I I VL. STOJAN

112

I I I / 5 - 7 - Konätrukcie kotlov a k o n š t r u k c i e • p r e el.Obremovac I.JAKUBÍK

120

I I I / 5 - 8 - Optimalizačně Studie nosných konStrukcií kotlov velkých výkonov P.DŮTKO, P.řERJENČÍK

12$

I I I / 5 - 9 - Ocelová konstrukce Jaderné e l e k t r á r n y VI v Jaslovských Bohunicích I.BIELECKI

130

I I I / 5 - 1 0 - Beaktorová hala v P l z n i K. JELÍNEK

136

I I I / 5 - 1 1 - i/Iaz únavy kotevních Šroubů s t o l i c turbogenerátoru 200 Ш J.ŠEDIVEC

145

TĚŽNÍ VĚŽE, VYSOidŠ PECE, METALURGICKÁ ZAUÍZErt

A HUTi-lf AGHBGfe

-

1

-

HI/4 TĚŽiVÍ VÉŽE, VYSOKÉ PECE, METALURGICKÉ ZAŘÍZENÍ A HUTífí AGREGÄTX J.NOVOTNY VÍTKOVICKÉ ŽELEZÁRNY A STROJÍRNY KLEMENTA GOTTWALDA OSTRAVA

Aplikace ocelových konstrukcí v závodech hlubinného do­ bývání a v hutích je velmi Biroké. Právě v těchto průmyslových odvětvích se velmi náročný výrobní proces a provoz neustále vyvíjí a mění a proto ocelová konstrukce pro svoji schopnost rychlé adaptace, přizpůsobeni, schopnost zesílení a obnovy je nenahraditelná. Není možno popsat vSechna zařízení, pro která jsou v těchto odvětvích používány ocelové konstrukce, iínohá mají cha­ rakter průmyslových budov, kupříkladu těžní budovy, třídírny a jiná povrchová zařízení hlubinných dolů, nebo mají téměř ry­ ze strojírenský charakter. Proto Jsou předložené příspěvky к tomuto tématu zaměřeny v prvé řadě na hlavní objekty těchto provozů. V závodech pro hlubinné dobývaní je to těžní věž, ve vysokopecním závodě je to vysoká pec. Oba tyto objekty mají základní objekt výrobního procesu své specifické podmínky pro­ vozní a bezpečnostní, které vytvářejí také jejich charakteri­ stickou dominantu závodu. Také ostatní zařízeni hutního procesu kladou vSak vy­ soké nároky na ocelové konstrukce jak co do provozu, tak co do objemu. Mimořádné provozní požadavky )".příkladu kladou na ocelové konstrukce zařízení oceláren at již jako ocelářské pe­ ce pevné nebo sklopné, konvertory, mísiče surového železa, li­ cí pánve atd. Jejich řešení požaduje zajistit bezporuchový a bezpečný provoz zařízení za vysokých teplot 8 dynamickými účinky vysoce náročným teoretickým výpočtem. V příspěvcích jsou tato zařízeni dokumentována. Bohužel garantovi se nepoda­ řilo zajistit příspěvek o aplikaci ocelových konstrukcí v kok-

- 2 -

sárenskýcb závodech, kde nejen vlaetní koksová baterie, ala 1 sázecí a výtlačné stroje představují velmi náročná zařízení.' Do tématu vSak rovněž patří popis zajištění přepravy rozmě­ rově a co do hmotnosti mimořádných dílců technologických za­ řízení z výrobního závodu na místo určení. Přeprava ei vyža­ duje mnohdy návrh jak valníku tak kompletačních dílců slou­ žících к jejich uložení na válníky a jiné dopravní zařízení a průběžné sledování stability, tuhosti a bezpečnosti dílců při přepravě soustavou měřících a kontrolních zařízení. Předloženými příspěvky není vyčerpán celý velmi Široký a pestrý sortiment ocelových konstrukcí vytýčených provozů. Příspěvky vSak popisují hlavní charakteristická objekty a uzly včetně jejich teoretického řeSenl a podávají tak dobrý přehled o náročnosti a současném vývoji těchto zařízeni.

- 3 -

III/4 - X TECHNOLOGICKÉ OCELOVÉ KONSTRUKCE TĚŽNÍCH VĚŽÍ PRO HLUBINNÉ DOBÝVÁNÍ K.KRÍSA 0;2?-ijARSIcě P30JEKT1 OSTRAVA

Ocelové konstrukce těžních věží svým významem a spe­ cifickými požadavky technologie na nosnou ocelovou kon­ strukci tvoří specielní skupinu konstrukci, které dominu­ jí výstavbě celého závodu. V závislosti na velikosti para­ metrů těžení a dostatioi místa na závodě, byly vytvořeny rušné typy konstrukcí. V poslední době, ve snaze o zkráce­ ní doby výstavby se usiluje o dvo juCcIritx'.t těžních věží, to znamená, aby sloužily v době výstavbě к hloubení jámy, po dokončení hloubení pak pro definitivní provoz. systém uspořádáni těžního zařízení je v podstatě dvo­ jí с to, že těžní stroj je umístěn na terénu v samostatné strojovno a lana jsou vedena přes lanovnice umístěné v těž­ ním kozlíku postaveném nad jámou, který umožňuje těžbu ma­ teriálu a fárání mužstva; anebo je strojovna umístěna pří..io vs věži. Těžní stroje jsou většinou elektrické, s elektromoto­ ry na stejnosměrný proud, který se transformuje v rotačních usměrňovačích, nejnověji v tyristorech. Při těžbu jen a jed­ noho patra se používají stroje s třecím kotoučem, při těž­ bě z více pater z různých hloubek pak stroje bubnové, з přostavitelnou délkou lana. Otáčky těžních strojů jsou zá­ vislé na rychlosti těžení (max.20 и/sec) a na průměru ko­ touče nebb bubnu. Chod stroje s ohledem na automatiku roz­ jezdu a dojoüdu je klidný a plynulý. Jemné rázy vznikají při zabrždění a odbrzdění stroje. .Dynamické vlivy na kon­ strukci věie jsou vyvol tány vibrací těžních lan, «působené křivostí jámy. Pro veti'ii hloubky nad 1000 m se pevnostně s jedním lonea nevystačí a proto se navrhují 2-4 lanové těžní systém;'. V těchto případech muoí být tužní stroj jjn

- 4 -

s třecÍB kotoučem. Životnosti elektrických těžních strojů jsou asi poloviční s porovnáním se životností ocelové těž­ ní věže a proto projektant musí počítat s vyměnitelností stroje. Těžní lano se užívají nejčastěji splétané typu Seal, v/arrington a a trojhrannými prameny s průměry drátů ne menaíeh než 1 mm a o celkovém průaěřu do 69 mm. Pevnosti jednotlivých drátů jsou nejčastěji 1600-1800 MPa (160 ISO kp/mm 2 ). Těžní nádoby se vyvinuly z 1 na 4 patrové klece pro dopravu až 8 důlních vozíků á 1,5 t a fárání lidí nebo skipy o obsahu sž 30 tun pro dopravu surové těžby. Svis­ lá jízda těžních nádob je po dřevěných neb kovových průvodnicíeh usměrňována vodítky. U pomocných těžení a při hloubení místo klasických pevných průvodnic se užívá la­ nové vedeni ukotvené ve věži. Na tyto kotevní sily se mu­ sí věž počítat. Konstrukce věže musí být navržena tak, aby funkčně splnila vaechny technologické požadavky těžení, t j . aby bez->eoně přenesla síly vyvozené lanovnicemi, umožnila bezpečné a rychlé odtěžení materiálu bud ve vozech nebo skipech a byla vybavena bezpečnostním zařízením. Konec těžební dráhy je zajištěn nárazníkovým roätem v hlavě vě­ že. V případě, že po nárazu do nárazníkového roStu by se klec od lana utrhla, dopadla by na záchytné eklopky, kte­ ré joou umístěny pod nárazníkovým roätem, tak, aby výĚka pác!u byla co nejmenSí. Přetrh lana a pád klece na sklopky jsou rozhodující pro únosnost věže. V úrovni ústí jámy musí být navrženy poklopy, které v pří­ padě havárie umožní bezpečné uzavření jámy. Těžní zařízení má nepřetržitý provoz. Jsou na něm závislé jak životy fárajících havířů, tak i chod celého bánského závodu. Podléhejí velmi přísným požadavkům Bez-

- 5-

pečno3tních předpisu (2P) Bánského úřadu« Připomeňme, že tyto nemají prozatím vazbu na teorii mezných stavů podle ČSN 73 0035 a ČSN 73 1401, protože dosud nejsou statistic­ ky vyhodnoceny součinitelé zatížení a není rovněž jasný rozsah kombinace mimořádného zatížení. Je snaha tuto ne­ srovnalost v této pětiletce odstranit revizí přísluané normy "Navrhování těžních věží", ^rozatím se situace ře3í povolováním výjimek. Podle ní možno navrhovat na zákla­ dě teorie dovolených namáhání, to znamená dimenzovat na provozní zatížení, vlastní váhu včetně větru při dodržení dovoleného namáhání daného materiálu. V konkurenci se vy­ šetřuje vliv mimořádného zatížení, t j . tah v přetržené větvi lana na.mezi jmenovité pevnosti lana, zatím co v neporuSené větvi BP ukládají počítat s 2/3 tahu z jmenovité pevnosti jako s dynamickým přitfžením. J

ak známo staticky neurčité konstrukce jsou tužaí a odoluojSí na dynamické účinky. Bohužel poklesy a posuny uložení nepříznivě mění únosnost těchto soustav. Naproti tomu staticky určité konstrukce (trojkloubové rámy) se dobře přizpůsobují deformacím z poddolování, ale jsou cit­ livější na dynamické složky zatížení, což se projevuje zvý- . Seným chvěním« 1'uhost konstrukce je vymezena přísluanou výchylkou hlavy věže ( 2 Q O O n ^» zPůsobené provozními tahy lan, kte­ rou nesmi překročit. Obě tyto nosné soustavy dosud mezi sebou soutěží v základních koncepčních řeSení ocelových těžních věží. Při respektování technologických požadavku těženi a s přihlédnutím к shora uvedeným podmínkáp provádějí se v současné době dňra základní typy těžních věži: - jednostranný těžní kozlík se strojem na zemi, - věžové těžení se strojem v hlavě věže.

- 6 -

ŘEZ Л-Л

Řez. c-

FS • —

. #

OBR.5.1 DISPOZICE PELOVÉ TĚŽNÍ # Ž E TXPU JEDNOSTRANNÉHO KOZLÍKU РПО BVŽ TĚŽHÍ ODDĚLENÍ

-7

KOZLÍKOVÉ VĚŽE Funkce kozlíku je přenést zatížení nejkratší cestou z těžních lan do základu. Lana jsou podpírána lanovnicemi spočívajícími ne nosnících v hlavě věže, jejichž reak­ ce se převádějí jednak do svislé části věže (stolice) v ose jámy jednak do Šikmá vzpěry ve směru výslednice tahu lan. Statický systém kozlíku je zvolen rámový a sestává ze dvou rámu. Příhradová svislá stojka rámu je vetknutá a tvoří stolici věže. Vodorovná příčel a šikmá vzpěra je plnostěnná a kloubově uložena na základ. V příčném směru jsou rámy kozlíku navzájem ztuženy příhradovou konstrukcí, jak mezi vzpěrami tak i ve svislé stolici. Tvar příhradového ztužení musí respektovat dopravní cesty těžního zaří­ zení. Stolice je vetknutá do plnostěnnýeh nosníku šachetního roštu, zakotveného do železobetonového ústí jáay.S ohledem na nebezpečí koroze snižují BP jejich dovolené namáhání o i5 &. Lanovnicové nosníky jsou rektifikovatelné, event.vy­ měnitelně uloženy jednak na překladu zadní steny svislé stolice a jednak na příčném břevně, spojujícím obě šikmé stěny. Toto uspořádání vyhovuje nejnovějším požadavkům na víceúčelovou funkci těžní věže jak během hloubení já­ my při výstavbě dolu, tak i při definitivní těžbu, ale též při budoucích rekonstrukcích. Má-li věž sloužit současně pro hloubení jámy, poža­ davky na variabilnost a konstruktivní uspořádání jsou značně náročné. Do hlavy kozlíku se vloži specielní lanov­ nicové nosníky pro hloubení. Mimo to se na nárazníkový rošt uloží konstrukce kladek lanových vedení okovů, po pří­ padě závěsy různých technologických zařízení hloubení. Ztu­ žení stolice se rovněž přizpůsobí s ohledem na polohu zá-

- 6 -

sobníku pro příjem vytt-ienó rubaniny. PloSino ohlubna na .-íachetním roštu se nuaí navrhnout s automaticky otevíratelnými poklopy pro průjezd ti,£ních okovů. Konstrukci Sachetních roStů někdy také ovlivní závěsy pro popeučtění pracov­ ního povelu a pro dopravu betonové suis i samospádem. Po ukončení hloubení se toto seřlsení odotrsní a v£2 se z!:ocipletuge pro definitivní tCXbu.

OCEJ.OVX TĚŽiíí VĚŽ STAŘÍČ II

TĚŽiíí VĚŽ DOLU PJ.SÍCOV-SEPIŠÍE S ÚPRAVOU ?a0 HLOUBENÍ

VĚŽOVÉ TŘŽEHÍ Věžové ttžení jo stavebnS nákladnější ne£ kozlíkové и prcto se navrhuje jen v závodech a velmi hustou zástavbou a tam, kde с ohledem na velké hloubky je nutné použití vícelanového těžení.

- 9 -

*«

A-A

Řez а-в

r\

Я"

чПШ

ВС -41

CL3.Č.4

«-—зГ

"Л

- 10 -

üt etický systém vbžového ti-iení je sloupoví uo vzájeiinýi:: příhradovýra stuseníia. Hlavní nocnó sítily; v"3o u„'vcjí nojčastěji 4 a jsou zakotveny clo saaoatctn/ch 2eleb;obetcnových základových potek. lie hlavních, sloupoch je ulomen vynášecí rošt 3trojovny, která :ла Jvü poaooná podlaží. Ve spodním podlcží jsou u-oístin;- odtlcčné lanovnice, které navádějí lana do předepsaných os těžních nádob a v horní pak brzdné soustrojí těžního stroje. V hlavní« podlaží je ulomen vlastní elektrický těžní utroj se stnnovidtGn utrojnília. Při použití dvou těžních strojů je teto uást půdorysnu rozšířena oproti hlavním sloupům věže. Nad plo­ dinami strojovny je navržena budova s montážní jeřábovou i.rúhou pro mostový jeřáb nosnosti 50 tun s možností zdvi­ hu z terénu. Pro montáž toht-co jeřábu se musí pamatovat na zesílení střešního vazníku v prostoru nad montážním otvo­ rem. Při návrhu podpůrného roštu plošiny těžních strojů nutno respektovat jak zatěžovací údaje, tak i předepsaná maximální průhyby v uložení oa kotoučů stroje a podepření statoru. Mezi průhyby těchto bodů je úzká vazba s ohledem na velmi malou vůli mezi rotorem a statorem a možností ne­ rovnoměrného vzrůstu elektromagnetických sil při změně tá­ to mezery a nebezpečí "přilepení" rotoru ke statoru. Elektrické zařízení pro usměrnění střídavého proudu lze umístit rovněž ve věži pod strojovnou nebo v samostat­ né budově u paty věže. Vedení těžních nádob mezi ohlubní a spodní plošinou strojovny je zajištěno těžní stolicí, která je uložena na šachetním roštu na jámovém zdivu a ukončen« nárazníkovým roštem, který je podepřen přímo do horní části věže. Sto­ lice je vybavena podle požadavků technologie obdobně jako u kozlíku. Požadavky odtěžení materiálu ovlivňují též způ­ sob svislého ztužení mezi hlavními sloupy věže, například průjezdnými otvory pro vozíkový oběh. К celkovému vybavení

- 11 -

věžového t ě ž e n í p ř í s i u í í osobontUiluJní výtah ;; pomocné schodiště.

OBR.Ö.5 MOI.T/Ž VÍZOVÉHO TĚŽENÍ DOLU BEZRUÖ

Pro urychlení výstavbových p r a c í j e možné smontování celého věžového t u ž e n í rniao ohluben včetně stavební a t e c h ­ nologické o ú s t i a talrto smontovaný c e l e ' ' potom zasunout. Hmotnosti věžového t ě ž e n í se pohybují podle v e l i k o s t i mezi 2500-3500 t u n , což nontážníci zasunout dovedou. V OKR к takovému zasunu doposud nedočlo, a l e v PLK byla n a p ř í k l a d tímto zpuaobem urychlena výstavba na Dole Pniowek v Rybnické o b l a s t i .

- 12 -

OBR. 5. б VĚŽOVÉ TĚŽENÍ DOLU JEREMEN1CO V některých případech bývá uspořádání ocelové kon­ strukce ovlivněno s t á v a j í c í h l o u b í c í v ě ž i a provozem h l o u ­ bení, nad kterým musí probíhat montáž v ě ž e .

VÍRODAJÍIONTXŽ A ÚDRŽBA

Při výrobě těžních věží se používá oceli pevnosti 37 kp/mm"" a 52 kp/mn'" se zaručenou mezí prutažnostl a svařitelnosti. V dílně se jednotlivé části vyrábějí svařová­ ním v pokud možno největších dílcích,,

- 13

OBR.č.7 POHLED DO STROJOVNY VĚŽOVÉHO TĚŽENÍ DOLU JEREMENKO

Na montáži se konstrukce na zemi šroubuje, výjimečně sva­ řuje do bloku, které se pak osadí na své místo. S ohledem na rozměrné a těžké bloky OK musí se použít silných a vý­ konných zdvihacích prostředku s velkým zdvihem. U kozlí­ kových věží je nejčastější postup montáže ten, že se nej­ dříve smontuje tělo věže, ke kterému se přisadí vzpěra. Na tento montážní stav musí být kozlík staticky posouzen. Smontovaná konstrukce musí odpovídat platným OSN. Mi­ mo to musí být proměřena poloha osy vuže - návaznosti na osu jámy. Tento výchozí záznam slouží к porovnání s výsled­ ky periodických kontrolních měření. Ochrana proti korozi s ohledem na špatnou přístup­ nost věže musí být proveJena velmi svědomitě. Nyní prová­ děné nátěry v agresivním prostředí bánského závodu nejsou

- 14 -

dostatečně trvanlivé, takže se musí obnovovat. bezpečnostní předpisy stanovují periodické kontroly celé konstrukce, včetně kontroly zaměření svislosti a výškového uspořádáni. Při prohlídkách je třeba věnovat zvýšenou pozornost stykům ocelové konstrukce pod ohlubni, například připojení sloupů stolíce, výztuh Bachetních nos­ níků, jakož i jejich kotveni. Tato místa snadno vlhnou a oblepují se uhelný/n prachem; působením agresivního prostře­ dí hlavně u výduSnýeh jam, snadno korodují. Zjištěné zá­ vady nutno ihned odstranit. Vlivem důlní činnosti dochází к nerovnoměrnému sedání oper. Při překročení povolené odchyl­ ky od svislosti věže, musí se provést rektifikace. Pro urychlení rektifikačních prací provádějí se na vzpěrách u velkých těžení opěrné patky popřípadě se v betonových zá­ kladových patkách vynechávají sklípky pro zásun hydraulic­ kých zvedáku. Hovněž kotevní Šrouby se doporučují provést delší úměrně předpokládanému poklesu; vyčnívající závity se nakonzervují a chrání krycími trubkami.

SiiĚR VÝVOJE OCELOVÝCH TĚŽNÍCH VĚŽÍ Cílem vývoje ocelových konstrukcí těžních věží je sní­ žení hmotnosti konstrukce při dodržení vSech funkčních а beapečnostních parametru, rychlé výstavby těžení, snadnosti rektifikace a provádění případných rekonstrukčních prací vyvolaných modernizaci technologického zařízení. Možnosti sníženi vlastní hmotnosti konstrukce kozlíků jsou s ohledem již na jeho více jak stoletý vývoj omezené. Jistého snížení váhy lze dosáhnout hospodárným využitím oce­ lí vySSí pevnosti a vylepšením Šroubových styků neb jejich nahrazení svarovými. U věžových těžení se strojovnou v hla­ vě věže, jsou perspektivy lepSÍ. Snížení hmotnosti lze do­ sáhnout propracováním statických systémů a konstrukčním uspo­ řádáním ocelové konstrukce, ale též s uplatněním výhod ply­ noucích z modernějšího a váhově příznivějšího strojního vy-

- 15 -

bavení, které u věžových těžních strojů je v prudkém vývo­ ji. Velkým ekonoiniekým přínosem je též zkrácení výstavby a dřívějaí uvedení do provozu celého zařízení, Tomu cíli slouží řešení víceúčelových soustav, tj. zajištění hloube­ ní a pak definitivního provozu těžení» V této oblasti je celá řada možností vylepšení jak příslušného technologic­ kého zařízení tak i vlastní ocelové konstrukce. Jiný způsob zkrácení výstavby - o kterém jsme se již zmínili je využití zasunu celých hotových celku těžení, jak je tomu například běžné při výstavbě a rekonstrukcích vysokých pecí v hutích. Fíovněž v sousední Р Ш je tento způ­ sob používán, a to nejen pro těžní věže,' ale i pro přileh­ lé části šachetních budov. Při výstavbě věžového těžení lze dosáhnout časových úspor vhodným uspořádáním ocelové konstrukce tak, aby se mohla montovat nad hloubící věží při zachování provozu hloubení. Přerušení svislé dopravy jáaou md za následek nežá­ doucí výpadek těžby a nesplnění plánu, s ohledem na to měly by konstrukční systémy věži staticky vyhovět i při značném vychýlení ze svislosti způsobeném důlní činností, aby prováděni rektifikačních prací nebylo příliš časté. Očekává se též vylepšení detailních konstrukci pro usnad­ nění a urychlení rektifikačníeh prací.

ЕКОШМ1СЙС Н Ш Ж К А

Investiční náklady těžní věže jsou oproti celkovým nákladům výstavby dolu velmi malé, ele pro produkci důl­ ního závodu mají klíčový význam. V případě i krátké výlu­ ky těžení by mohly vzniknout provozní škody, které by i mnohonásobně převýšily tyto investiční náklady.

- 16 -

ODR.г.а ivíOHlAŽ VĚŽOVÉHO TĚŽENÍ DOLU JEREI.1EN1CO ЫЛО HLOUBÍCÍ V Ě S Í

Cílem návrhu t č ž n í věže musí proto být j e j í s p o l e h ­ l i v o s t , u n i v e r z á l n o s t , minimální pracnost údržby, vhod­ n o s t pro provádění relctifikace a nutných'úprav v budouc­ n u , plynoucích z modernizace t u ž e n í nebo zvýšení jeho ka­ pacity. Orientačně l z e sledovat huotnost těžních věží v z á v i ­ s l o s t i na výSce věže, n o s n o s t i lan a počtu t ě ž n í c h oddě-

- 17

l e n í . í e n t o ukczotel j e však nepodstatný. Jek z uvedených důvodu vyplývá rozhodujícío ekonomickém k r i t e r i e m j e z a ­ j i š t ě n i n e p ř e t r ž i t o s t i t ě ž b y . Proto snahou p r o j e k t a n t a uus i být návrh takové tčžiní věže, k t e r á v průběhu svá ž i v o t ­ n o s t i by vyžadovala minimální öas na výluky zpfisobené údržbou, r e k t i f i k a c í a r e k o n s t r u k c í .

- 18 -

OCELOVÉ KONSTRUKCE VE ViSOKOPECWÍM ZÁVODĚ J.FUCHS I1UTMÍ PROJEKT PHAHA,ZÁVOD OSTRAVA Tento příspěvek má poukázat na vývoj ocelových kon­ s t r u k c í vysokopecniho závodu za uplynulých t ř i c e t l e t , zhodnotit j e j i c h dneSnl technickou úroveň a načrtnout úko­ l y , k t e r é nás v p r o j e k c i , modernizaci a budováni ocelových :;o;\..v,ru3:cí vybc^rofc-cních Etivodfi ooiiají v n e j b l i ž S l budouc­

nosti.

OCELOVÁ NOSNÁ KONSTRUKCE VXSOKÉ PECE Po druhé sketové v á l c e z ů s t a l y v na Sich h u t í c h poměrně .:,al-i vysoké p e c e , j e j i c h ž kubatura s e pohybovala v rozmezí 300 - 600 c r . Byly" t o větSinou tenkoetěnné pece s přímým povrchovým chlazením p a n c í ř e . Pece byly samonosné, a j e j i c h hmotnost se p ř e n á š e l a přimo do základů. Ocelová nosná konstrukce byla větSinou osmiboká, zavětrovaná po c e l é výSce ve vSech osmi s t ě n á c h . Hesla řadu obslužných ploSin a o p í r a l s e o n í v e l a i Šikmý skipový v ý ­ tah. Kapacita hutních závodu, j e j i c h ž rozvoj za války s t a g ­ n o v a l , n e s t a č i l a na úkoly poválečné dvouletky a samozřejmé také ne na úkoly s o c i a l i s t i c k é výstavby, s kterou bylo z a ­ počato po roce 1948. Technici, k t e ř í d o s t a l i za úkol projektovat nové vyso­ ké pece p ř i c h á z e l i vetäinou a údržby velkých hutních závoi ú . S projekcí vysokých pecí měli málo z k u š e n o s t í . B y l i í c j l n ě n i mladými l i d m i , k t e ř í měli zkuäenostl j e a t ě méně.

- 19

• Nebylo tedy možné pokračovat v tradici projektování vyeokopecních agregátu. Bylo proto nutné vybrat si někte­ ré z ciaích koncepcí a přizpůsobit ji novým požadavkům o naäim poměrům. V úvahu přicházely tři typy peci: - americká (také anglická) - sovětská - německá A m e r i c k á v y s o k é pec ae vyznačuje tím, že j e pod rozporem podepřena soustavou Š e s t i , osni i v í c e šikmých sloupů. Horní část pece j e samonosná a nese vSechny obslužné ploSiny, sazebnu s rozdělovačem, p l o ä i n u lanovnic výtahu e vahadel a r e a k c i horních l o ž i s e k zavážeclho Šikmého vý­ tahu. Nevýhoda takového uspořádání vysokopecního agregátu se p r o j e v í až p ř i s t ř e š n í c h a generálních opravách, p ř i nichž je nutno prakticky celou vysokou pec o d s t r o j i t a p l y ­ novody i Sikaý výtah provisorně p o d e p ř í t . Tato nevýhoda j e t a k závazná, že t e n t o typ pece n e ­ p ř i c h á z e l pro naSi výstavbu vůbec v úvahu. S o v ě t s k á v y s o k á pec má jako s p o l e č ­ ný znak s p e c í americkou soustavu Šikmých sloupů pod r o z ­ porem. Jinak ovšem na konzolách těeíito sloupu j e vybudová­ na samostatná konstrukce, k t e r á nese všechny obslužné p l o ­ s i n y , p l o s i n u lanovnic a vahadel, dva tic^o t ř i montážní jeřáby nebo montážní kočky a v chladném stavu pece ( p ř i opravách) také hmotnost s v i s l ý c h a Šikmých plynovodů. J e tedy mnohem p r a k t i č t ě j š í než pec americká, nevýho­ dou jsou u ní Šikmé sloupy, k t e r é u b í r a j í p r o s t o r mezi j e d ­ notlivými výfučnaai o ř í ě ž u j í tak j e j i c h montáž a ^e!r,c:;tá2.

- 20 -

Ocelovou nosnou konstrukci n ě m e c k é p e c e tvo­ ř í čtyřboký otyřsloupový patrový rám. Tento rám nese vSechny p l o s i n y i agregáty jako konstrukce s o v ě t s k á . Tato koncepce, přizpůsobená novým požadavkům, se s t a l a základem pro budování našich nových vysokých p e c í . První n a š í vysokou peci projektovanou po v á l c e byla pec pro n a š i první stavbu socialismu Kovog huí' Klementa Gottwal­ da v Kunčicích. V l a s t n í vysoká pec byla tenkostěnná s povr­ chovým chlazením p a n c í ř e . Ocelová nosná konstrukce byla p r o ­ vedena jako čtyřboký čtyřsloupový patrový rám a byla c e l á nýtovaná. Šikmý výtah byl proveden jako uzavřený most s h l a v ­ ními nosníky typu Vierendeel. Byl rovněž nýtovaný. Druhá a všechny d a l S i pece byly j i ž t l u s t o s t ě n n é s c h l a ­ zením chladnicemi a c h l a d i c í m i k l í n y . P a n c í ř t ě c h t o p e c í n e ­ byl oamonosný a bylo ho proto t ř e b a p o d e p ř í t pod rozporem. Bylo t o provedeno soustavou d v a n á c t i konzol, k t e r é namáhaly ráaové p ř í o l e h l a v n í nosné konstrukce na ohyb a na kroucení* Rámové p ř í o l e měly proto uzavřený t r u h l í k o v ý p r ů ř e z . Mezi problémy, k t e r é bylo nutno v t é době v y ř e S l t , p a ­ t ř i l i problém t r h l i n , k t e r é se objevovaly na styku s v i s l ý c h a Šikmých plynovode» Protože s e t a t o z á l e ž i t o s t nedala d o s t i dobře početně s l e d o v a t , byl pořízen v l a b o r a t o ř i Hutního p r o ­ j e k t u v Ostravě zmenšený model, k t e r ý simuloval pružnou sou­ s t a v u : nosná konstrukce pece, Šachta p e c e , s v i s l é a Šikmé plynovody, nádoba p r a š n í k u , nosný rám p r a š n í k u . Podle v ý s l e d ­ ků měření na modelu byly pak navrženy a provedeny výztuhy na k r i t i c k ý c h místech p o t r u b í a problém byl t a k úspěšně vyřešen. Podchyceni šachty nosnou k o n s t r u k c i mělo t a k é řadu n e ­ výhod. Hlavní nevýhodou byl šoatně přístupný pás chladnic a různá zakouti pod p l o š i n o u , kde se zdržoval p l y n . Toto ř e S e n í s i také vyžádalo zvýšení váhy h l a v n í nosné k o n s t r u k c e .

- 21 -

'•'•'ento problém se podařilo vyřeSit pracovníkům Ústavu aplikované mechaniky při Vojenské akademii Antonína Zápo­ tockého v Drně, kteří počítali a navrhovali pancíř vysoké pece o obsahu 1719 кг pro Východoslovenské železárny. Podle jejich výpočtu [3] byl pancíř pece v oblasti nístěj - zarážka - rozpor zesílen řadou výztuh a tak se stal samonosnýia. Od té doby »nebylo již nutno přenášet zatí­ žení Šachtou do podpěrných nosných konstrukcí. Také Hutni montáže Ostrava přispěly nemalou měrou к vý­ voji moderní ocelové nosné konstrukce vysoké pece« Vypraco­ valy systém generálních oprav pecí takový, že se při něm celá stará konstrukce pece ze svého místa vysune a na její aísto se zasune nová, úplně vystrojená a vyzděná. •"•'ento nový aontážní postup si přirozeně vyžádal Úpravu hlavní nosné konstrukce. Hlavní nosný rám musí mít jednu stranu demontovstslnou téměř po celé své výSce. Demontovat se üusl dát pří3lušnó ráaové příčle a celá čtvrtina z při­ lehlé ploginy. Hmotnost svislých a Šikmých plynovodů, plo­ diny lanovnic a vahadel, hmotnost sazebny a reakce Šikmého zavážecího výtahu, to vše spočívá při generální opravě na hlavni nosné konstrukci,

OBJEL; VXSOKÍCH PECÍ

V.vvoj u nás i v z a h r a n i č í jde od meněích pecních j e d n o ­ t e k к větaíía. Káš je od druhé světové války charakterizován těmito Odaji: 300 - 600 m3 - s t e r é pece z roku 1945 800 - i040 - 1085 n J - dalSÍ vývoj 1265 ш3 - росе HHKG 1719 - I860 n? - pece VSŽ v projektech se p ř i p r a v u j í : pec 23ОО nP pro VSŽ pec 3240 nr pro NliXG.

- гг V SbSR jsou dnes v provozu vysoko pece j e S t ě daleko v^iSích objemu. Svy.šovúní objemu vysokých pecí není jednoduchou z á l e i i t o o t í . Nejde jen o zvládnutí v l a s t n í c h technologických pochodů, f:ls je nutno z a j i s t i t přísun vsázky ь odsun s u r o vrfho železa a e t r u s k y . Zvyšuje se tedy enorsnč nárok na dopravu, k t e r á vzhledem к nepřetržitému pracovnímu režimu pocí musí být nsorosto p l y n u l á .

USPÚ;1'JÁ:;Í V^GKOPECHÍKO ziivccu Ve v č t o i n i načich závodu se budovaly vysokč pece v ř a ­ dovém (blokovou), uspořádání. P ř i vutiiíia počtu pecních j e d n o ­ tek co via:: ukázalo, že vzhledem к n e n í c í a t>e časům odpichu u j e d n o t l i v ý c h pací n a s t á v a j í ntlaly dopravné těžko zvládnutul:iú s i t u e c e í, to i na průběžných k o l e j í c h . Přešle co proto к uspořádání ostrovnímu, kde pojízdné - Í ; Í Í J O í strunkové vusy s t o j í na odstavných k o l e j í c h z c e l a ..ii;:.u Ы - v u í prubiižné k o l e j e . i c t o uíjpol-ádíní v. r ak n e z ů s t a l o bez v l i v u na v l a s t n í пососи k o n s t r u k c i . Vzhledem к tomu, že rovina souměrnosti hlavního подпело pstrcvJho rámu j e к průběžným kolejím a tody i ä rudnámu aostu natočena, bylo nutno n a t o č i t i h o r ­ ní část nosní konstrukce, do n í ž ú s t í skipový most, aby t a k bilt« osa zaváhaní kolmá na osu rudnCiio a o s t u . V öcüH v y r a š i l i t e n t o problém použitím kruhového n o s ­ níku s roury o velkém průměru. '.Tento nosník dovoluje n a t o ­ č i t horní č í s t konstrukce o libovolný ú h e l . Vzhledem к množství projektovaných i budovaných vysokých pecí v SUÚR j e t o t o řeSoní j i s t ě optimální. ^ro na£o pece JOÜÖ t e n t o prvek n e p ř e v z a l i a natáčíme horní část konstrukce p r o t i spodní t a k , 2e vhodní zkracu­ jeme délku rámových p ř í č l í horní čJo t i konstrukce. V pflJory-

гъ s e рак dost;.ne;.ie zer.sí rietočo:.iý čtverec vepsaný Jo čtverce vitoílio (půdorysný ř a s ^podiu'^ ráue;.;). Ä'oto uspořádání j e ovSea vhodná pousse pro jeJlsrí jed inj'- tíh e l n a t o č e n í . ..'Ало rodové с ostrovní ujpořáuáiií vysokopecníhc zdvo- _ au je j e u t ě ишаЛи uapor-'ddni ;5oloo&trovüi (Japo:;ó2:o), i t e ré L.á ovSen nevýhodu v r a t n á doprav;. Toto uspořdiáiií bylo sřejuu vynuceno u í s t n í u i poměry. P ř i avutiovúní objciaů pecí ue vuak p ř i ostrovníia uupoi á d á h í neúněrnd avttííují v z d á l e n o s t i hlavních dopravních ko­ l e j í & vahledeii к a a l ý a dhlůia výhybek n a r ů s t á také aúll-a ko­ l e j 1st 2 p ř i p a d á j í c í h o na jednu pecní jednotim. Výhled proto vypadá t a k , že se v budoucnu bude navrho­ vat meniíí počet pecí velkých objemu v řadovém uspořádání. Pokud t y t o pece budou aaváueny-skipovým výtahem odpadne u nich natočení horní u d a t i k o n s t r u k c e .

ZAVÁŽEJÍ VEtalna naSich vysokých pecí j e zaváněna Sikatfm a k i p o výii nostem z rudného mostu, k t e r ý j e budován p a r a l e l n ě s řadou pecních jednotek. iíejstorSí ekipové mosty byly plnostěnnó, měly s t r n ý Uhel výstupu a byly opřeny o příhradovou nosnou k o n s t r u k c i pece. První skipový most, navržený po v á l c e pro ITHICG, byl proveden jako nýtovaný uzavřený nost & Vierendeelovýai h l a v ­ ními nosníky. Pro dalSÍ pece, k t e r é se budovaly p o z d ě j i , byly n a v r ž e ­ ny otevřené svařovaná mosty s příhradovýai h l a v a í a l n o s n í ­ ky, •'•ento Syetán u náa p ř e v l á d á .

- 24 U pecí velkých objemů stále více vadí skutečnost, že skipová zaváženi je přeruěované. Tato nevýhoda se trochu kompenzovala navrhováním stále větších okovu» které dosáh­ ly až objemu 25 nr. DolSÍ zvětěování objemu již nemá smys­ lu a proto se přechází na pásové zavážení vysokých pecí, které je plynulá. Tento způsob zavážení má ovšem také své problémy, pro­ tože sklon pásů je poměrně malý a řídí se úhlem vnitřního tření toho materiálu, který má tento Uhel nejmenší. Pro vsjaku vysoké pece jsou rozhodující palety, pro které musí být navrhován sklon pásů max. 12 - 13°. Vzhledem ke značným výškám pecí to znamená budovat vel­ mi dlouhé dopravní mosty. Navrhují se zatím ve dvou alterna­ tivách. U obou je základním nosným prvkem roura velkého prů­ měru a dopravní' pás se umistuje bučí nahoře na rouře nebo uvnitř. Pro nosnou konstrukci pece znamená pásové zavážení z^enSoní zotíCení. Odpadá svislá i vodorovná reakce horních loiiisek Šikmého zavážacího výtahu a odpadají také rázy vy­ volané pohybem a překlápěním okovů. Místo tohoto zatížení nastupuje reakce dopravního mostu, která je podstatně menši. Vsázka u dosavadních peci jde do zásobníku na sazeb­ no, odtud přes rozdělovač do mezizvonového prostoru. Uzá­ věr pece tvoří dva zvony, jejichž funkcí je uzavřít vyso­ kou pec tak, aby mohla pracovat s přetlakem. U peci velliých objemů se zvětšoval přirozeně i průměr zvonových uzávěrů. Jejich přesné opracování bylo stále ob­ tížnější a navíc zvonové uzávěry velkých průměrů nemohly stoprocentně plnit svou funkci. Stačilo, aby spodní zvon byl nerovnoměrně ohřát, nebo aby se vlivem nerovnoměrného ohřevu trochu naklonila Šachta pece a zvon těsně nedosedl.

- 25 Znamenalo to ztrátu tlaku a porušení režimu pece. ř

roto byly zkonstruovány bezzvonové uzávěry, bezzvonové sazebny, které se montuji na pece velkých objemu. Za­ těžuji buď Šachtu pece nebo svislo plynovody. Zavedením bezzvonových uzávěrů odpadají rázy vyvolané pohybem vahadel zvonových uzávěrů, kterými byla dosud nosná konstrukce pece namáhána.

RUDHÍ MOST Rudné mosty se .u nás budovaly většinou z monolitického betonu a to i ve své bunkrové části. Praxe vSak ukázala, že toto uspořádání nebilo správné, protože se betonové stavby nedají rekonstruovat. Rudný most je zásobován železničními 3amovýsypnými vo­ zy. Zásobovací koleje probíhají na rudném mostě nad jedno­ tlivými zásobníky. •^rotože se vysokopecní provozy neustále modernizují a rekonstruují a protože se někde mění i jednotlivé komponen­ ty vsázky, je nutno také rekonstruovat rudné mosty a to zejtaéna v jejich zásobníkové části. Je proto nutné projek­ tovat a provádět zásobníkové čá3ti rudných mostů výlučně z oceli. Šikmé stěny zásobníku se podle staré tradice velmi často opatřují otěrovými plechy. Průzkumem velmi starých zásobníku jsue zjistili, že toto opatření je úplně zbytečné. Sypký materiál teče totiž středem nad výoypkou a teprve je­ ho zbytek při riplném vyprázdnění zásobníku klouže po Šik­ mých stěnách výsjpky. tento případ se během životnosti zá­ sobníku vyskytuje poměrně málo a áplně postačí respektovat ho tím, 2e se к vypočtené tlouötce plechu připočítá 2 mm na otěr.

- 26 -

QDLÉVÍHNY Ma počátku padesátých let se u každá pece budovalo odlévárna, která umožňovala lití surového železa do při­ stavených mísiču a strusky do struekových vosů. Každá oilóvárna aéla jeäte pískové licí pole, kde bylo možno v případu potřeby odlévat železo do pískových forem. S rostoucí kubaturou pecí se rausely řešit ргоЫеку odsunu surového železa do dvou, čtyřech i více přistave­ ných mísiču. Odsun strusky se řešil jejím granulováním přímo u pece. Z odléváren zmizelo pískové licí pole. Pece velkých výkonu si vSak vyžadují dva až čtyři od­ pichové otvory. Bylo proto nutno navrhnout u jedné pece dvě odlévárny a dva agregáty na /granulování struoky.l.iíbto dvou odléváren byla již v SSSE a Japonsku navržena odlé­ v á m e kruhová, která obklopuje vysokou pec po celám obvo­ dě. Při tomto uspořádání bylo nutno odsunout ohřívače větru a komín do větší vzdálenosti od pece a to aš za po­ délné zásobovací koleje. Vlastní konstrukce odlévárny je velmi jednoduchá. Sestává ze stupňovité železobetonové plošiny na ocelových nosnících, z konstrukce zastřeSení a z jeřábových drah pro pomocné jeřáby, určené к montáži a demontáži železových a struskových koryt. Spády ploSiny jsou provedeny z lehčené pemzy a opa­ třeny dlažbou. Plošina nese pevné a pohyblivé žlaby pro odsun surového železa a strusky. Celý prostor musí být dobře odvětrávén. Umožňuje to střecha s velkým spádem krytá hladkým plechem a opatřená soustavou větracích otvorů. Konstrukce pod pracovní ploSinou musí být chráněny proti účinkům sálavého tepla obezdením z ohnivzdorného materiálu.

- 27 -

OHŘÍVAČE VŽTHU Také ohřívače vetru se v průběhu let .ninily. Jejich průměr se zvětšil až na 5,0 m & výška na 40,0 m. >'eplota v kopuli ohřívače stoupla na 1300°C s výhledeia, že se ječ­ te dále zvětai na 1500°C. Teplota horkého vitru je nyní asi 1200°C a v blízké budoucnosti bude 1400°G. ZvětSení objemů ohřívačů větru a zvýšení teplot dělo za následek u nás i v zahraničí několik havárií, při nichž se kotevní Šrouby trhaly. Tento probléa se nám podařilo vyřešit na Hutním projek­ tu v Ostravě po havárii ohřívače č.63 u vysoko pece č.6 ve VŽKG. Ü tohoto ohřívače se trhaly jak kotevní Šrouby tak armované železobetonové konzoly kruhové desky základu. Zjistili jsme, že si doposud nikdo neuvědomil, že sí­ ly, které vznikají třením teplem roztažené vyzdívky o pan­ cíř, přecházejí až do základových kotevních šroubů. Doposud se toto tření, jehož teorie je známa ze sovět­ ské literatury [l], uvažovalo pouze při výpočtu plágtě. U kotevních Šroubů se předpokládalo, že tření kompenzuje hmotnost vyzdívky, působící opačným směrem. Те skutečnosti se zatížení vyzdívkou od účinku tření odečíst nemůže, proto­ že patní věnec ohřívače tyto síly není schopný zachytit. Problém jsme výřeSili nejdřív početně a potom jsme si výsledky výpočtu ověřili tenzometrickým měřením na oprave­ ném ohřívači č.63 ve Vítkovicích. Měření správnosti výpoč­ tů plně potvrdilo. Při řešení tohoto problému jsme v laboratoři Hutního projektu Ostrava zjistili také, že koeficienty tření mezi ohnivzdorným materiálem vyzdívky a plechem pancíře jsou v literatuře udávány příliš malé. Protože u tření záleží jen ne jakosti troucích se ploch, a ta je u ohnivzdorného ma­ teriálu proměnlivé, měli by výrobci udávat pro každý druh evého zboží experimentálně zjištěné velikosti koeficientu

- 28 -

tření. Na nich totiž závisí výpočty téměř vSech hutních nádob (pancíř pece, pláSt ohřívače větru, pláat mísiče apod.). 0 novodobé lehké konstrukce ohřívačů větru se opět zaslou­ žil Ostav aplikované mechaniky VŽKG při VAAZ v Brně a Hutni montáže v Ostravě. Pracovníci ústavu vypočetli a navrhli velmi tenký pláží pro ohřívač [5] a Hutní montáže vypracovaly montážní postup, při němž přicházejí jednotlivé luby ohřívače na montáž stoče­ né v rolích. Na montáži se role rozvinují do zvláštního pří­ pravku, ve kterém se svaří poslední svislý svar a který sta­ bilizuje kruhový profil lubu. V toato přípravku se součást zvedá na montovaný pldaí ohřívače a přivaří se к němu vodorov­ ný a svarem po celém obvodě. U nás zatím převládají ohřívače větru a vestavěnou spa­ lovací Šachtou. Šachta je v ohřívači excentricky umístěna a cele těleso ohřívače se tedy nerovnoměrně ohřívá. Tuto vadu oO.straňují ohřívače se samostatnou spalovací Šachtou. Vlastní ohřívače mají pak menši průměr a jsou vyhřívány rovnoměrně. Spalovací Šachta je postavena vclie ohřívače a je 6 ním opo­ jena v kopulích vyzděným potrubím. Toto potrubí má mimo svou h.\;.:vní funkci jeStě funkci kompenzátoru, protože obě těle3a se rfizne zahřívají a také tedy ruzně dilatuji. Ohřívače e oddělenou spalovací Šachtou mají pravděpo­ dobně budoucnost. U nás je v současné době v provozu již několil; takových ohřívačů.

POTRUBÍ HOHKÉHO VĚTRU Při provozu vysoké pece je v činnosti vždy pouze jeden ze tří až čtyř ohřívačů větru. Horký vítr o teplotě 1200 1300°C opouatí ohřívač a prochází vyzděným potrubím do kruho­ vého větrovodu a odtud výfučnami do pece.

- 29 -

Nejchoulostivější částí potrubí horkého vetru je jeho přímá sběrná část e odbočkami к jednotlivým ohříva­ čům. Je nerovnoměrně ohřívána vždy střídavě nejvíc u čin- ' ného ohřívače« Proto se sem vkládají vlnové kompenzátory, vetälnou po třech u každého coirperu. Jeden bývá v odbočce a dva v přímé části potrubí. Aby se nepřenášely sily z přetlaku v potrubí na opěr­ nou ocelovou konstrukci, přemostili jame vöechny kompenzá­ tory v přímé části potrubí táhlem sestávajícím ze čtyř pru­ tu kruhového prořezu z oceli vysoké pevnosti. Tak se do konstrukce dostává jen nepatrná část sil z tepelné dilatace. Toto řeSení není definitivní, protože řada autoru se staví proti tak velkému množství kompenzátora а hledá Ji­ né cesty řeSení. Kruhový větrovod je pružně zavěšen na rámových přís­ lích hlavní nosné konstrukce pece. Od něho vychází řada po obvodě pravidelně rozdělených výfučen. S rostoucí kuba­ turou pece roste také jejich počet.. Vadné výfuky je nutno okamžitě rychle vyměňovat. Pro­ to к nim musí být dobrý přístup a muel к nim vést spolehlivá dopravní cesta. Zatím ее tu montují pro ulehčení montá­ že pomocné kočky nebo jeřábky, budoucnost vsak patři asi vysokozdvižným vozíkům.

ZÍVĚH Ze stručného přehledu o vývoji jednotlivých částí vysokopecnlho provozu mažeme odhadnout jeho směr pro nej­ bližší budoucnost. Budou se tedy navrhovat velkoobjemové pece v řadovém

- 30 uspořádání. Jejich, chod, tepelný režim, zavážení i odpich budou automatizovány a řízeny i sledovány počítačem. Zavá­ zení bude pásové. Hlavní nosný rám bude čtyřboký patrový rám z o c e l i vy­ soké pevnosti, částečně demontovaný pro potřeby generálních oprav. Š i d í c í centrum a místnosti počítačů budou na plovoucích podlahách, zabezpečeny p r o t i přenosu jakýchkoliv dynamických vlivu. Při výstavbě ostatních č á s t í vysokopecního provozu se uplatní jednoduché svařované "konstrukce z o c e l í vysokých pev­ ností.

LITERATURA [l]

L.A.SOHOKIN: Rabota konstrukcij doměnných p ě č e j . ítetalurgizdat. Moskva 1>62

[2]

J.LÁNCOŠ:

Rozbor současného stavu statických výpočtu ocelových konstrukcí hutních nádob. Zpráva ústavu VZKG p ř i VAAZ

[3]

J.LÁNCOŠ:

Vysoká pec 1719 ш3 pro VSŽ Zpráva ústavu VŽKG p ř i VAAZ

[4]

J.LÁNCOŠ:

Svařovaný mísič 1300 t . Statické a experi­ mentální řeaeni

[5]

J.LÁNCOŠ:

Vylehčení plóStě ohřívače vzduchu pro vy­ soké pece VŽKG

/лот

USPOŘÁDÁNÍ

vrsoKÝcH

-ш ° o®o

®

PÍCÍ

-щ°®oo

T

9" =3b

Z VYSOKÁ P£C

i. STROJOVNA

2. OPICVÁRNA

S- PRASN1K

J. RI/PNY flOST

OBR. 1

1*1

OSTROVNÍ Ш9*АШ/

ШШСМ Pit/

f.)

ГГ30КЛ P£C

f)

STROJ0YNA

!•)

ОЛ£ГЛ/?НА

S)

р/гл/ы/к

S-)

Ш/VAČ

3)

RifäNy

ffíSr

OBR.

г

шис/ю

- 33

s

i

- 34 -

I 'IS 5o

1 1

35 III/* - 3 OCELOVÉ NOSNÉ KONSTRUKCE PECÍ A ZAŘÍZENÍ OCELÁREN V.PROKOP AbtfALDER VÍTKOVICE, ŽELEZÁRNY A STROJÍRNY KLEMENTA GOTTWALDA OSTRAVA

Ocelové konstrukce ocelářenskýeh a pecních zařízení za­ ujímají v celkovém objemu výroby ocelových konstrukcí zvlášt­ ní postavení* Je to dáno úzkou návazností na hutní technolo­ gii. To přináší řadu problému, které se u jiných typu ocelo­ vých konstrukcí nevyskytují. Rychlý rozvoj ocelárenských a pecních technologických procesu a snaha o zhospodárneni provozu hutních zařízení . klade současně velké nároky na návrh ocelové konstrukce. Ro­ stou velikosti výrobních jednotek od poloprovozních až к vý­ robním jednotkám největších obsahů. Některá zařízení jsou za provozu v pohybu, proto je třeba klást zvláštní duraz na vlastní váhu konstrukci. К obecným zatížením ocelových konstrukci přistupuje u ocelárenských a pecních zařízení je&tě zatížení tepelnými účinky, vlivy dilatace vyzdívky a dynamickými účinky za provozu. Nutno zdůraznit těžké provoz­ ní podmínky těchto zařízení vůbec, které nevylučují nahodi­ lost vzniku havarijních zatíženi ocelové konstrukce. VSechny tyto faktory musí míti na zřeteli projektant při návrhu ocelové konstrukce hutního zařízení. l&isí úzce spolupracovat e provozním technologem, tzr. využívat všech zkušeností z provozu ocelárenských a pecních agregátů. Při zpracovávání výrobní dokumentace nesmí se opomíjet výrobní možnosti závodu a ekonomičnost provedení.

- 36 -

Hlavní typy dodávaných CK pool u z a ř í z e n í oceláren

1 . OcelJřaké peco •jüvryi a sJJopnó Obsah o c e l i - do 400 t Huotnoat Ж - Jo 1000 t 'íyp OK - ráaovú

8 GO

2o Konvertory Obsah o c e l i - do 190 t Hnotnost OK - do 350 t Syp OK - ranová a skořepinová

3» Miaiče surového železa Obsah sur. železa - do 1 300 t. Hmotnost OK - do 300 t - skořepi­ Typ OK noví a ranová

4 . Po.lazdné nytaiče Obsah s u r . železa - do 500 t Hmotnost OK - do 75 t íyp OK - skořepinová saaonosná

0 ]

i№ _J J_l lili • I t l l f f l • ^

1

37500

'

4V

K

- 37

/,800 5 . L i c í uánve Otsah tc Huti oooli - ;.';. .-.'70 t Hmotnost OiC - Jo 40 t - s t o ř e pir:ov:á ?y? OK oaacnosr.á

6. Sázecí žlaby Obsah ärotu HEiOtnoat OK Typ OK

do 30 ar

do 20 t rasová a skořepinoví*

7 . Narážecí ueoe Výkon peco - do 150 t/hod Huotnost OK - do 250 t •íyp OK - rár.ová

8 . Hlubinní' росе pro ohřev i n ^ c t o - vsázím do 150 t 9 . Vodové pece kouořovo do n o s n o s t i vozu 600 t 10. Karuselová pece pro ohřev socaorii vr.Sjöiho príUwr do 30 m 1 1 . Krokové pece pro válcovny t r u b 1 2 . Kovové гакирсгг-Story různých typii 1 3 . Potrubní řády pro hutní provosy

38 -

Při návrhu nutno vycházet z obecných zásad navrhová­ ní s přihlédnutím Ice specifickým podoínkám provozu jedno­ tlivých zařízení. ZATÍŽENÍ OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ Ocelové konstrukce ocelérenskýeh a pecních zařízení jsou zatížen; vlaetní tíhou a tíhou vyzdívky, tíhou teku­ té vsázky nebo ohřívaných součástí, tepelnými a dynamický­ mi účinky. Jde vetSinou o zatížení periodické, proměnné velikosti podle typu zařízení. Zatížení vlastní tíhou a tíhou vyzdívky je obdobného charakteru jako u běžných ocelových konstrukcí. Potíže způ­ sobuje Jen plynulá změna zátěžovacích stavu při klopení, otáčení neb obecném pohybu zařízení. Nahodilé zatížení konstrukce je způsobeno tíhou ohří­ vaných součásti nebo hydrostatickým tlakem tekuté vsázky. Opět nutno počítat a klopením a otáčením, tj. • proměnným zatížením v závislosti na úhlu naklopeni nebo pootočeni. Tepelné účinky představuji u ocelárenských a pee nich zařízení velmi důležitý zatěžovaci stav. Jde tu Jednak o vliv oteplení vlaetní ocelové konstrukt-a, jednak o vliv tepelné dilatace vyzdívky. U nových zařízení neznáme prů­ běhy teplot v ocelové konstrukci ani vliv tepelné dilata­ ce vyzdívky a musíme potřebné údaje na základe zkušeností odhadnout. Dynamické zatížení pecních ocelových konstrukcí je dáno rozběhem a doběhem zařízeni při klopení, účinky sá­ zení tekuté vsázky a ěrotu a osazováním ohřívacích peci ingoty a výkovky. Zatížení od sázeni nelze průkazně sta­ novit výpočtem a možno je získat jen provozním měřením.

- 39 -

Při návrhu nutno toto zatížení opět stanovit na základe zkušeností. VLIV TEPELHÍCH OČINKO NA OCELOTS KONSTRUKCE Působením tepelných účinků se konstrukce deformuje a vznikají tepelná pnutí, ^ato skutečnost ovlivňuje návrh tepelně zatížených ocelových konstrukcí. Jelikož j i ž rozdíl teplot 50°C způsobuje značné napě­ t í v konstrukci, j e nejvýhodnější navrhnout, podle možno­ s t i , konstrukci co nejpoddanější, se šroubovými apoji, případně nýtovanou, aby s e tepelné účinky mohly projevit v přípustné deformaci při nejmenším tepelném pnutí. Platí tady také zásada, že j e výhodnější p ř i p u s t i t vyaáí rovno­ měrnou t e p l o t u konstrukce, než nižSf průměrnou teplotu s vySSiml tepelnými r o z d í l y , jak patrno z uvedených náčrtků.

лытс

At=2CTC

t»= 100T

tt=180'C

ш=шс

Mř-=W0.

U =200*C Q

zzi_

tttt!

U =200*C

Q

Z toho plynou doporučení pro návrh prvků pro konstruk­ ce zatížené tepelnými účinky, jak patrno z níže uvedených přikladu (a - nedoporučené provedeni, b - doporučené prove­ dení).

40-

Je vhodné navrhovat nosníky co nejnižSí, co nejmenší rozdíl tloušťky stěn mezi pásnici a stojinou (staré válco­ vané pruřezy jsou tedy výhodnější), průřezy bez náhlých zaěn a přechodu, vyztužené steny plochými nízkými výztu­ hami. Provedení svaru pokud možno na plný průřez, e oblý­ mi přechody, koutové svary jen pro méně nosné části kon­ strukce. Vidíme ovšem, že všechna doporučená provedeni jsou staticky, váhově a často i výrobně nevýhodná. Pro případ přímého sálání tepla je vhodné chránit oce­ lové konstrukce ochrannými stěnami. Tepelné účinky vlivem dilatace vyzdívky závisí na dru­ hu materiálu vyzdívky a jeho mechanických vlastnostech za tepla a na vlastním provedení vyzdívky, dilatačních spar a zásypu. U některých zařízeni tyto účinky způsobuji hlav­ ní podíl namáhání ocelové konstrukce. Vlivem nárazového tepelného zatěžování konstrukcí se vlivy tepelných účinku na konstrukci zvětšují. Čaaový ná­ růst teploty nesmí ovSem' překročit dovolené meze jak u ocelové konstrukce, tak u vyzdívky.

- a MATERIAL CCELOVÍCH KONSTRUKCÍ Fro stavbu ocelových konstrukcí pecních a ocelárenakýeh zařízení volíme zpravidla nejdostupnější materiá­ ly 11375, 11483, U 5 2 3 , případně materiály pro vySSÍ teploty 11416, 11418. Jen u zařízení, která si to vyža­ duji, volíme materiály žárupevné neb žáruvzdorná. Vidíme tedy, že návrh ocelových konstrukcí ocelárenských a pecních zařízeni je spojen s řadou problémů. Dů­ ležité je správně stanovit charakter zatížení konstrukce. Při návrhu vycházíme zpravidla ze zjednodušených - náhrad­ ních zatěžovacích schémat. lide je to jen možná, využívá­ me pro statický výpočet programů pro samočinné počítače. Zótěžné údaje si ověřujeme tensometrickým a teplotním mě­ řením v provoze. Při návrhu ocelových konstrukcí spolupra­ cujeme úzce s Ústavem aplikované mechaniky VŽKG v Brně a s Vysokou Školou bánskou v Ostravě. Každý návrh konzultu­ jeme také s provozními technology, abychom zodpovědně po­ soudili oprávněnost projekčních předpokladu, volby materiáli i způsobu hodnocení výsledné únosnosti konstrukce. Původní nádoba mísiče byla nýtovaná. Víka byla snýto­ vaná z několika dílů. Rovněž nálevka a výlevka byly přiný­ továny. Odvalovací dráhy na nosném kruhu a stojanu byly provedeny s krycími pásnicemi přišroubovanými lícovanými Šrouby. Krycí pásnice byly oboustranně opracované. Nové řešení je v oelosvarovaném provedení* Svařovaná víka jsou připojena Šrouby. Hrdlo nálevky a výlevky je к nádobě rovněž přivařeno. Nosné kruhy i stojany byly pro­ vedeny jednodušeji a bez krycích páaníc. Novým řeSením oce­ lové konstrukce míeiče surového železa o obsahu 1300 tun bylo například uSetřeno 60 t válcovaného materiálu a mimo to bylo snížením pracnosti dosaženo finančních úspor i50 000 Kčs.

- 42 -

Příklad faStní поте konstrukce mlaica aurcyého železa

ŘEZ Л-A Д. гггриПи

A"

DETAIL В

PŮVODNÍ PROVEDEN

NOVÉ PROVEDENI

DETAIL С PŮVODNÍ PROVEDENI

NOVÉ PROVEDENI

43 Obdobné rozbory bychom mohli provést 1 u jiných typu pecních a ocelárenských konstrukcí. Muttíoe si ovSem uvě­ domit, že OK tvoří jen jednu část, i když podstatnou , technologického zařízení. CalSÍ části tvoří tepelná tech­ nika a strojní zařízení. Modernizace a inovace technolo­ gických zařízení vyžaduje Stálý rozvoj všech uvedených oblastí.

- 44 III/4 -

4

ZABEZPEČENÍ DOPRAVY MIMOŘÁDNÝCH DÍLCO DOPRAVY HUTNÍCH A TECHNOLOGICKÝCH ZAfiíZSNÍ I.WASGaSTIAN l/STAV APLIKOVANÉ MECHANIKY VŽKG PŘI VOJENSKÉ* AKADEMII ANTONÍNA ZA'FOTCCKE'HO BRNO

Výroba hutních a technologických zařízení má již v řadě našich závodů mnohaletou tradici. Se zaváděním vý­ roby těchto zařízení byla spojena nutnost vyřeěit mnoho konstrukčních a technologických problémů. Jednou z nezbyt­ ných etap technologického procesu je přemístění jednotli­ vých částí zařízení nebo konstrukce z výrobního závodu do místa montáže, případně budoucího provozu zařízení. Ve značné větaině případu je možno konstrukci rozdělit natolik, že jednotlivé části je možno vzhledem к jejich rozměrům а hmotnosti přepracovat běžně dostupnými doprav­ ními prostředky. Nároky na výkon a dalSÍ parametry nových technologic­ kých zařízení neustále rostou. S tím je nezbytně spojen i růst celkových rozměrů nových zařízení a pochopitelně ros­ tou také jak rozměry tak i hmotnost jednotlivých částí těchto zařízení, kde dalSí dělení nejmenSích dílců již možné není, af už z důvodů pevnostních, nebo případně vzhledem к požadované jejich tuhosti. V některých přípa­ dech se tak stává otázka přemístění rozměrných a těžkých částí zcela samostatným problémem, který vyžaduje projekč­ ní a konstrukční zpracování a výrobu buä celého přepravního zařízení nebo alespoň pomocných elementů, které přenesou hmotnost přepravovaného objektu na stávající podvozky. Vzhledem к okolnosti, že takto vzniklá "soustava" - pře­ pravovaný objekt - nosná elementy - podvozky *- je po do­ bu, kdy je v pohybu, vystavena obvykle dynamickým účinkům,

- 45 -

nelze se vyhnout náležitému rozboru jak z hlediska static­ kého, tak i s přihlédnutím к možnosti vzniku únavového lo­ mu. Na druhé straně, okolnost, že převážná většina výrobku je přepravována běžnými prostředky, kde tedy tato část výrob­ ního procesu nevyžaduje technické řešení a je prakticky otáz­ kou organizační, vzniká nebezpečí, 2e i v případě technicky náročných přesunu nebude otázka pevnostního posouzení transportovaného celku doceněna, což muže vést к vzniku havarij­ ních situací, případně přímo к haváriím během přesunu. lístav aplikované mechaniky VŽKG byl účastníkem několi­ ka neobvyklých přesunu těžkých a rozměrných nákladů a na příkladě tří z nich bude ukázáno, jak byly tyto přesuny za­ bezpečeny po stránce pevnostní. V roce 1&05 dodávaly VŽKG pro válcovnu VSŽ v Koáicích válcovací stolici "slabing". «Jednou z hlavních částí této stolice byly stojany - ocelolitinové odlitky tvaru uzavřeného rámu, každý o hmotnosti 13; t. Vzhledem к daným přepravním možnostem na trase Ostrava - Košice bylo rozhodnuto stojany přepravit po železnici. 5 ohledem na značnou hmotnost sto­ janu a povolené nápravové tlaky na železničním svršku byly pro přepravu použity dva podvozky ingotového vozu, každý o osmi nápravách. Aby bylo možno hmotnost stojanu přenést na tyto podvozky, byly ke stojanu přišroubovány dvě konzoly, zvláSí pro tento účel vyrobené. Celkové uspořádání je patrno •ze schematického náčrtku (obr.č.l).

22 000 •

OBR.č.l

46 V původním pevnostním posouzení byla pouze provedena kontrola konzol na ohyb a bylo stanoveno potřebné předpětí šroubů, která spojovaly konzoly s vlastním stojanem. Dopo­ ručená rychlost přepravy byla stanovena na základe konzul­ tace s odborníky ČSD na 15 - 35 km/hod. U našeho ústavu bylo vyžádáno měření sil ve šroubech při.jejich utahování. u ěhem tohoto měření jsme upozornili na pravděpodobnost dynamického zatížení během přesunu a do­ poručili zpracování dynamického posudku a provedení static­ ké zatěžovací zkoušky. Maše připomínky byly akceptovány a byli jsme pověřeni jejich realizací. Při statické zatěžovací zkoušce, kdy zatížení bylo vy­ vozeno vlastní hmotností stojanu a konzol, bylo prokázá­ no tenzometrickým měřením, že dimenzování šroubů a konzol v místech bez koncentrace napětí je dostačující. V místě zlo­ mu pásnic konzoly bylo však naměřeno napětí přesahující mei kluzu použitého materiálu а po odlehčení byly v těchto místech zjištěny plastické deformace. Bylo proto nutno na­ vrhnout vyztužení těchto míst a po provedené opravě byla statická zatěžovací zkouška opakována. Po této druhé zkoušce bylo možno konstatovat, že všechna změřoná napětí jsou již v dovolených mezích. Z hlediska dynamického tvořil stojan s přišroubovanými konzolami a železničními podvozky složitou mechanickou sou­ stavu schopnou vlastního kmitání. Bylo nutno předpokládat, že vlivem přejezdů dilatačních spár a dále vlivem bočních nárazu nákolků dojde к vynucenému kmitání soustavy, při čemž s ohledem na charakter spojení členů této soustavy bu­ de kmitání nelineární. Aby bylo možno celou soustavu v poměrně krátké době početně posoudit, bylo rozhodnuto provést výpočet s řadou zjednodušení, kde celá soustav« byla nahrazena rovinným dy­ namickým modelem se čtyřmi stupni volnosti, s lineárními

- 47 -

charakteristikami pružných a tlumících členů. Za těchto před­ pokladu byl proveden výpočet vlastních frekvencí soustavy a na jeho základě byly stanoveny oblasti rezonance, kde závěrem jako nejvhodnější byly stanoveny rozsahy přepravní rychlosti 24 až 31 a 48 až 54 km/hod. Protože výpočet neřešil problém vynuceného kmitání sou­ stavy, bylo jako doplněk výpočtu provedeno modelové měření. Model stojanu s konzolami byl vyroben z organického skla a byl uložen na modely podvozku, které byly vyrobeny z oceli. Dynamické účinky přejezdu styku kolejnic byly modelovány za pomoci rotujících kotoučů, opatřených po obvodě drážkami.Výsledkem modelového moření bylo stanovení kritických pojezdo­ vých rychlostí, které byly 16 a 25 km/hod. S ohledem na zjištěné skutečnosti, tj. poměrně vysoké namáhání konzol a pravděpodobnost vzniku vynuceného kmitání právě v oboru doporučení přepravní rychlosti bylo provedeno měření během celé přepravy z Ostravy do KoSic. Předmětem mě­ ření bylo jednak měření namáhání v exponovaných místech kon­ zol a jednak měření výchylek a zrychlení stojanu. Měřené hod­ noty byly průběžně registrovány na přímých zapisovačích a hodnoty z nejvíce namáhaného místa konzoly byly současně za­ znamenávány lirovňovým čitačem. Měření při vlastním přesunu potvrdilo, že к největšímu rozkmitání ve svislé rovině dochá­ zelo jednak při rychlosti kolem 16 km/hod. a jednak při rych­ losti 35 km/hod. S rychlostí rostoucí nad 60 km/hod. docháze­ lo ke znatelnému útlumu kmitání ve svislé rovině, ale obje­ vovalo se zřetelné kmitání ve vodorovné rovině buzené boční­ mi rázy nákolků. Rychlost přepravy, která byla řízena ъ mě­ řícího pracoviště, byla proto udržována v rozsahu 60 až 70 km/hod. Tímto opatřením bylo dosaženo zcela bezpečné přepra­ vy při zkrácení potřebné doby z původních osmi dní na nece­ lé dva dny.

Následným rozborem bylo pak prokázáno, že bez provede­ ných liprav na konzolách a za předpokladu přepravní rychlosti

-4835 km/hod. by bylo došlo к lomu konzoly po asi 3-8 hodi­ nách jízdy. -~^_ К dalšímu transportu byl ústav přizván až když již doSlo к havárii. V tomto případě Slo opět o převoz stoja­ nu válcovací stolice určené tentokrát pro válcovnu v SSSR, při čemž hmotnost tohoto stojanu byla 320 t. Do SSSR byla celá zakázka přepravována po vodě z Bratislavy, která byla nejbližSím vhodným přístavem. Přepravu z ^stravy do Brati­ slavy bylo rozhodnuto provést po silnici a dr.olu se ujal ostravský závod ČSAD, který pro tyto účely zakoupil podvalník o nosnosti 500 tip od firmy Scheuerle z NSR. Ihned po dodání podvalníku byly provedeny pouze jízdní zkoušky bez zátěže a potom byl stojan naložen a bylo zapo­ čato s transportem. Po asi 30 km jízdy doSlo však к lomu hlavního páteřového nosníku jednoho z podvozku podvalaíku (řez nosníkem v místě lomu je uveden na obr.č.2).

480 у / ',' /

•

.

; > ',' •

•

•

,

'

-

35

у

о

.

35

• ' /

320 0BR.Č.2 Krátce po této události požádal výrobce podvalníku ifstav aplikované mechaniky (IÍAM) o posouzení této havárie. К lomu doSlo u tažené pásnice nosníku v místě náhlé změny jak tlouötky tak i Šířky této pásnice, tedy v místě, kte­ ré je možno považovat za značný vrub. Při hrubém statickém

- 49 -

posouzení toh co místa bylo zjištěno, že bez uvažování dy­ namického zatížení napětí dosahuje meze kluzu použitého ma­ teriálu, při čemž byla měřením v okolí lomu zjištěna ještě vysoká úroveň zbytkových pnutí, která vznikla zřejmě při svařování nosníku. Při opravě poškozeného nosníku nebylo možno, vzhledem к omezenému prostoru, tento zesílit, takže byl vytvořen pouze pozvolnější přechod průřezu pásnic tak, aby vzniklá koncentrace napětí byla co nejmenší. V dalším pak bylo nutné omezit dynamické účinky při jízdě na mini­ mum. Protože v transportu bylo nutno pokračovat co nejdří­ ve, nebylo možno provést předběžný teoretický rozbor z hle­ diska dynamických účinku a byly tedy stanoveny nejvhodněj­ ší transportní rychlosti při přefjezdu různých povrchů pří­ mým měřením podvalníku během jízdy. Měřeny byly opět výchyl­ ky a zrychlení jak přepravovaného stojanu, tak i obou podvoz­ ků podlavníku. Současně bylo průběžně měřeno namáhání expo­ novaných míst podvozků, při čemž namáhání v místě předešlé­ ho lomu bylo vyhodnocováno úrovňovým čitačem. ''«ěřící aparatura byla umístěna přímo v tažném vozidle, což umožnilo přímý styk s řidičem, který udržoval rychlost soupravy tak, aby za daných podmínek byly dynamické účin­ ky co nejmenší. Dynamické účinky vyjádřené dynamickým sou­ činitelem se tak podařilo snížit natolik, že během celého transportu nebyla překročena hodnota dynamického součinite­ le 1,1, při čemž při jízdě rychlostí blízké rezonanci sou­ stavy dosahoval tento součinitel hodnoty až 1,45. **ri tak­ to "řízené" jízdě byly uskutečněny tři transporty na tra­ se Ostrava - Bratislava, aniž byly shledány trhliny v namá­ haných místech podvozků. Třetí přesun, který bude popsán do jisté míry vyboču­ je z řady dosud provedených transportu. С jím přesun go­ tického kostela v Mostě. 0 tomto přesunu bylo již publiko­ váno mnoho, zde bude opět ukázáno, jak byl tento přesun za­ bezpečen s ohledem na pevnost jak vlastního přesunovaného

50 -

objektu, tak i na únosnost jednotlivých nosných elementu. Celý objekt byl prostřednictvím výztužného železobe­ tonového prstence a prostorové ocelové konstrukce uložen na 5? transportních vozech. (Schematický řez objektem je uveden ла obr.2.3).

—\ái—iáj

LAJ—\ks

OBR.6.3 /Na každém voze byl umístěn hydraulický zvedák, který irapulzy ke změně výšky dostával od nivelaaního systému, tfkolem tohoto systému bylo udržet původní rovinu spodní Sásti oce­ lová konstrukce v tolerancích + 1 mm. Mimo tohoto přímého regulačního systému byl při přesunu použit kontrolní systém, který sledoval jak stav vlastního přesouvaného objektu, tak i zatížení ocelové konstrukce a transportních vozů. Instalaci a vlestní provoz tohoto kontrolního systému zajiSíoval íÍAM.

- 51 Jak již bylo uvedeno, celý objekt včetně ocelové konstruk­ ce spočíval na 53 vozech. Každý z vozů byl vybaven dynamometrem s odporovými tenzometry s rozsahem 5 MN» čímž byla umožněna trva­ lá kontrola zatížení jednotlivých vozů. Věech 53 dynamometru by­ lo zapojeno na automatickou ústřednu s výstupem na tiskárnu, ifstředna byla mimo toho vybavena úrovňovým Spinačem, který signalizo­ val překročení dovolených mezí jednotlivých reakcí. Odečítání hodnot reakcí bylo prováděno bčhem celého přesunu v pravidel­ ných časových intervalech, případně při různých neočekávaných situacích podle potřeby statiku, kteří řídili přesun. Další částí kontrolního systému bylo měření trakční síly. lato byle vyvozována prostřednictvím osmi hydraulických válců, z nichž čtyři byly na straně tlačné, tj. vyvozovaly sílu ve smě­ ru pohybu, a čtyři na straně brzdící, vyvozovaly sílu opačného smyslu. Toto uspořádání bylo nutné proto, že celý přesun se usV'i tečnil na dráze se sklonem 12,3 % a nebylo tedy předem možno jed­ noznačně konstatovat, zda celek bude tlačen nebo bržděn. Měření trakčních sil bylo realizováno tak, že odporové ten­ zometry byly nalepeny přímo na pístnice trakčních válců a ve vý­ robním závodě bylo před započetím přesunu provedeno jeji ocejcho­ váni. Jednotlivé pístnice byly pak během přesunu zapojena na tenzometrické můstky a signál byl trvale registrován na dvou přímých zapisovačích. Jak ukázalo měření trakčních sil, byl objekt po celou dobu bržděn silou, která se pohybovala v mezích 0 , 5 - 1 MW. ^ ř e n í reakcí a trakčních sil bylo doplněno jeětě měřením vodorovných reakcí, které byly přenáěeny z ocelové konstrukce na vozy pružnými spřáhly. Toto měření bylo opět provedeno ten­ zometry, které byly nalepeny na pístnici spráhla. Velikost reak­ ce byla pak vyhodnocována Jstřednou, která měřila svislé reak­ ce jednotlivých vozů.

- 52 Z hlediska bezpečnosti přesunu bylo důležité znát skuteč­ né zatížení nosné ocelové konstrukce. Za tímto účelem byly na jednotlivé prvky v místech maximálních namáhání nalepeny od­ porové tenzometry. Celkem bylo takto osazeno 320 měřených míst. Všechna tato místa byla zapojena na měřící ústřednu, která mě­ la opět výstup zapojen na tiskárnu. Bylo tak umožněno porovnat namáhání vzniklé po naložení objektu s předpoklady výpočtu a dále pak během celého přesunu kontrolovat případné odchylky od původních hodnot. Velmi důležitá byla rovněž kontrola stavu vlastního pře­ souvaného objektu. Původně bylo předpokládáno, že vznik pří­ padných trhlin ve zdivu bude kontrolován nátěrem jednotlivých částí stavby vodivým lakem, kde při vzniku trhliny dojde к přerušení elektrického kruhu. Tato metoda se však při experi­ mentech, které předcházely vlastnímu přesunu, ukázala jako ne­ vhodná, protože indikovala vznik zcela nepatrných trhlinek v omítce, které vznikaly již při mírném zachvění se objektu. Vzhledem к těmto skutečnostem bylo provedeno sledování stavu kleneb a zdiva induktivními snímači posuvu. 85 těchto snímačů bylo osazeno do nejohroženějších míst objektu a bylo zapoje­ no, podobně jako dynamometry ve vozech, na měřící ústřednu, opatřenou úrovňovým spínačem, který signalizoval překročení povolených deformací. Registrace jednotlivých měřených míst byla opět provedena tiskárnou. Většina sledovaných míst vykazovala deformace, které odpovídaly teplotním dilatacím objektu. ?ouze v místech,kde byly snímače umístěny přes již dříve vzniklé trhliny, byly naměřeny jisté dalěl deformace, při čemž ale maximální namě­ řená odchylka byla 0,6 mm. V místech, kde byla klenba vyztužena betonovými žebry, bylo měření induktivními siímači doplněno jeětě měřením po­ měrných duformací těchto Zeber. Pro toto měření bylo použito specielních snímačů s odporovými tenzometry, které byly do betonových žeber zality. Tyto snímače byly zapojeny na tutéž ústřednu, jako tenzometry umístěné na ocelové konstrukci.

53 Od samého počátlcu historie přesunu byla předmětem řa­ dy diskusí otázka dynamických účinku pojezdu. Aby byla bez­ pečnost přesunu zajiětěna i v tomto směru, bylo jak na vo­ zy, tak zejména na klenbu objektu umístěno 21 akcelerometrů, které měřily zrychlení ve väech třech osách. Signál včech akcelerometru byl podle potřeby registrován na smyčkovém UV oscilografu. Mimo to bylo zrychlení, měřené vybranými akcelerometry, trvale zaznamenáváno na Seatistopem měřícím mag­ netofonu, kde záznam byl současně kontrolován na monitoru. Zrychlení, které bylo měřeno během ustáleného přesunu, bylo prakticky na hranici mSřitelnosti a nepřesahovalo pod­ statně hodnoty naměřené na objektu v klidu (zřejmě vyvola­ né okolním provozem). VyěSí hodnoty zrychlení byly naměřeny pouze při překotvovánl trakčních válců nebo při různých na­ hodilých vybuzeníoh objektu, ovžem v žádném případě zrychlení nevybočilo z rozsahu jednotek cm s , což bylo dosta­ tečně hluboko pod zrychlením přípustným pro tento typ staveb, které je uváděno hodnotou 100 cm s . Jako doplňkové měření bylo prováděno měření ujeté drá­ hy a pojezdové rychlosti a dále měření rychlosti a směru větru. Jako zajímavost lze závěrem uvést, že bylo celkem sledo­ váno přes 500 hodnot, při čemž řada tenzometrů a induktiv­ ních snímačů byla sledována déle než dva roky a vSechny zde uvedené přístroje byly během přesunu nepřetržitě v provozu po dobu 1400 hodin. Na uvedených příkladech byla dokumentována zejména skutečnost, že i tak náročné akce, jak byl například pře­ sun kostela v Mostě, lze při dobré spolupráci s teoretický­ mi pracovníky a za využití dneění měřící techniky provéat zcela bezpečně.

- 54 III/4 - 5 NĚKTERÉ PEVN05THÍ PHOBLÍia HUTWÍCII PLECHOVÝCH KONSTRUKCÍ J.iJÍKCOŠ ÚSTAV APUTOVANÉ ÄiECltANIEt VŽKu РЙ1 VOJEIISIÍÉ AKADEMII AHTONÍHA SÁPOTOCICÉHO, BRNO V naaem článku oáae na mysli hlavně ty hutni a g r e g á t y , k t e r á jsou tenkými plechovýai konstrukcemi, obyčejně t v a r u r o t a č n í symetrické 3':ořepiny a z v n i t ř k u n e j č a s t ě j i vyzděné žáruvzdornou vyzdívkou. Konkrétně sem p a t ř i v l a s t n í vysoké p e ­ c e , ohřívače v t t r u , praoníky, nádoby p l y n o č i s t í r n y , n a v o z u j í ­ c í potrubní rozvody, mísiče s t a b i l n í o pojízdné, konvertory, l i c í pánve a t d . Tyto hutní nádoby, p r a c u j í v značně s l o ž i t ý c h provozních poJuínkách, Ы е jsou zatěžovány vnějSími e i l a n i různého charak­ t e r u , v l a s t n í t í h o u , vnitřním provozním přetlakem, nestejnoměrnýn ohřevem, tlakem tepelně deformované vyzdívky a t d . V d ů s l e d ­ ku s t á l e se z v y š u j í c í i n t e n z i f i k a c e hutního výrobního procesu v pri'blhu posledních í:0 l e t s e z a t ě ž u j í c í parametry t r v a l e zvy3uji a tím ce také znační zvyšuje poruchovost ( s n i ž u j e ž i v o t ­ nost) s častým výskytem h a v á r i i . Hlavní p ř í č i n o u toho j e , že j a k konstrukce, t a k výroba i montáž nemají к d i s p o z i c i žádné konstrukčnS-výpočtové nebo výrobné-montéžni normativy, udáva­ j í c í jednoznačnou z á v i s l o s t dimenzí a provedení konstrukce na zvýoených provozních parametrech. Jako p ř í k l a d uvádíme zvýšení pracovního t l a k u vysokých p e c í na trojnásobek od 2.světové v á l ­ ky prakticky p ř i zachováni základních dimenzí konstrukce. J i ž v y u ž i t í s t á v a j í c í výpočtové normy tlakových nádob chemického prduyslu (Č&N 09 0010) by zdo značn« z l e p S i l o s i t u a c i . Žel, к tomu nedošlo, protože jde o norou z jiného oboru. Aby se t e n t o nežádoucí stav z m í n i l , v minulém r o c e se z a ­ č a l y v našem tíetavu práce na výpočtové nořme hutních nádob. Pro

- 55 -

tento náročný úkol ша datav předpoklady, protože v uplynulých 15 létech byl jediným, který prováděl pevnostní výpočty hutních aarejátů - viz například lit. [3] až [6]. Pevnostní i stabilní problémy řešené touto novou normou jsou v značné části shodné s problémy v normě chemických tlako­ vých nádob. Rozdíl je v celkovém přístupu к hodnocení pevnosti hutních nádob, protože v hutní noriaě je použitá kategorizace namá­ hání, využívající teorie přizpůsobení (shake-down). Navíc je zde zaveden výpočet na Únavu (životnost), hodnocení odolnosti vůči , křehkému porušení, výpočet namáhání od teplotní deformace vyzí dívky a návrh dilatačních spár tak, aby se dosáhlo zvoleného přídavku namáhání pláštt. nebo závěrného tlaku vyzdívky. Norma je rozdělena na návrhovou část, podle které konstruktér navrhne základní rozměry (tlouštky) konstrukce a na kontrolní část,púuxa která výpočtář zkontroluje kritická místa přesnějším výpočtem vzhledem к stanoveným kriteriím poruaení. Kromě toho zde bude rozsáhlá přílohová část, kde budou doporučené způsoby výpočtu vyskytujících se styků a detailů na různé druhy zatížení. Zpracování normy v ústavu časově předcházelo řeSení řady výzkumných úkolů, dotýkajících эе pevnostních problému hutních a^rc^átu viz lit. [8] ož[ll]. Z těchto uvádíme některé speci­ fické problémy.

::AIÁIÚIÚ PLÁŠIO HUTNÍCH AJHEGJÍTO OD TEPLOTNÍ DEFORIÄCE

Vizjbna[iö}

U všech vyzděných hutních nádob, z nichž absolutní většins ша rotačně symetricl^ tvar, se vyzdívka v pracovním procesu vy­ hřívá na vysokou teplotu s teplotním spádem, směrem к venkovní­ mu ocelovému plášti. Teplotou se značně roztahuje v obvodovém i podélném omčru a tlačí přes vnější dilatačně-izolační vrstvu na pláli nádoby, který má nižší teplotní nárŮ3t. Když jsou dilatač­ ní prvky vyzdívky nedostatečné, dochází vlivem vysokých tlaků ve vyzdívce buä к jejímu drcení nebo к deforoacím a poškozením ocelového pláště. Při předimenzovaných dilatačních prvcích je vyzdívka volná bez závěrných tlaků, čímž dochází к vypadávání vyzdívky a následnému lokálnímu vysokému ohřevu pláutč. Oba ty­ to o.ttr'uy juru pro provozu-ochopnoot, bezpečnost a životnost

- 56 -

h u t n í c h agregátu n e p ř i j a t e l n á , protože znamenají h a v a r i j n í s t a v y , p ř i kterých dochází к vysokým ekonomickým ztrátám jak na vlastním z a ř í z e n í , t a k hlavně výpadkem ve výrobě (řádově vyuSÍ). Z uvedeného vyplývá d ů l e ž i t o s t optimálního návrhu d i l a t a č n í c h prvků vyzdívky i celého posouzení n a p j a t o s t i s t a ­ t i c k y n e u r č i t é soustavy vyzdívko - d i l a t a č n í prvky - ocelový p l á S t nádoby. tíetodika tohoto výpočtu se na пакет ústavu v y v í j e l a za chodu p ř i řeííení konkrétních hutních agregátů od č i s t ě a n a l y ­ t i c k é h o , značně zjednodušeného řeSení к Číselné metodě za po­ u ž i t í p o č í t a č e s uvažováním experimentálně z j i š t ě n ý c h p a r a ­ metrů vyzdívky i d i l . v r s t e v na t e p l o t u a na t l e k u - v i z l i t . [ i d ] . V poslední v o r z i používá L.etoda t ě c h t o předpokladu: a. b. c. d.

ohřev stüny j e j i ž v s t a c i o n á r n í f á z i ; vyzdívka přenáSí pouze t l a k a j e j í Poiasonovo č í s l o u =0; pl:V.t nádoby j e v neabránovém stavu; i: posuvu vyzdívky vůči p l á ň t i dochází na vnitřním povrchu -J áfstS p ř i s o u č i n i t e l i t ř e n í .

i«'a o b r . č . l jo základní schema příčného a podélného řezu scCnou hutní nádoby s vyznačením v n i t ř n í c h s i l i n a p č t í a d á ­ l e -jrai'icke pr-ibuhy t e p l o t y , modulu p r u ž n o s t i , t e p l o t n í d e f o r т.г.се i vypočteného n a p ě t í ve vyzdívce v obvodovém i podélném amlru. Dále jsou zde uvedeny základní d i f . a s t a t i c k é podmínky. Vzhledem к tonu, že p ř i integrování s t a t i c k ý c h podmínek njji-ou předen známy meze (rozsah t l a č e n é o b l a s t i ) к řeSení by­ l a použita metoda postupného p ř i b l i ž o v á n í . Použité výsledky jcou z konkrétního řeSení 500 Ip pojízdného mísiče VSŽ a odpovídr.jí jednomu vybranému průřezu [ 1 4 ] . Práce v t é t o o b l a s t i zdaleka jeSto nejsou uzavřeny, U nás v t o ^ t o roce zahajujeme řeSení pro n e s t a c i o n á r n í s t a v з o p t i ­ malizací ohřevu t a k , aby materiál vyzdívky nobyl naruSen namá­ háním od vysokých Gradientu t e p l o t n í h o upádu. V oouvitiloati s tí:;i bude a::peri..ieatálno i teoreticky zlioumán proces relaxace i u . ; . t í v vyzdívce ' . ř i ohřevu.

57

Ir¥lrdr-r,Jll Гд,,-0

UJH.C.I

- 58

TEPLOTNÍ ŠOK A LOKÁLNÍ PROHREV PLÁŠÍ6 HUTNÍCH AGREGiÍTO [14] o. T e p l o t n í

Sok

náhlým ohřevem nebo ochlazováním vzniká u hutních a g r e ­ g á t ů poměrně č a s t o bud* jako součást periodického pracovního procesu, nebo jako j e v nahodilý poruSením r e g u l é r n í c h pracov­ ních podmínek případně vlivem počasí (déSt a p o d . ) . ZvláStě vysoká t e p l o t n í g r a d i e n t y a tomu odpovídající n a p ě t i vzniká p ř i náhlém styku a kapalným mediem. Kapští v e l i c e často zde překračuje mez kluzu a v stěně hutní nádoby dochází к p l a s t i c ­ kým deformacím. P ř i v í c e k r á t opakovanému teplotnímu šoku a do­ s t a t e č n ě velká amplitudě p l a s t i c k é deformace často dochází к t z v . nízkocyklové t e p l o t n í únavě. Na atakovaném povrchu v z n i ­ k a j í vlasové únavové t r h l i n k y s vysokým vrubovým účinkem a proces se dále prohlubuje obyčejně až к d e s t r u k c i . Pro ř e š e n í tohoto jevu byla vypracována metodika výpočtu i program číselného ř e š e n í . P ř i výpočtu bylo uvažováno u v ě t a i ny t e p l o t n í c h i mechanických parametrů зе z á v i s l o s t i na t e p l o ­ t ě . Teplotní pole bylo řeaeno d i f e r e n č n í metodou. Pro výpočet t e p l o t n í c h n a p ě t í v pružně-plestiekém oboru byl v programu p o ­ u ž i t i d e á l n í pružno-plastický diagram m a t e r i á l u a Kirchhoffovu hypotéza. Protože nebyly předem známé rozsahy p l a s t i c k ý c h :;on, bylo zde nutno použít opět metody postupného p ř i b l i ž o v á ­ n í . Program byl vypracován pro s t o l n í k a l k u l á t o r Hewlett Pac­ kard J8iOA. íTmožňuje sledování celého průběhu cyklů n e s t a c i o ­ nárního t e p l o t n í h o ohřevu i ochlazení po libovolně malých č a ­ sových krocích. Jako p ř í k l a d výpočtu uvádíme na o b r . ö . 2 g r a ­ fickou formou výsledky ř e š e n í případu vypadení vyzdívky v Šach­ t ě vysoké pece, j e j í následný prohřev od pracovních plynů 1000°C teplými a následek povrchového ochlazení vodou 10°C t e p l o u , k t e ­ r é provádí obsluho VF jako p r o t i h a v a r i j n í o p a t ř e n í . TlouSÍka plechu z mat.11 478 j e zde Z4 mm výpočtově rozdělena no 8 v r s t e v . Z výsledku vidíme, žo maximální namáhání vzniká p ř i ochlazová­ n í , p ř i čem2 m a t e r i á l ochlazované vrstvy se dvakrát dostává do p l a s t i c k é h o stavu - jednou v tahu a jednou v t l a k u za jediný ochlbzovací c y k l u s .

- 59 -

i TCC1

ť 3,42 i

f\ ^ • \

N

Л \ *"*'* -. /I 4 \ fc

.a^ \

jfl

\

\ l 1 '

li j -too-

l.39.37Á^]

•150t '299s /

•200•250 •300

mu.6.2

u i

TEPLOTA T NAPĚTÍ «" —PLASr.OBLAST\ OHŘEV PLYNEM *ř-ioocrc

MÍ

CHLAZENI VODOU +V-1CP С

60

Je zřejmé, že za tohoto stavu jakéhokoliv přerušení ochlazení znamená nové vyhřátí a po opětovném chlazení opakování střída­ vých plastických deformací - nízkocyklovou teplotní únavu.

b.

L o k á l n í

p r o h ř e v

stány hutní i Uoi)'1 v procesu vzniká nej častě ji poruchou nebo vypedenfn vyzdívky v relativně malé oblasti vzhledem к roznárům hutní tiídoby. Výpočtové echeaa tohoto problému tvoří tenlcostěnná válcová skořepina konečné délky zatížená teplotou na aalé obdélníkové oblosti* Schema skořepiny a tvar teplotní­ ho pole je na obr.c- .

OBH.č.3

M [Nimm] NLN) w[mml N.•10*

В

PRŮBĚHY VNirŘNfcHSIL A PRUHYBU w t 5 4

3 2

Na-Ю [cm] B-

30

- / slcml

60 1-1 •2

- 62

Výpočet je proveden analyticky řeSením parciálních diferenciál­ ních rovnic pomoci dvojných Fourierových řad v pružné oblasti. Pro číselné řeaení byly vypracovány programy pro počítač ENR ADVANCE 6070 i stolní kalkulátor HP - 9820 A. Jako přiklad vý­ počtu uvudíce řeaení modelu válcové skořepiny o R = 410 mm, Xi = 1500 mm, h = 5 nm s ohřívanou odizolovanou oblastí 300 x 300 an na teplotu TřJ = 1S0 G C. Výsledky výpočtu jsou opět formou rrafü uvedeny na obr.č.4. Z vypočtených průběhu vnitřních sil je vidět jejich značnou koncentraci v oblasti přechodu a ohří­ vánu do neohřívané plochy, kde jsou také největSl hodnoty nor­ málních- i smykových napěti. Radiální deformace má maximum uprostřed ohřívané plochy.

3ÁVŽÍÍ

ČI uncí: namel ze c i l p ř e d l o ž i t úplné řeSení uvedených p r o 'ilďEu, c l e pouze o nich в о dosažených výsledcích informovat. podrobnujgíou seznámení s problematikou s l o u ž í uvedená l i t e ratura. i

'Лл'ЗЗЛТиВА [1

Ssíl 69 0010: Tlaková nádoby s t a b i l n í

f ]

L.A.SOROKIM:

Rabota k o n s t r u k c i j domennyeh p e č e j , "•etalurgizdet 1962

[:,]

L.LÍNCOŠ:

Vysoká pec 1719 m3 pro VSŽ; Výzk. s p r á ­ va ŮAU, a r c h . č í s l o 62/63

f4]

J.LÍNCOŠ:

Bubnový o l e i c 1300 t pro VSŽj Výzk... >ráva ЙАШ, a r c h . č í s l o 65/63

[5]

J.LÍMCOS} I.iíASGESTIAM: Pojízdné mlaiče 130 t ; Výzk. z p r á ­ va ÖAJii, a r c h . č í s l o 107/64

- 63 -

[б]

J.IÍNCOŠ, S.VEJVODA:

SeSení l i c í pánve 210 t TŽ VÍÍSR' Výzk.zpráva ÖA..., a r c h . č í s l o 142-5/65

£7]

ASME Code: Sekce tlakových nádob а зексе nádob atom.reakt o r u 1972-1274

Г 8]

J.IiÁNCoS:

Rozbor s t a t i c k ý c h ř e š e n í OK hutních nádob; Výsk.zpráva ÚAM, a r c h . č í s l o 1S1/66

[9]

J.IÍNCOŠ:

Směrnice pro výpočet hutních nádob; Výzk.zpráva ÚAi.;, a r c h . č í s l o 440/71

[10]

J.IÍNC0Š:

[11]

J.iilJCOŠ:

Cl2]

J.IÍNC0Š:

[13]

TOUŠŮ, 6 E R ; . & , IÍKCOŠ: Teraomechanisches Vorhalten von S i l i c a s t e i n e n in '.'.iiiuerhitzern; S t a h l und Eisen č.4/1972

[14]

TOIúŠU, LÍNC0Š:

i.ietodilca výpočtu hutních nádob s více v r s t v o u vyzdívkou; Výzk.zpráva,arch. č í s l o 453/71 Teplotní Účinky a suzní stavy v á l c o ­ vých s k o ř e p i n ; Výzk„zpráva ÚAM, a r c h . č í s l o 51Q/72, 744/75 Výpočet d i l a t o c í vysdívky horkovětrnaho rozvodu, Sborní:: aezindrodni konference vyeokopecařu VŽKG 1971

Berechnung des Spannunjs - ung üeformationszustandes der Zusteluns e i n e r 500 t - iorpedoplanne; Sborník XV.Internationalen i'enerfest-Kolloquium v Aachen, 1975

- 64 III/4 - б OCELOVÉ KONSTRUKCE TŽŠNÍCK VŽ2Í E.PAVLÍK PROJEKTOVÍ' OSTAV URANOVfCH DOL6

Konstrukce těžních věží jsou typickým příkladem techno­ logických ocelových konstrukcí. Návrh těžní věže je úzce spjat a zcela podřízen technologii provozu nejen v saaotné věži, ale i technologii provozu v jámě a v celám dolu. Tím je i dán charakter zatížení, zcela odlišný od staveb­ ních konstrukcí. Hlavní zatížení je dáno výslednici sil půso­ bících v těžních lanech. Je nutno nři tom uvažovat provozní za­ tížení i mimořádné zatížení, které by nastalo při havárii, a která je zpravidla pro návrh nosné konstrukce směrodatné. Některé prvky nosné konstrukce mají malá rozpěti, ale jsou oři havárii zatíženy značně velkými osamělými silami. I tím se liSÍ od běžných stavebních konstrukcí. Těžní věž je důležitým objektem svislé dopravy na hlubinnóm dole. Doprava vytěženého materiálu na povrch se děje jámou, která zpravidla slouží nejen těžbě a jízdě mužstva, ale i к větrání а к vedení kabelů a musí mít tzv. lezní oddělení, které v případě havárie slouží к odchodu mužstva z nebezpečných míst. Júaa protíná jednotlivá těžní patra v náraziStích a na povrchu vyíetuje v tzv.ohlubni. Pokraěování jámy na ohlubní je těžní věž. Vytěžený materiál ae bud" odnímá nál ohlubní nebo na vyvýaené plooině nad ohlubní (obr.č.l). Doprava se děje klecemi, skipy nebo skipoklecemi. Klece jsou jednopatrové až ěestipatrové s jedním, nebo dvěma vozíky v každém patře. Slouží к těžbě, ale též к jízdě mužstva. Často spodní potro má vySSÍ světlou výSku - toto patro slouží к dopre-

65

vě dlouhého materiálu. Skip je nádoba, kterou se dopravuje jen vytěžená hornina. Skipoplec je kombinaci - část je vytvořená jako klec,část jako Skip. Ka hlavě dopravních nádob je připevněno těžní lano. které je vedeno přímo к těžnímu stroji, je-li tento umístěn nahoře ve věži, nebo je lano vedeno přes kotov.?'- (tzv. lenovnice), ke stro­ ji, který je umístěn v pozemní strojovně. Umístěni stroje ovlivňuje konstrukci věže. V případě, že stroj je umístěn na ohlubni, vznikají v místech uložení lanovnlc Šikmé síly. Nosná konstrukce se skládá ze dvou části : svis­ lé, věžovité části, tzv. těla věže a ze Šikmé části, což je vzpě­ ra u vzpěrových věží, nebo rámová oboustranná konstrukce u tal. zvaných kozlíkových věží. Stolice přejímá svislé zatížení, vzpě­ ra nebo rámová konstrukce přenáší hlavně vodorovné složky zatí­ žení. U nejčastěji prováděných vzpěrových věží spolupůsobí sta­ ticky tělo věže se vzpěrou. Podle spojení vzpěry s tělem věže a podle uložení stolice na Sachetních nosnících je nosná vazba provedena jako tříkloubové konstrukce, nebo jako konstrukce j<~C nou nebo dvakrát staticky neurčitá (obr.č.2,3). V případě umístění stroje nahoře та věži, nevznikají velké horizontální síly při provozu nebo při přetržení lana. Těžní -v.'... má tvar věže bez vzpěry, vlastní stolice uvnitř konstrukce věř • slouží jen к vedení dopravních nádob. Konstrukce vzpěrové věže je ovlivněna dále typem těžního stroje, který je v podstatě dvojí: bubnový a stroj s třecím kotoučem (systém Koepe) (obr.6.4)« U bubnového stroje Je těžní lano vedeno od nádoby přes lanovnici к bubnu, kde je připevněno.

-

ebr.1.

SVISLA!

D 0 P R M Í 4 NX

66

-

HUieiNNEn

TOLt

K0U4TÍ. ГКО VfMČHU tMIOVNIC.

VĚÍE H

(own voiÍKOj

*-t,P ШBRTctí peSvowjiee ve vouic HUOUOCC

i I „« OltnOW TÖN

67

ojbr.2

7y&y ÍZzii/еА

wz/ obr. 2a,. 7/яи/мл,

**f"fZr* ,

Зи6#е*р *&*У.

„„

ai>r.2b.

,

(ff

72a» *t*

f

vypereva

/

- 68 -

ebfitóVŽŽ. KOZU КОм( 1 ^«тсмч тё-JW

V HUVlé

Koere

f

1 SřfST^tVf TČ-KeNl

UK

IAUOVMICC

TÍÍuOMÍfe

— амгнетш оди>ил

- 69 -

obr Э.

Afusna

vazba

<з Schama

(щкпзЛапо

№z/

xař/z.e»ff

оЬг.За,. TrýK/ovbora

sousfarsi

sfJlz Zátizam \

%mir píiwktni «fen —v-

ř- ;• -;. t\ <•

00 '

yzjoa^oi/^cň

/

ř•íSsobřďm v ose теИат'Л obr. Je.

See/sfaKa

yuznacano Oaßsobi'ct'm

fr

zabz
oJ?ř. čc/. Sws&i/a nat/re/ra (jytnaědno

Gfaf/ЪАГу

2x

sfafrcfy

žat/lem fahy /do)

« 70 -

obr. k.

Schema

-t
•>••) т Й е щ 1 B«uMové

"H-

o

T^rni

lano

V4rofr>aii4c\ lying

\J

•br.*e) -r££ewi s rliecin еотооЙем

оЬг.4ь) тё&ки' ч T&ecín ecrroueeri Uj..!v /Pöte-MNI US.fou/Í0N»)|_)

- 71

Lanovnice jsou spravidls dvt в jsou umístěny v hlavě věže vedle sebe. Třecí kotouč má drážku, kterou je vedeno lano. Hnací sí­ la us přenáSÍ třením lana na kotouči. Lano jo vedeno od (stroje pros obil lanovnice к dopravním nádobám. i»'a spodku obou doprav­ ních nádob je zavěSeno tav. vyrovnávací lano o stejné hmotno­ sti jako je tužní lano. Slouží к vyvážení haotnosti těžního la­ na, čími. so snižuje nebezpečí smyku na třecím kotouči. Obě la­ novnice jsou umístěny nad sebou a tvoří spolu s drážkou třecí­ ho kotouče jednu rovinu. Vý3kou těšní věže H rozumíme výškovou úroveň osy lanov­ nice nad uhlubní. Nad lanovnicovým roStem je u vspěrových a kozlíkových vizí konstrukce s podvěsnou druhou nebo mostovým jeřábem, která slouží pro montáž lanovnice při její výučná. U věžových strojů je poslední ploöina vytvořena jako ploSina strojovny 8 mostovým jeřábem. Výška věže je dána typem a výSkou dopravní nádoby, výSkovou polohou nejvyšší cdnímací ploSiny a předpisy, týkající ca bezpečného provozu ve v£2i. Dále pak konstrukcí nárazníkového a sklopkového roštu (obr.č.5). Nárazníkový rošt (obr.č.6) je umístěn pod lanovnicovým roĚtem ve vzdálenosti, která nedovoluje, aby úvazek lana nara­ zil na lanovnici, narezí-li nádoba při havárii na nosníky ná razníkovélio roatu. Wcsníky roätu, na kterých jsou upevněny konce rozšířených pruvodnic jsou zatíženy v případu, že nádob;. uvízne na těchto tzv. brzdicích pruvodnicích. Vlastní nárazní­ ková nosníky jsou zatíženy nárazem nádoby. V obojím případě ce podle bánských předpisu počítá se zatížením smSřujícím vzhů­ ru a rovnajícím se nosnosti lana. Sklopkový rošt má zamezit pád nádoby do jámy, narazí-li teto na nárazníkový root. Projede-li dopravní nádoba v hava­ rijním případě přes nejhořejší provozní polohu, otevře si samo sklopitý» Nádoba má patky, kterými při pádu dosedne na sklopky (obr.č.7).

- 72 -

У /

corf, forn/ c&sf -fa/a vazt

Ja/W*»«« _J

ШО

Г&2С

-

i

73

-

tS-*—i l = = )

1 =

- tK«MiJiсмч

! =

cosmic

t==

\&

JODÍClt-10 Uv>b -Э

1

I—T

I

/f^2 Я - Я

-T

•т

I

п 'А'

?e\ "вего: VODI4 UHtío —

-f

- 74 -

ér Л.

dat si/ sklop ky ÍSJ

ftl

П

шшJĚ=ŠL

tib «ЫорЬЛ

- 75 -

Škopky jsou obvykle čtyři pro každou dopravní nádobu. «Jsou tak konstruovány, že se еашу otevřou při přejatí nádo­ by saerea nahoru, ale působením vzpružiny se ihned vrátí do svá původní polohy tak, aby nádobě aohla nu sklopky opět do­ sednout. Pádová výBke, t j . vzdálenost patek ne. nádobě od hor­ ní hrany sklopek při nárazu au nčraacík пеоиХ být větSí než Í50 аш. Pokud není přesntjSího výpočtu zatížení při pádu kle­ ce, navrhují ее sklopky a jejich podpůrná konstrukce ne pěti­ násobek statického zatížení, do kterého nutno zedirnout váhu vyrovnávacího lana. bezpečnostní prostor v těžní věži je určen tzv. volnou výSkou, t j . dráhou, kterou může projet dopravní nádoba od své nejvySSí provozní polohy až do ztčátku brždění, který j e ^án klínovitě rozšířenou průvodnicí. ьггЛпс prfivodnice jsou nej­ méně 3 m dlouhá, při йелй brzdná délka musí být alespoň 1,5 a. Velikost volné dílky závisí na rychlosti těžby nebo jízdy mužstva e na průměru těžního stroje. Saíněné údaje související s bezpečností provozu v jámu i ve věži, jsou uvedeny v bezpečnostních předpisech Bánského úřadu. Nyní platí dva bezpečnostní předpisy z roku 1J71. Je předepsána též bezpečnost tělního lana, která je 3Qd.,:inásobná u bubnového těžení a sedmapůlnásobnó u systému "Koep-r". U vícelanovóho tažení se bezpečnost snižuje. Předpisy z roku 1971 po prvá také předepisují velikost vodorovných účinku, kterými při jízdě působí dopravní nádob;, na prüvodnice a jejich vodorovné podpory - tzv. rozpony. Velikost vodorovných účinků závisí na rychlosti, na vzdá­ lenosti rozpon a na konstrukci vodítek nádoby. U bolovdho vedení je vodorovný účinek menSí než u vedení klusínóho. Dřívejaí bezpečnostní předpisy neurčovaly velikost vodo­ rovných sil, takže průvoJnice a rozponové věnce v jáiaách i ve

- 76 -

vtlžích ae navrhovaly jon na s v i s l d z a t í ž e n í . 2o dtilá nyní velké p o t í ž e p ř i rekonstrukcích s t a r o í h o těžního z a ř í z e n í , nebo? Liáííský úřad požaduje proveaení rekonstrukce podle novech p ř e d p i ­ su, n g a í - l i se některý во základních parametru t č ž e n f . To n a s t á ­ vá téměř vždy, neboí rekonstrukce j e vyvolána z p r a v i d l a v ě t š í hloubkou jámy, číaž зе зсао O í>obi L.ční z a t í n á n í . P ř i tom se navíc zvttSuje u ž i t n é z a t í ž e n í , v e l i k o s t dopravních nádob a r y c h ­ lost těžby. • ^ l á ž t ě tam, kde d ř í v e byly nesprávně použity ž e l e z n i č n í k o l e j n i c e jako pruvounice j e rekonstrukce v e l a i o b t í ž n á , nebot k o l e j n i c e nemají v jednom směru dostatečnou ohybovou t u h o s t . ů;d-li dopravní nádoba záchyty, j e nutný posoudit pruvod­ n i c e a rozpony t é ž ne s v i s l é z a t í ž e n í , k t e r é vzniká p ř i zachyce­ ní nádoby na průvo^nicích. F ř i vícelanovám t a ž e n í , rovněž tak o ř i u ž i t í ocelových průvodnic so vtak nádoby navrhují bez záchytů. U věží s e strojem nehoře ve v ě ž i p ř i s t u p u j i d a l o í z a t í ž e ­ ní s o u v i s e j í c í s provozem s t r o j e ( o b r . ě . 8 ) . Jsou t o z a t í ž e n í v z n i k a j í c í váhou s t r o j e , jeho r o t u j í c í m účinkem a brzdícím s y s ­ témem. OpCt jsou t a t o z a t í ž e n í dvojího druhu: provozní а mimoi i á n á , k t e r á by vznikla p ř i he v a r i i . Uvedenu přednáako s n i zdaleka nevyčerpala problematiku návrhu t ě ž n í c h věží a j e j i c h z a t í ž e n í . Snažili: se u k ' z a t , že p r o j e k t a n t , s t a t i k a k o n s t r u k t é r t ě ž n í c h věží musí l a í t i kromě z n a l o s t í v navrhování ocelových konstrukcí j e š t ě s p e c i e l n í znai ; j t i a hlavni zkušenosti s o u v i s e j í c í se složitým a různým provo::•;.".] tíižních v 2 ž í . Kusí Lýt d á l s dokonale seznámen s obsáhlými bezpečnostními p ř e d p i s y . Práce na návrhu t ě ž n í vSže nebo j e j í rekonstrukce j e n e ­ jen náročná, a l e i obsáhlá, zvláStě když jde o z a ř í z e n í se dvě..e nebo i v í c e těžními syetémy. iía o b r . 5 . i je průřez s t o l i c í věže se třemi systémy t u ž e n í .

- 77

obre

Z&f/2.£*}/

gfiro/e**

cf v€zoya/fe>

б я- Zshzent •kotoučem sfrojz Л rofprß/t)

*

S^efttni/

i -j. I гч

\%4

6Л- Zář/.24*?/ ^foTb/**»*

ff// Kg • • vys/adn/ct f&Áur if /ottéch s/ožAy l/ý-s/ttf/r/c

. y/aef>?/ro%a 7~. . . maa/ncf/efy

7*4

-78-

V takovém piípadě, zvlátitě pak u těžního stroje umístě­ ném ve věži, nutno uvažovat při statickém řeSení celou řadu kombinací zatížení. Rozsáhlou práci spojenou s návrhem těžní věže se snaži­ li projektanti ulehčit typizováním těžních věží. Práce se vSak nesetkala s velkým úspěchem. Důvodem bylo nejen příliS mnoho výchozích parametru, ale do nedávná určitá atagnace v navrhová­ ní dfilních zařízení. V poslední době požadavky na dodávky těžních věží neustá­ le rostou, takže se poiqýalí na pokračování v typizačních pra­ cí ch/P Z^ř/zani

obr.ácSmar

otacc**>

/

brzdtc/n,

^steme»,

rsae/

ljax. svisla sija i Ibdorovns

*$! \ (

s/ta

Iffattni mha 7 t/ůtjDřf

,„ /

bržděni

11-t-H-ř—h~f--t-±— L.JL.

11 li rtzcrt,

i

—Y

br=c/

- 79 -

Obf.G.

CHAHAKIERISTICKÍ

VOflOBOVKÍ

ftEZ

TĚLET.!

VĚŽE

a umístěním l a n o v n i c o v ý c h n o s n í k ů . 1?/ šysfamý Tizatr. Půdorysný rozmčr t 5 1 a věže 4 700 x 5 7 ) 0 cm

*3ff

2ߣe>

/32Г

OCELOVÍ KONSTRUKCE FRO TEPELNÉ Д JADERNÉ*

ELEKTRÁRNY

-

80

lil/S - 1 OCELOVÉ KONSTRUKCE V TEPELNÝCH A JADERNÍCH ELEKTRÄRNA*CH V SSSR F.WALD ENERGOPROJEKT PRAHA

ÚVOD Abychom s i u č i n i l i p ř e d s t a v u o objemu naSi d o s a v a d n í e n r g e t i c k é v ý s t a v b y j e nutno úvodem u v é s t n ě k o l i k ú d a j ů . S o u ­

časný instalovaný výkon vSech č$l.parních elektráren j e a s i 10.700 Ш, což j e zhruba 5 násobek stavu roku 1945. Bloky, které reprezentují výstavbu uplynulé 5«pětiletky jsou převáž­ ně výkonu a s i 200 Ш; pro optickou představu l z e ř í c i , že pro pokrytí dnes instalovaného výkonu je potřeba zhruba 50 tako­ vých bloků, t j . 13 velko-elektráren, například typu TuSimice I I . Poválečné výstavba v létech 1945-1953 byla zajiSŽována bloky 32 Щ, pozdějSÍ období bylo reprezentováno bloky 50-55Ы./, od roku 1959 se uplatňují bloky 100-110 Ш, od roku 1968 se r e a l i z u j í bloky 200 Ю. V současné době se započítává s výstav­ bou 1 jednotky 500 Ш. Stručně l z e ř í c i , že v ě t š i blok j e e f e k t i v n ě j š í ' jak z hlediska výroby elektrické energie, tak i z hlediska provozu a i n v e s t i c . Ze statického hlediska jsou j e a t ě první poválečné elektrárny v zásadě několikalodní haly; v jedné z l o d í se montují turbiny, uvnitř druhé l o d i kotelní agregáty. Nosná konstrukce kotle se veak postupně osamostatňu­ j e , přejímá funkci nosného prvku budovy kotelny ( t z v . polovenkovní provedení) a u velkých Jednotek se stává nedílnou sou­ č á s t í statického systému komplexu. Stavebně byly bloky 100 Ш vyatrojovány s ohledem na maximální v y u ž i t í těžké železobeto­ nové prefabrikace. Ocelové konstrukce s e objevovaly pouze na kotelno • v zastřešeni strojovny; j e j i c h použití na technolo­ gických zařízeních bylo rovněž s i l n ě redukováno. DneSnl Jednot­ ky 200 Ш (řady TuSimice II-Dětmarovice-Chvaletiee) jsou téměř výhradné v ocelové konstrukci. Ne r e a l i z a c i d í l a 200 W j e dnes zapotřebí 6000 - 7000 t ocelových konstrukcí a zhruba 15000 t dalSích výrobku strojírenského sektoru.

- 81 -

Je mnoho důvodu, k t e r é vedly к dneSnímu t o t á l n í m u použiti ocelových k o n s t r u k c í . Nejpodstatnější Je snad okolnost, že e l e k t r á r n a jako celek j e jednoúčelové z a ř í z e n i , jehož techno- • l o g i e se t r v a l e upravuje, takže z á l e ž í na snadné adaptovbtelnos t i konstrukce, a to za pomoci pracovníku provozu (zámečnici). ROZSAH POUŽITÍ OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ VE VÍSTAVBĚ ELEKTRÁREN Abychom s e seznámili s t e r m i n o l o g i í а rozsahem p o u ž i t í ocelových konstrukcí na výstavbě e l e k t r á r n y , j e na n á č r t u č . l vyznačen příčný ř e z výrobním blokem 100-2C0 Ш standardního t y ­ pu. Zauhlováni Protože v ě t ž i n a naäich e l e k t r á r e n spaluje n l z k o k a l i l r i c l:ú nebo odpadní p a l i v a , jsou zauhlovací pasy poměrně Široké (10OO-1SO0 mm). Do výrobního bloku dopravujeme u h l í na úroveň +30,0 aš +45,0 m, t a k ž e vodorovná s i l a vyvozená na budovu n a ­ pínacím a pohonným mechanismem dosahuje řádově 0,2 až 0,4 Ш. U některých e l e k t r á r e n se nám p o d a ř i l o předat t u t o vodorovnou c í l u do konstrukce mostu. Zásobníky ns surové u h l í jsou i ve s t a r S í c h objektech ocelové. Na novějších objektech identifikujeme obsah u h l í v zásobníku vážením. 0 d e l ě í e h aspektech zásobníku na u h l í v i z příspěvek s.Ing.Semeckého. Kotelna, k o t e l a nosná konstrukce kotle« Celá t e c h n o l o g i c ­ ká v ý o t r o j j e dnes zavěšena do jeho stropu (nosného r o S t u ) , b l í ž e v i z příspěvek s.Ing.Crhona. Zadní s t ě n a k o t l e t v o ř i ven­ kovní fasádu, h o r i z o n t á l n í účinky od v ě t r u přejímá nosná kon­ s t r u k c e k o t l e nebo celý příčný řez výrobního bloku. Výpočet nosné konstrukce k o t l e j e poněkud odchylný od běžných s t a v e b ­ ních konstrukcí v teplotním z a t í ž e n í , v s o u č i n i t e l í c h z a t í ž e - • n í a v kombinacích zatěžovacích stavu - v i z příspěvek s . I n g . Z á horsk-Mio. • Základ turbogenerátoru ( s t o l i c e turbiny) proäel väemi f á z e ;ni betonářské techniky; u nejnovějších bloků j e horní s t ů l vždy

- 82 -

monolitický « betonuje ae na bednění, Jehož nosným prvkem Je těžká ocelová konstrukce, и bloku typu TuSimice II Jsou slou­ py stolice ocelové a Jsou vetknuty do horní a dolní desky dlouhými vysokopevnostnimi Šrouby, podle Sel.patentu - viz příspěvek s.Ing.Holuba. Objekt strojovny je běžná polohalová konstrukce o rozf pětí 36-42 m, dnes v podélném modulu 12 m, vystrojená mosto­ vými jeřáby nosnosti 50-63 t, které slouží pro betonáž zákla­ du generální opravy turbosoustrojí. Pro osazování nejtěžšího technologického dílce - statoru generátoru, se s úspěchem po­ užívá jednoúčelové zdvihadlo Teplických strojíren o nosnosti původně 100 t, dnes 200 t, které Je vlastnictvím investora. iJezietrojovna je několikaetázový objekt, ve kterém jsou obvykle umístěny zásobníky na uhlí, napájecí nádrže a parní .rozvody. Co partie za kotli patří kouřovody a odlučovače popíl­ ku, Včetně podpor a jeřábových drah. Starší odlučovače jsou monolitické, železobetonové, novějSl odlučovače jsou celoocelové. V podpěrné konstrukci je nutno se vyrovnávat в dilatacemi (+150°C, -30°C). Stožáry pro elektrická vedení velmi vysokých napětí a venkovní rozvodny W N podléhají poněkud odchylným předpisům pro navrhování. Rozhodujícím zatížením je zde zpravidla námrazek spolu s účinkem zkratu. 0 těchto konetrukcích je zmínka v oddíle, který se týká stožáru. Součástí elektrárenské výstavby jsou dále objekty dozo­ ren (běžné několikapatrové budovy a provoz,, na úrovni samočin­ ných počítačů), podpěrné konstrukce pro technologické plodiny a potrubní tahy (tepelné, parní a odstruskovací rozvody), díl­ ny, provozní a administrativní budovy, objekty čerpacích sta­ nic a chemické úpravny vody atp.

83 -

X-

OBR.ал

- 34 -

Í.10NTAŽE KONSTRUKCÍ VÍROBNÍHO BLOKU JneSnl standardní elektrárna sestává ze 4 bloku 200 i.17, které se uvádějí do provozu v 6-5 měsíčním rytku. iíontáž oce­ lové konstrukce probíhá vždy souoasnĚ s montáží technologie a z toho důvodu i statická funkce jednotlivých objektu musí být podřízena tomuto komplexnímu hledloku (viz příspěvek s.Ing.Hrabovského).

BLOK 500 Ш V současné době započíná výstavba jednotky, která sestá­ vá z jediného bloku o výkonu 500 Ш (Elektrárna Mělník III), Kotelní konstrukce dosahuje do výsky 138 m (viz příspěvek a.Ing.Stojana), kotelna obepíná nosnou konstrukci na úroveň cca 80 ia. Jedná se tedy o výaky, do kterých dosahovaly ve starých elektrárnách jejich koniny. 0 realizované nosné konstrukci vě­ žového kotle bloku 300 L'.V pro elektrárnu Obronovac (Jugoslávie Si'B) pojednává příspěvek s. Ins»Jakubíka. JADERNÉ ELEKTRÁRNY Na základě usnesení vlády ČSSR č.189/71 mají být do ro­ ku 1990 uvedeny do provozu jaderné elektrárny o instalovaném výkonu, který zhruba odpovídá výkonu, který je dnes nainstalo­ ván v tepelných elektrárnách. Nehledíme-li na provozovanou elek­ trárnu AI (150 iU7), je v současnosti rozestavěna elektrárna VI a zahajují se předprojektové práce na přípravě jaderné elek­ trárny V£-Jaslovské Bohunice, které budujeme na základě mezi­ vládní dohody ve spolupráci s SSSR. Každá z elektráren bude sestávat ze dvou bloků, každý blok má instalovaný výkon 440 Ш (dva turbiny po 220 Ш na jeden reaktor). Československé stro­ jírenství dodává celou sekundární část a ^ást dodávek pro pri­ mář. Současně se vytvářejí předpoklady, aby náo promysl vyráběl zařízení pro jaderné elektrárny typu W E B 440 v celém rozsahu 8 možností přechodu na typ W E R 1000 (1000 Ш ) . Nositel úkolu oborový podnik Škoda zahájil výstavbu jedné z nejtěžších hal u nás pro výrobu Jaderných reaktorů (viz příspěvek в,1п.з.Je­ línka). Protože jaderná elektrárna je z důvodů radioaktivního

85 -

stínění provedeno v celá oblasti primóru z monolitického betonu, jo spotřeba ocelových konstrukcí malá a činí v propočtu na stan­ dardní jednotku 200 Ш zhruba jen £500 tun (viz příspovel: s.Injj. 3iGleck6ho;,

CESIx ICE SHÍŽEiíf HMOENOSTI KOIÍoTaUICCx 0 některých záležitostech statiky e návrhu konstrukce jsme se zmínili již v předcházejících Gdatavcich. Závažným problémem je záležitost zatížovaclch údajů. Norma "Zatížení konstrukcí pozemních staveb" rozepisuje v poznámce č.10 velni podrobně skled' bu zatěžovacích üdejü a součinitelů zatíženi, které má předat zpracovatel technologické části projektu. Technologové väak tuto normu zpravidla neznají« V principu by měla být věnována zatěžovacím ádajům nejen větSf pozornost se strany technologa (proto­ že identifikace zatížení není záležitost jednoduchá), ale i od statiko by miíly být zatěžovecí údaje prověřovány a konfrontová­ ny se skutečnou možnosti působení sil s ohledem na spodní konstruk­ ci. L/noho sporů bývá v otázkách, zda horizontální síly, které pů­ sobí na konstrukci jsou silami vnějšími nebo vnitřními. Obdobnou záležitostí je určování velikosti užitných (nahodilých) zatíže­ ní podlahových konstrukcí. Na základě zkužeností se snažíme ome­ zit užitná zatížení ploáná na minimum a zavádět samostatně pů­ sobící dvojici osamělých, pohyblivých břemen, což je v souhlase a "Metodickými pokyny" SKI ze 6.12.1567.

ZÍÍVĚR Závěrem bych c h t ě l u v é s t , že nanesené z á l e ž i t o s t i s e vysky­ t u j í analogicky p ř i výstavbě t e p l á r e n , t j . menších e l e k t r á r e n , k t e r é j s o u zaměřeny převážně na výrobu t e p l a (páry) s e sekundár­ ním vyzískáním e l e k t r i c k é e n e r g i e . Dále Je nutno připomenout, že s e na výstavbě v e n e r g e t i c e p o d í l í nejen č s l . p r ů m y s l , a l e že významnou pomoc ve výstavbě p ř e d ­ s t a v u j í i stavební kapacity polské (na výstavbě e l e k t r á r n y T u ä i mice I I a P o č e r a d y l I ) , rumunské (na výstavbě t e p l á r n y P r a h a - S e v e r - T ř e b o r a d i c e ) a jugoslávské (na rozvodně P r a h a - S t ř e d ) , a t d .

- 86 III/5 - 2 PSÍSPSVEK K NAVPHOV/NÍ OCELOVÍCH ZÁSOBNÍKU NA UHLÍ J.SEMECKÝ ENERGOPROJEKI PRAHA

ÖVOD

Ocelové zásobníky ne uhlí, které jsou konstruovány na пай ich elektrárnách a teplárnách, obvykle svým tvarea а velikostí patří do skupiny zásobníku nÍ2kých. Při sta­ tickém výpočtu ocelové konstrukce těchto zásobníku vy­ cházíme při určování velikosti tlaku v zásobníku z obje­ mové hmotnosti skladovaného uhlí T a z úhlu přirozené sklonitosti uhlí / . V literatuře se vesměs doporučuje u tohoto druhu zásobníku při výpočtu tlaků v hloubce za­ nedbat vliv tření uhlí o steny. Ve svém příspěvku bych se chtěl zabývat některými problémy, ke kterým jsme v naSem projekčním ústavu do­ spěli při projektováni celé řady ocelových zásobníku na uhlí.

SOUVISLOST SOUČINITELE ZATÍŽENÍ S ROZPTYLEM VELIKOSTÍ OBJEMOVÉ HMOTNOSTI A UHLU PSlROZEWÉ SKLONITOSTI UHLÍ ť«k již bylo řečeno v úvodu, je tlak v hloubce funkcí dvou vzájemně nezávislých parametru T a If . Při návrhu ocelového zásobníku nejsou tyto veličiny obvykle známy a velmi často musíme používat hodnoty tabulkové. Dnes je běsné, že do zásobníku elektráren přichází uhlí prakticky neupravené, často dopravními pásy přiao z po­ vrchových dolu» Z toho důvodu může dojít ke zněném ob­ jemová hmotnosti T r závislosti na místu těžení, množ­ ství propláatku, Jiných příměsí a částečně i vlhkosti.

- 87 Z podobných důvodu dochází i ke značným změnám v e l i ­ k o s t í úhlu p ř i r o z . s k l o n u f> , který j e ě t ě dále z á v i s í na v e l i k o s t i z r n , množství p r o p l á s t k u , v l h k o s t i ; v z á s o b n í ­ ku se pak j e š t ě mění v z á v i s l o s t i na s t l a č e n í , rozměňová­ n í apod. J e d n í a z f a k t o r ů , který n e j v í c e ovlivňuje v e l i k o s t úhlu p ř i r . s k l o n u / j e vlhkost u h l í . Abychom s i u č i n i l i p ř e d s t a v u , uvedla výsledky a ě ř e n i v l h k o s t i a úhlu p ř i r o z e n é ­ ho sklonu u h l í pro e l e k t r á r n u C h v a l e t i c e : (normové f = 80,0 klí/m3) vlhkost vlhkost vlhkost

20 % 30 % 37 %

? = 30° f> = 37° f = 50°

Uvažujeme-li vodorovný t l a k na s v i s l o u s t ě n u podle běžné t e o r i e t l a k ů p ř i zanedbání t ř e n í u h l í o s t ě n y podle r o v n i ­ ce px = P . у . к pak p ř i hnědém u h l í objemové hmotnosti У- 80,0 kN/nr j e v hloubce 10 o n á s l e d u j í c í t l a k v zí.aobníku: p ř i vlhkosti p ř i vlhkosti p ř i vlhkosti

20 % 30 % 37 *

p x = 26,6 kM/a2 p x = 1S,8 MJ/rn2 P x = Ю,5 ЬМ/л2

Ve výpočtu byla uvažována hodnota

к - tg* Г15" - £ )

Vezmeme-li vlhkost 30 % s úhlem p ř i r . s f . o n u f> = 37° za hodnotu s t ř e d n í , j e odchylka ve v e l i k o s t i t l a k u p ř i v l h k o s t i 20 Й p r o t i s t ř e d n í hodnotě + 34 % a p ř i v l h k o s t i 37 % č i n í odchylka - 47$ proti- s t ř e d n í hodnotě. Z uvedeného j e v i d ě t , že r o z p t y l v e l i k o s t í vodorov­ ných t l a k u na jednotku s v i s l é stěny není zanedbatelný.

- 88 Současná platná norma zatížení konstrukcí pozemních sta­ veb ČSN 73 OQ35 v čá3ti III. pro nahodilá zatížení uvádí v tab.6.5 pro zatížení náplní zařízeni součinitele zatí­ ženi pro sypké materiály hodnotou n = 1,2. tento součini­ tel zatížení je anad vyhovující pro rozptyl zatíženi svis­ lého, který vyplývá z prouiínnosti objemové hmotnosti uhlí f, ovšem zdaleka již není postačující a nevystihuje roz­ ptyl velikosti vodorovných tlaků v závislosti na hodno­ tách f • Teto skutečnost by neměla být opomíjena při návr­ zích zásobníků na uhlí.

SIAXICKÉ PBSCBEHÍ SXÍH A VÍZIUH ZÁSOBNÍKU A VYUŽITÍ

REZERVY V KOKSIBUKCI PŘI PSÍPADHÉIvi P S E T Í Ž E N Í Ocelový zásobník je složitá prostorová konstrukce. Sy­ stém jeho vodorovných a svislých výztuh vytváří ve skuteč­ nosti prostorový roat, který bývá obvykle nesymetrický.Vý­ počet takového roStu by byl velice náročný а pracný, nehle­ dě na to, že pro přesné řešení nemáme dostatečně přesné hodnoty vstupní a to jak údaje o zatížení, tak i velikosti momentu setrvačnosti jednotlivých výztuh, u kterých nezná­ me mino jiné například spolupůsobící Šířky sten zásobníku. Proto při výpočtu provádíme zjednodušeni na soustavu vo­ dorovných a svislých výztuh. S ohledem na proměnnost parametrů T a f je třeba při návrhu zásobníků vodorovné výztuhy stěn v rozích pokud mož­ no spojovat rámovými rohy do vodorovných rámů, vyhýbat se hlavním výztuhám jako prostým nosníkům. U rámů je možnost redietribuce ohybových momentů při případném zvětšení za­ tížení, nehledě na to, že konstrukce staticky neurčitá při­ náší Úsporu materiálu. Při návrhu vodorovných výztuh můžeme stěny výztuh umí­ stit buď kolno ke stenám zásobníku nebo je umístíme vodorov-

- 89 -

ně. Protože sklony stěn zásobníků jsou obyčejně různé, . Je při vodorovných výztuhách se stěnami kolmo ke stěnám zásobníku velni obtížné provedení rámových rohů. Možné řešení v tomto případe je přivaření vodorovných výztuh v rozích zásobníku na silné plechy, které rvou tuhostí vyrovnají rozdíly v připojení páenic в stěn výztuh. Vo­ dorovné výztuhy se stěnami vodorovnými se v rozleh snad­ no spojují v rámy, ale jsou staticky méně výhodné, pro­ tože složka od tlaku v zásobníku se přenáší do steny zá­ sobníku. '-Tento způsob je nutný u vodorovných výztuh s velikým rozpětím, protože současně snižuje velikost vo­ dorovných průhybu. Stěna zásobníku se účastní společně s výztuhami při přenágení ohybových momentů od tlaku obsahu zásobníku. Při návrhu jak vodorovných tak i svislých výztuh se set­ kávané s problémem jakou Sást stěny uvažovat do profilu výztuhy, to jest Jak je velká spolupůsobící Šířka stě­ ny. Při měření napjatosti zásobníku na uhlí v teplárně iíialešice I* jsem z průběhu napětí a z polohy neutrální osy na několika ohýbaných výztuhách došel к velikosti spolupůsobící Šířky 3těn výztuh 1/6 - 1/7 rozpětí výztu­ hy, iiěřené výztuhy učly rozpěti cca 2,1 m a byly vzdále­ ny 1,0 Ш od ssber llěkdy bývá nutné kromě hlavních vodorovných výztuh jeStě přidat pro vyztužení stěny soustavu svislých výz­ tuh. V toxato případě musíme uvážit, zda svislé výztuhy provedeme jako prosté nosníky se skutečně kloubovým připo­ jením na vodorovné výztuhy nebo jako spojité nosníky s tuhým připojením na vodorovné výztuhy. Vodorovné výztuhy vytvářejí pružná podepření pro svislé výztuhy. Protože

-90-

spojité nosníky jsou citlivé na popuštění podpor, musíme dbát při svislých spojitých výztuhách, aby vodorovné rá­ my, tak jak jsou umístěny v různých výskách nad sebou, neměly řádově odlišný vodorovný průbyb, aby ее do svis­ lých výztuh nevnáaela velké napatí od popuatění podpor. Zvláate u svislých výztuh spojitých s nestejnou vzdále­ ností podpor je třeba pečlivě tyto účinky sledovat, pro­ tože ohybové momenty od vlivu popuštění podpor často pře­ vyšují ohybové momenty od zatížení tlakem obsahu zásobní­ ku. TVAH pfiíčíwáHO SEZU VÍZTUH Pokud se týká tvaru příčného řezu výztuh, chtěl bych upozornit na to, že dnešní bezpečnostní předpisy pro kotel­ ny požadují, aby výztuhy mSly takový tvar, aby docházelo к co nejmenšímu usedáni uhelného, prachu. Projevují se i sna­ hy omývat konstrukci, ^ěmito požadavky jsou prakticky vy­ loučeny vodorovné výztuhy tvaru I. Vede to na použití U profilu obrácených přírubami doluj nebo к uzavřeným proi'iIQm, v jiných případech bude nutné výztuhy normálního příč­ ného řezu zakapotovat tenkými plechy.

VbIV TŠEiíf UHLÍ O STÍNÍ' ZÁSOBNÍKU V tomto odstavci se chci zmínit o toni, zda mamo při výpočtu tlaku v zásobníku uvažovat tření o stěny. Ubohý­ mi autory je doporučováno u nízkých zásobníku zanedbat vliv tření o stíny. Znamená to, že svislý tlak na jednot­ ku vodorovné stíny závisí pouze na objemové hmotnosti uhlí ?*a ns hloubce v zákoníku podle rovnice Py = /•. у Při tom je jasné, že uvažované tření o stěny znamená zuenSení tlaků v zásobníku. Abychom si ověřili, jaká je skutečná napjatost při provozu zásobníku, provedli jsme v

- 91 -

roce 1571 tensometrická měřeni napětí na ocel.zásobní­ ku na uhlí v teplárně í&leaice II. Měřeni prokázalo vel­ mi dobrou shodu napětí měřených s napětími vypočítanými. Při výpočtu tlaku bylo uvažováno tření uhlí o stě­ ny zásobníku a svislý tlak na jednotku vodorovné plochy v hloubce у byl uvažován podle rovnice

p =-*L-

(1 - e -i"

T

)

a vodorovný tlak v hloubce y: p ? = к . py % A U £

= = = =

kde к = t g 2 U 5 ° - " § " 5

odklonový součinitel plocha příSného řezu obvod příčného řezu součinitel tření o stěny

Z tlakové čáry s uvažováním třeni o stěny zásobníku byla vypočítána napětí v jednotlivých částech konstruk­ ce zásobníku a z jejich shody s napětími naměřenými tensometricky vyplývá, že by bylo vhodné i při návrhu nízkých zásobníku třeni uhlí o stěny uvežovet.

ZÁVĚR Ocelové konstrukce zásobníku na uhlí jsou složité prostorové konstrukce, u kterých к vlastní obtížnosti při výpočtu konstrukce přistupuje jeStě obtížnost stanoveni správného průběhu tlaku v zásobníku. Je tedy nutné již při saaěm návrhu konstrukce zásobníku volit takovou sta­ tickou soustavu, která má dostatek rezerv a je schopna vzdorovat i případnému přetížení bez vzrostu trvalých de­ formací.

-

92

-

OSA TI?

зт

т

is ™

Jíífl 1

25.50

20.511

\

ш

""""ЯЧ" —1 "Я

4Ö_

Я I I I Д

•111. 4J«I>.

Z / J Л И И Г TEPLÁRHY

~ 130 Qcel/hod ISA T5

sm „

iш

то

so »0

Ш

U« \т i

* я I.

ZÁSOBUnr

UrKTkARNr

•26Ů MW

- 93 IIL/5 - 3 NOSNÍ KONbXRUKOB KOTLE PRO BLOK £00 Ш J.CHHAK VÍTKOVICE - ŽELEZÍHMY A SXROJÍHHY KLELEOTA GOET.íAIiDA S.V. OSIRAVA Prudké tempo rozvoje s o c i a l i s t i c k é h o h o s p o d á ř s t v í v y l f duje n e u s t a l e r o z š i ř o v á n í e n e r g e t i c k é základny. Jedním в h l a v ­ n í c h Slánku n a a í e n e r g e t i c k á soustavy j s o u v současné době t e ­ p e l n é e l e k t r á r n y . Omezení výstavby e l e k t r á r e n s k ý c h k a p a c i t koncem ó O . l e t vedlo к v y t v o ř e n í d i s p r o p o r c í v t é t o o b l a s t i a к značnému t l a k u na urychlenou výstavbu nových t e p e l n ý c h e l e k ­ t r á r e n v l é t e c h 1371 a2 1975. VŽKG Ostrava - závod 6, jako j e d e n z p ř e d n í c h výrobců k o t e l n í c h a g r e g á t u , d o s t a l za úkol v y r o b i t a dodat pro t y t o Gtavby jednak k o t l e o výkonu zhruba ISO kg páry ив s e c . pro bloky o výkonu 200 I.Í.Í, jednak p ř í s l u S n é ocelové k o n s t r u k c e . Ve v í t k o v i c k é k o n s t r u k c i mostárny byly projektovány v t u t o době позпе ocelové konstrukce k o t l ů a k o t e l e n pro e l e k ­ t r á r n y luĚimiee I I , DĚtmarovice a Počerady I I a pro Rumunskou s o c i a l i s t i c k o u r e p u b l i k u nosná konstrukce k o t l e 6.6 e l . C r a i o ­ va. Ve srovnání s d ř í v e budovanými typy k o t l ů j e s p a l o v a c í komora dnešních k o t e l n í c h a g r e g á t ů vytvořena kovotěsnými ( t a v . membránovými) trubkovými s t ě n a m i . Se zaváděním membrá­ nových s t ě n s e zvyaují požadavky i na' nosné ocelové k o n s t r u k ­ ce k o t l ů . K o t e l , k t e r ý d ř í v e byl umístěn samostatně v k o t e l ­ n ě , nebo b y l uložen na n ě k o l i k a úrovních nosné konstrukce k o t l e , t v o ř í nyní spolu s kotelnou monoblok a v l a s t n í k o t e l n í agregát j e z a v e z e n na nosném r o S t u k o t l e . Zavěšení ' k o t e l n í h o a g r e g á t u j e prováděno r e k t i f i k o v a t e l n ý n s i závěsy tuhými, pružinovými a t z v . závěsy s t á l é s í l y , k t e r é umožňují

- 94 -

nastavení předpokládaného rozdělení sil v závěsech. Kotel hmotnosti cca 2300 tun je ssvěaen (jak již bylo shora uvede­ no) na nosném roätu, který Je součástí rámové konstrukce kot­ le. Tvoří ho příčle o výSoe cca 3000 шш а soustava dvojic nosníků, mezi které Jsou montovány závěsy. Vzhledem к tomu, že membránové stěna je velmi Stihlá a tudíž náchylná к vybo­ čení, jsou kladeny značné požadavky na tuhost nosného roStu. Brome toho je nutno membránovou stenu vyztužit tuhou ocelo­ vou konstrukcí, která zajiačuje jednak stabilitu membránové steny a jednak nese účinky trvalého a nahodilého přetlaku nebo podtlaku v kotli. Tato konstrukce musí umožnit také pomorně značné tepelné dilatace membránové steny (na výSku spalova­ cí komory cca 160 mm}, proto nemůže být spojena s nosnou kon­ strukcí kotle. Přenos vodorovných účinku podtlaku konstrukcí rohového spojení bandáží, umoSnující tepelné dilatace cca 70 mm. V místech výskytů značných teplot bylo nutno užít oce­ li 1? 128. Vodorovná stabilizace spalovací komory se provádí spe­ ciálními tlumiči. Vlastni rámová konstrukce kotle, která současné přená­ ší zatížení částí kotelny a nese vodorovné zatížení od větru, Je tvořena truhlíkovými sloupy rozmčru 1000 x 1000 mm a pííčlemi ze svařovaných profilu I. Značné komplikace u rámové konstruk­ ce představuje zejména návrh rámového styčníku. Snaha náleži­ tě vyztužit rámové styčníky vede к značnému objemu svářečských prací jak na dílné, tak i na montáži. liro mě toho není zatím teoreticky dostatečně objasněno rozdělení napětí v rámovém styčníku, což způsobuje řadu nejasností v posuzování svarů a únosnosti materiálu v křížových stycích pásnic. Ukazuje se, že zejména vliv vlastních pnutí nd svařování je nutno brát v úvahu. Ostatní části ocelové konstrukce (ploSlny, stěny арod.) jsou tradičního provedení. Hmotnost nosné ocelové konstrukce a příslušné části kotelny pro Jeden blok 200 Ш je asi 2600 tun. Při projektováni ocelových konstrukcí kotlů bylo třeba

- 95 -

výřeSit řadu problému, zvióatě při stanoveni zatíženi konstruk­ ce s ohledem na málo zkušeností z provozu kotlů 8 membránový­ mi stenáni. Současna snaha po rychlém uvedení kapacit do pro­ vozu vyvolávala značný tlak na zkracování lnut předvýrobních etan, zejména projekce a konstrukce. Zároveň vSak nové experi­ mentální a teoretické poznatky přináSejí požadavek na podrob­ nější a pracnější posouzeni navrhovaných konstrukcí. Problém lze řeait bul maximálním zjednodušením výpočtového modelu kon­ strukce, t j . zanedbáním existujících vazeb (což Je sice zpra­ vidla bezpečné, ale ne vždy hospodárné) nebo využít vSech aožnoati výpočtu na samočinném počítači. Snes běžně řeSíme na po­ čítači ve vSjCG zejména rámové konstrukce kotle a ploSiny kotel­ ny, iterб dříve představovaly časově nejnáročnější část sta­ tic I; tího výpočtu. i-cqoo

STEH

UROVEN ZfíOBKU

- 96 POHLED ИА ;.iotraÄS KOTLE Z PLOSIWX + 38,0

m

- 97 I I I / 5 - 4KOMEINOVAHÍ ZÄKLAü lURBOGUíERÁTORU 220 ДО S OCELOVÍiJI SLOUPÍ' A BETOMOVÍMI HORIZOHTÍbr Bílili PRVBCí J.HObUB ENERGQPROJEIO: ÚVOD Důvody, které vedly к r e a l i z a c i základu nového typu, jsou podrobně rozebrány v příspěvku s.Ing.Davida, CSc.j příspěvek Je zahrnut v oddílu dynamiky konstrukcí« У dalSím Je popsána v l a s t n í ocelová konstrukce a j e j í zakotvení do horní a dolní betonové desky základu. POŽADAVKY BÁNÉ lECfflJOLOGIGKÍU ZuSÍZEttÍM Na základu Je uloženo turbosoustrojl - s t a t i c k é i r o ­ t u j í c í hmoty turbiny a generátoru. Obě zařízeni Jsou souose řazena za sebou; celková dálka s t r o j e Je cca 25 m. Aby nedo­ cházelo к poruchám ve spojkách společného h ř í d e l e , Je r e l a ­ t i v n í horizontální a v e r t i k á l n í posun ložiskových stojanu, případně deformace spodní konstrukce, omezen hodnotami udá­ vanými v mikronech; tedy v Jednotkách, která Jsou v běžné stavební praxi neznámé. Vlastni frekvence základu mual být. mimo oblaet provozních otáček generátoru, aby p ř i provozu n e ­ mohlo d o j i t к rezonanci základu. Pro klidný chod s t r o j e a pro ž i v o t n o s t l o ž i s e k j e účelné, aby základ byl nlzkoladéný, aby jeho první v l a s t n i frekvence byla podstatná niSSí neS Jsou provozní otáčky s t r o j e . Protože pod turbinou ousl být situován objemný konden­ z á t o r páry ( o b r . č . l ) a dalSÍ technologická p ř í s l u š e n s t v í , j e zrtklad ve skutečnosti jednopatrový prostorový rám výsky cca 15 m, e d e s e t i sloupy, stropní deskou (stolem) pro uloženi turbosoustrojl a spodní základovou deekou, která roznáší Účin­ ky na p o d l o ž í .

- 98

OBR.ЕЛ VOIBA KONSTRUKCE Při volbě konstrukce bylo navíc přihlíženo к jednodu­ chosti realizace na staveništi. Základ je proveden jako pro­ storová rámova konstrukce se silnou monolitickou armovanou základovou deskou, ocelovými, relativně Stihlými (0,6 x l,Om) truhlíkovými sloup; a monolitickou horní železobetonovou des­ kou stolu (obr.6=2).

KONSTRUKČNÍ DETAILY Zásadní detail, který podmiňuje soulad skutečné konstruk­ ce o výpo&tovýo modelem, je dokonalá prostorové vet knutí oce­ lových sloupu do obou železobetonových uesek, a to i při pů­ sobení dynamického zatížení. Pro vetkrmtf byl zvolen předpjatý styk. Horní i dolní patka sloupů JBOU po obvode kotveny 22 vysokopevnostními svor­ níky 0 30 mm, délky ccc 2,0 m.

- 99 -

T1

г

ж~я:

í

-IT1

^

II I L.

äSOO

, I_

90D0

LI.

SOOO

т\

_ SOD t I

овп.е.г Svorníky p r o c h á z e j í přesně osazenou t r u b k o v n i c i , jsou předepnu­ t y s i l o u cca a 0,22 Ш a nejsou zabetonovány. Oba konce šroubu jsou opatřeny závitem a maticemi, jsou volně p ř í s t u p n é a vymě­ n i t e l n é a chráněné nátěrem p r o t i k o r o z i ( o b r . 6 . 3 ) . V l a s t n í s l o u ­ py j s o u navršeny jako t r u h l í k o v é s předem vyrobenými a v j ž í h a n ý mi hlavicemi a patkanii. Závěrné svsry byly rentgenovány, sloupy byly přejímány jak v sestehovaném e t a v u , t o k i po dokončení. Výrobu prováděl národní podnik V í t k o v i c e , závod 06, Ostrava, p ř e j í oku Inspekta Ostrava t s . p r o f .Hajovský). P ř i k o n s t r u k c i i výrobě bylo p e č l i v ě dbáno, aby d e t a i l y splňovaly požadavky na k o n a t r u k c e namáhaná dynaaicky. Prováděcí p r o j e k t zpracoval Energoprojekt Praha, dílenskou dokumentaci n . p . Vítkovice - pobočka "гпо ( s . I n g . D r . H o l e n ) . Ze neúnavnou k o n z u l t a č n í činnost ve všech f á z í c h p r o j e k t u i r e a l i z a c e p a t ř i d í k a . p r o f . F a l t u s o v i . ŮIÍiAKICKÉ ZATÍŽENÍ VP ŠROUBB ^ r o t o ž e u nás n e e x i s t u j í p ř e d p i s y , k t e r é se podrobněji zabývají únosností VP-sroubů Tři dynamickém namáháni ve směru

- 100 d ř í k u , bylo nutno p r o v á s t v r é a c i p r o j e k t u turbozákladu dyna­ mické odzkouBenl svorníku а s t a n o v i t mez únavy p ř i různých hod­ notách poaěru P* S min/S шах. ZMuäJcj ukázaly překvapivě r y c h ­ lý p o k l e s meze tínavy p ř i k l e s a j í c í c h hodnotách a současnu p r o ­ k á z a l y naprostou nevhodnost řezanúho z á v i t u p ř i uvedeném dyna­ mickém namáhání VF-svomíkfi. Z á l e ž i t o s t í s e podrobněji zabývá ve s v é a přÍ3pčvku s . I n g . Š e d i v e c , C S c , k t e r ý zlroueky provádí;!.

OBR.o.3

P S E D E P M W Í SVORNÍKO

Obvyklé p ř e d e p i n a n i svorníku momentovým klíčem nebo me­ todou úhlového pootočeni (po d o t a ž e n í ki-tkýjn klíčejn) se uká­ z a l o nevhodným, neboí podle provedených tenzometrických jněřen í na stavbě vykazovalo r o z p t y l v ě t S i než ± 20 % předpokládá-

- ica -

né s í l y . Protože telcové hodnoty r o z p t y l u jsou pro daný ú č e l n e ­ p ř í p u s t n á , byl p o u ž i t hydraulický zpřisob p ř e d p í n á n í , Irterý pro t e n t o případ s p e c i á l n ě vyvinul n . p . Stavby s i l n i c . Svorník se předepne h y d r a u l i c k y , na kslibrovaném t á h l e s e odsSte předpětí vyvozená ve svorníku a současně s e dotáhne matice Šroubu (obr« e . 4 ) . iietoda aé r o z p t y l do i 5 % předpokládaného předpětí a umožňuje k o n t r o l u p ř e d p ě t í v libovolném šroubu bez jeho poäkoZGní.

о;;й.е.4

- 102 liONTAŽ Při betonáži eákladové desky b j l y osazeny kotevní koöe a trubkovnicemi pro VP-svorníky s horizontální p ř e s n o s t i men31 než 10 шш. Vlastni montáž všech d e s e t i sloupu základu o hmotnosti cca 110 tun (včetně s p e c i á l n í montážní plošiny pro betonáž s t o l u o hmotnosti 133 tun) byla prováděna mostovým J e ­ řábem ve strojovně а t r v a l a cca 7 dnů - tedy dobu nesrovnatel­ ně t r a t 5 í než u jiných typu základu. DalSi d ů l e ž i t o u f á z i bylo řádná p o d l i t i patky sloupů, která má rozměr 1,4 a 1,0 m. Pro t e n t o ú č e l vyvinul n . p . Stav­ by s i l n i c ur&itý t y p betonu "Prepae". Vyěiatěná spára maži b e ­ tonem a patkou byla vyplněna Sietým kamenivem a nízkotlakou i n j e k t á ž l z a l i t a aktivovanou cementovou suspenzi. ZkouSky uká­ z a l y , 2e врага j e kompaktně vyplněna a že p o d l i t i s e nesmrötuj e . Fo dokončení betonáže byla c e l á ocelová konstrukce oblože­ na deskami Pyral, která v y t v á ř e j í J e j í tepelnou a protipožární ochranu v požadované odolnosti 4600 s e c .

MONTÁŽNÍ PLOŠINA Pro betonáž t ě ž k á , cca 2 m s i l n é železobetonová desky s t o l u ve výuce 10 m s l o u ž í s p e c i á l n í , opakovatelně použitelná ocelová ploäina, která ae montuje bez ztráty času současně se sloupy základu ( o b r . č . 5 ) . Odzkružení plošiny s e provádí pomoci deřormovatelných s t o l i S e k ; spuatění a rozebrání plosiny vSetně odskruženl trvá 2 - 5 dnu. Plosina se postupně přesouvá Jako inventární podpůrná konstrukce na výstavbu následných základu a j e použitelná i pro základy s monolitickými sloupy.

- юз

10' •w7B4!44"4Kfe OiiR.ä.5

ZAVER На základe zkušeností s výstavbou a provozem dosuď rea­ lizovaných 6 základu uvedeného typu lze učinit tyto závěry: náklady tuto koncepce pro turbogenerátory umožňují urychlení a zjednoduEení výstavby; pro předpjaté styky ocelových sloupů s horní a dolní betonovou deskou základu byla navržena ze ein novo technologie; Během výstavby bylo prokázáno, že předpínání, reap, dopíniinf svorníku nečinilo po zapracování příslušných montážních čet žádné potíže;

- 104 - použití ocelové přestavná montážní plošiny při výstavbě horní desky místo tradičního ležení urychlilo a usnadnilo poctup vý­ stavby a umožnilo určitou variabilitu aontáže technologie, zejména kondensátoru; - dynaaické chováni základu nové koncepce je velmi dobré. Ampli­ tudy vynuceného kmitání jsou několikanásobně menši ve srovná­ ní s amplitudami dosavadních typů základu« Lze očekávat, že tato skutečnost příznivě ovlivní životnost turbosoustroji.

ЫТШАТЦВА Autorská osvSdSení 6.156 849, 157 585, 160 S05 Čs.patent S.134 308

- 105 IIL^S - 5 iíOHTÁŽ OCELOVÍCH KOHSiaUKCÍ VÍROBNÍHO BLOKU TEPELNÝCH ELEKTIÍ/AEN S 2 0 0 Ш BLOKY ÍI.HHAUOVSKÍ I11THÍ ;.I0NIÍŽE OSTRAVA

ÚVOD Hutní montáže n . p . Ostrava, jako jeden z n e j v ě t š í c h česko­ slovenských montážních podniku, s e p o d í l e j í i významným způsobem no výstavbě československé energetiky. V o b l a s t i výstavby t e p e l ­ ných elektráren provádějí Hutní montáže montáže parních kotlů a aontúž ocelových konstrukcí dalaích objektu výrobního bloku« Ha našich n e j v ě t š í c h tepelných elektrárnách s 200 Ш bloky, jako jsou Počerady, Tuäimice I I , Dětmarovice a částečně Chvaletice, Hutní montáže smontovaly nebo montují ocelové konstrukce k o t e l e n , bunkrovýeh staveb, strojoven, dozoren, ocelové konstrukce turbos t o l i c e j . V současné době se v Hutních montážích připravuje tiontáž ocelových konstrukcí výrobního bloku EMĚ I I I s prvým česko­ slovenským 300 Ш turbosoustrojim e věžovým kotlem. Výská o c e l o ­ vé konstrukce k o t l e dosáhne 138 m.

ŘEŠENÍ MONTÁŽE OCELOVÍCH KONSTRUXGÍ VÍR.BLOIOJ 4x 200 Ш Postup výstavby budov výrobního bloku vyžadoval, aby kon­ strukce byly řeBeny jako samonosné pro t y t o r e a l i z a č n í etapy (obr.S.l a obr.ä.2); a. samostatná budova oezistrojovny (bunkrové stavby) bez s t r o j o v ­ ny a kotelny; b . budova mez i s t r o j e n y spolu e budovou strojovny, kdy na obe konstrukce působí .Säinky d e f i n i t i v n í c h mostových jeřába ve strojovně} с

dokončený výrobní blok, t j . včetně nosné konstrukce k o t l e а kotelny. VSechny objekty tvoří společný nosný c e l e k , při čemž sloupy v ředě £ aezistrojovny (bunkrové stavby) jsou p ř i t í jeny kotelní konstrukcí.

. 106 -

+,

+

107 о О

о о о е О Ď О1 g

Í\>

evi Лч

о

о т о

«м

«

iv

гттг г as ca

u- u j

8 о Й о о о

5!

I

+* и

+->

о (Ч о ю •1 II

о* о

»•

т-II

>Л t\J n

> о* < j*

(J

m

Í СП -1 СО

о

5: о; О

-» § м hi «о"5 V V h- V

со

ю tn ш

С\)

С*)

^

«5

"I §

- 108-

РЙЕНШ) HMOTNOSTI ок VÍROBHÍHO ашси 4X гоо Kotelna з nosnými rámy kotle Nosné rošty kotle Střecha kotelny Přístavek pro ohřívače vzduchu Vyztužení membránových stěn Zeuhlovaci věs Zásobníky uhlí íiezistrojovna Strojovna - spodní stavba - horní stavba Turbostolice Budovy dozoren Budova Satén a dílen С e 1 к е о

výrobní blok

ш 8 500 t

£80 440 780 820 190 1 090 2 400

250 2 300

500 1 250

380 20 280 ti

К celkové hmotnosti je nutno připočítat 2 ks pomocných plosin hmotnosti a 135 t sloužících к betonáži horní desky turbostolice. Každá z obou ploSin byla dvakrát montována a demontována. Výstavba výrobního bloku začala montáží konstrukce estády o hmotnosti 270 t ve strojovně, která byla montována autoJeřábem pojíždějíc in v půdorysu strojovny na kóta -4,6 и. Montáž ei vyžádala dobu 1 měsíce. Konstrukce eetády a defini­ tivní vlečkou pak sloužilo к přísunu dílců к montážním jeřá­ bům. Jeřáb SUB-HH 25 situovaný na jeřábové dráze podél budo­ vy dozoi.iy 1 a budovy Baten s nosnosti 25t byl smontován autojeřábem. V dalším pak SUB-НЫ 25 smontoval na -2,6 m na půdory­ su dvojblokové dozorny 1 věžový jeřáb BK 1000, který se přesu­ nul do strojovny, zahájil postupné montáž mezistrojovny^ stro­ jovny a OK turbostollc. Současně se zahájením montáže mezieírojovny zapoSal jeřáb StB-HM 25 montáž OK dvojblokové dozorny 3.1 a po jejím ukončení pokračoval v montáži budovy eaten a dílen. Doba montáže dvojblokové dozornj 1 в budovy Satén a dílen čin i -

109 -

la 5 měsíce, během kterých bylo smontováno 1,005 t OK. 7 prů­ běhu montáže budovy Satén provedl jeřáb SUB-HM 25 1 montáž věžového jeřábu BK 1000 před štítovou stěnou kotelny. Jeřáb BK 1000 pak smontoval na půdorysu kotelny věžový Jeřáb BKZ406 Ы о nosnosti 30 t. Montáž mezistrojovny, kterou prováděl Jeřáb BK 1000 ze strojovny, byla řešena tak, že na půdorysu mezistrojovny by­ ly svařeny příčně rámy do bloku (jeden rám byl složen ze dvou montážních bloku hmotnosti (a cca 40 t ) , které pak byly jeřábem BK 1000 vstyčovány do projektované polohy. Vazníky strojovny o rozpětí 42 m byly stejně jako sloupy řady A sesta­ veny a svařeny před budovou strojovny na předmontážní ploSině obsluhované skládkovým jeřábem o nosnosti 25 t. Pro demontáž jeřábu BK 1000 na -2,6 o v závěru montáže 4.bloku strojovny, byl smontován na + 0,0 m v půdorysu dozorny £.2 věžový jeřáb BK 300, kterým byla po demontáži 3K 1000 dokončena montáž posledních 2 polí střechy a Štítové stěny strojovny. V delSía smontoval tento jeřáb dozornu 6.2. montáž budovy mezistrojov­ ny, strojovny e turbostolic o hmotnosti 6150 t včetně montáží a demontáží pomocných ploSin к betonáži horních desek turbo­ stolic si vyžádala dobu 17 měsíců. Fó ní prováděná montáž bu­ dovy dozorny 2.2 o hmotnosti 625 t probíhala po dobu asi 3 mě­ síců. Po ukončení montáže věžových jeřábů na kotelně, zaháji­ ly oba montáž ocelové konstrukce prvního kotle, a po б měsí­ cích usadily na hlavy sloupů mezi řadami C-E в F-G dva stropní jeřáby, každý o nosnosti 18 t. Oba stropní jeřáby smontovaly tlakový systém kotle a provedly dokončení montáže OK střechy kotelny, přístavbu pro ohřívače vzduchu a podílely se na montáži vyztužení membránových stěn.Ha půdorysu kotelny byly sestavová­ ny jednotlivé zásobníky uhlí do bloku o váze přes 50 t, které byly usazovány jeřábem BK 1000 do projektované polohy. Rovněž byly kompletovány na zemi do bloků části Štítových stěn kotel­ ny a stěn v řadě sloupů G, výtahové Šachty, části konstrukce střechy kotelny mezi jednotlivými kotli atd. Boba montáže oce­ lových konstrukcí v kotelně od zahájení montáže na prvém bloku

- 110 -

do uzavření budovy kotelny č i n i l a 27 měsíců, během kterých mu­ s e l o být v kotelně kromě technologického zařízení smontováno cca 12,410 t ocelových konstrukcí.

MOŽNOSTI ZKRACOVÁNÍ DNES DOSAHOVAHÍCH Щ&1 МОИТШ OK Vysoké mechanizace montážních prací jak na samotném výrob­ ním bloku tak i na předmontážních plosinách, účelně volená b l o ­ ková montáž a dobrá organizace práce na montáži spolu s reálným sítovým grafem montáže daného objektu vytvářejí s t a v , kdy mož­ n o s t i pro d a l ě í zkracování lnut výstavby musíme hledat, vytvá­ řet a vyžadovat v procesu p r o j e k t o v á n í e v ý r ob у d í l c ů konstrukce. Je t o především otázka dobrého řečení mon­ tážních styků a spojů a kvality výroby konstrukce na dílně,neboí t y mají r o z h o d u j í c í v l i v na dálku montážních p r a c í . Ú s i l í projektanta a konstruktéra by mělo směřovat к přesunu ope­ rací náročných na без a k v a l i f i k a c i pracovníku z montáže do d í l ­ ny. Uvedu zde příklad z montáže nosná konstrukce k o t l e , i.íontážn í s t y k truhlíkového sloupu průřezu 1000 x 900 mm s tloušťkou stěny 46 mm j e řešen tak, že vrchní d í l sloupu se musí p ř i v a ř l t к č e l n í desce spodního d í l c e sloupu. Celá operace vyžaduje, eby montážní jeřáb, jehož cena strojhodiny j e 478 Kčs, držel na háku po dobu 4-6 hodin horní d í l e c skoupu, protože styk musí být з е st ehován dvěma kvalitními svářeči ( p r a c . t ř . 7 ) a částeční; zavařen za neustálé kontroly e v i s l o s t i sloupu. V ostrém kontrastu s tímto "montážním" stykem j e ř e š e n í , kdy konce sloupu jsou opatřeny zafrézovanýml čelními deskb.ni (zaručujícími kolmost desek к ose sloupu) a otvory pro spojova­ c í Šrouby. Provedení toncto styku je max. do 1 hodiny s bez poža­ davku na vysokou k v a l i f i k a c i pracovníku (zde postačí 2 pracovníci v 5 p r a c . t ř í d ě ) . Jeřáb je rychle uvolněn pro d a l š í činnost. 5 obdobnými případy se setkáváme velmi často u montážních přípojů p ř í č l í na sloupy spod.

- Ill -

Je proto v celospolečenském zájmu, aby projekční útvary a konstrukce přihlížely к požadavkům montáže e výrobny, které jsou vybaveny výrobními linkami s moderními stroji (jako jsou stroje na dělení na přesné délky, programové řízené vrtací stro­ je a stroje pro čelní frézování konců profilu), které umožňují přesnou výrobu dílců. 8 montážními Šroubovanými styky, aby tyto požadavky montážních podniku realizovaly ve větSí míře než doaud a aby upustily od stávající snahy zjednodušovat pracnost výroby konstrukcí v dílně na úkor montáží. Pro dokreslení uvádím, že v г;,1т ilíí Je ražení montážního spoje Šrouby běžné i u 5 m yyeo):>':.o ..^ ropní ho nosníku kotle v místě připojeni na sloup kot­ li'.

Jek bylo vpředu objasněno, jedinou efektivní možností jak urychlit -:e -.ti':: je úzká spolupráce montážníke s konstruktérem a projektantem. Pronesení pracnosti z montáže na dílnu je ve vyš­ ším, celospolečenském zájmu, který diktuje snížit rozestavěnost vSeci prostřed.ky.

- 112 III/5 - 6 NOSNÍ KONSTRUKCE KOZLE; FRO JEDNOTKU 500

ш

ELEKTRÄRNY MĚLNÍK I I I VL.STOJAN VÍTKOVICE-PROJEKČNE-KONSTRUKČNÍ POBOČKA BRNO

Pro rozvoj energetiky ÖSSH je plánována výstavba nové jednotky parního generátoru o výkonu 500 Ш 8 jedním kotlem na hnědé uhlí o výkonu 445 kg páry z a a e c . Realizace tak v ý ­ konné jednotky j e projekčně zajišťována Sal.organizacemi za konzultační spolupráce s e zahraničním dodavatelem podobných dvou energetických z a ř í z e n í . w"a základe zkušeností se zneěiatovacím. a eroživnim úfi In­ kem popílku z p a l i v a v klasicky provedených dvoutahových k o t ­ l í c h j e v tomto případe k o t e l navržen jako Jednotahový od t o ­ p e n i š t ě a2 к výstupu kouřových plynů. Ofisledken toho j e , ze t ě l e s o k o t l e j e značně vysoké ( o b r . S . D . Při světlém průřezu ohniatě a konvekčního tahu cca 350 m' aehají horní okraje výhřevných ploch k o t l e až do výae + 118,0m. Strop k o t l e , t j . konstrukce, na které j e c e l é t ě l e s o k o t l e o hmotnosti cca 11000 t zavěšeno, j e ve v ý š i + 125,5 m. Mimořádné parametry nosné konstrukce k o t l e s t a v í před pro­ jektanta velké eoubcry nových problémů v oborech: ' - navrhování (etat.výpočtů a konstruováni); - výroby a přepravy (přesnost, velké objemy d í l c ů ) ; - montáže (přesnost geometrického t v s r u , iěžké kusy, velká výško). Nosnou konstrukci k o t l e t v o ř í : - č t y ř i rohové sloupy v roztečných osách 24,5 x 27,5 m o vnějším obrysu nosného průřezu 1,4 x 2,5 m v základové spáře p ř e n á š e j í c í t l a k cca 60 Ш;

- 113 -

5 »*

— ]•** •о »л

J'-S

4•siixTxT^o '

I

/I

/l

10 I—

'l/

Я! |8J |

S! I gl I

jdj [oil |

in": | g ]

L..

E=

2! 5

t

8 S'i

У

4

llv

!i 4 ! \!- ' i \ I •'

i /i

Jo

-11° IN

/ i

Ы ,LH

4

» I

/

- 114 -

- vodorovné rámové pří51 e výsky 2 , 0 - 5,0 mf - diagonály ztužení; - nosná ploSina + 125,0 ш e prflvlaky 4,0 m vysokými a rámovými příčlemi výSky 5 , 0 m. Rozměry p ř í č i l a diagonál, jakož 1 j e j i c h rozmístění nesmí bránit přístupu к technologickému vybavení k o t l e a t o jak ve s t a d i u provozním, tak i mimoprovozním. Tak například hořáková ploSina (přípoje horáka в sacích hlav kouřových plynu mezi ploglnami +47,40 a a + 64,75 m) vyžadu­ j e rámové provedení nosné kostry bez diagonál. V jinoch podla­ ž í c h j e možno diagonály umístit do přesně vymezeného prostoru mezi technologickým zařízením, z čehož vznikají e x c e n t r i c i t y v j e j i c h připojeních na nosné sloupy. Charakteristická rozmezí d i l a t a c í : - od v l a s t n í t í h y nosné konstrukce a k o t l e (ve výSi + 125,-0 m):

60 mm

- od v l . t i h y k o t l e (ve výSi ± O) . . . 60*80 =

140 mm

- od tepelných v l i v ů na k o t l i (ve výSi í 0)

500 mm

=

Nosná konstrukce kotle je tedy koncipována jako prostoro­ vý rám částečné vyztužený diagonálami (obr.S.2). Některé etyčnlky jsou navrženy tak, íe umožňují zachyce­ ní pouze vodorovných sil a nebrání svislým deformacím příSlí. Konstrukční provedení nosné konstrukce musí odpovídat statickým předpokladům (nebo naopak): - tuhé rámové provedení je zajištěno svařovanými dílci, montáž­ ní stykování Je vesměs navrženo VF-Srouby.

- 115 -

?u

+ L

H

116 -

/

444 + 4 4 4 + 4 4 + 4 ++ 4 * 4 V 4 4

+ 4 *-

Г" li и

*+ i 4 4 : 4 4 4 4 4 4 4

í 4 4 4

+•»•->•-'•

* 4

i

í

к

4

4 4 4 4

4

LJ

I

4 4

: 4

V

Р

i

J_

4

í i + 4 4 +

•»

44

0001

008 ^ ^

Н--Ч

~5^

0001

Ь

анв г

Т 3

oosz

i

эв

00SÍ

' i Ir ' ж

1 о

о

г.1!

117 -

U s t o j e k ráno t o předpokládá osově dokonalé č e l n í frézování pro příčné kontaktní styky ( o b r . S . 3 ) . - připojení diagonál je provedeno plošným spojením VE-ärouby. Přídavná naoáhání diagonál od deformace konstrukce jsou s t a ­ novena výpočtem. _

S t a t i c k ý výpočet je proveden na samočinném p o č í t a č i ICL 4-50 výpočtovým programem VŽKG-KOPH podle t e o r i e I . ř é d u . Vliv deformace kon­ strukce je iteračně připočten. RozliSují ae dva charakteristické druhy z a t í ž e n í : - montážní s minimální v l . t í h o u a větrem na t ě l e s o k o t l e i bu­ dovu kotelny ( s o u č i n i t e l z a t í ž e n í n = 1 , 0 ) ; - provozní s max. v l . t í h o u , užitným zatížením a větrem na t ě l e ­ so k o t l e i budovu kotelny ( s o u č i n i t e l z a t í ž e n i n = 1 , 2 ) . Nosná konstrukoe k o t l e je využívána i pro z a j i š t ě n í p r o ­ storové s t a b i l i t y celého komplexu kotelny. Ve s t a d i u montáže j e třeba nosnou konstrukci kotvit ( o b r . 5 . 4 ) . Kotevní prvek o hmotnosti 28 t s mohutným vyztužením t v o ř í patku sloupu. К želbet.základu bude připojen 2 0 t i kotevními Šrouby t 100. Bo­ hova kotevní Šrouby umožní provádět výSkou r e k t i f i k e c l užitím hydraulických zvedáku osazených do kapes základu. Fo r e k t i f i k a c i spodní etáže nosná konstrukce k o t l e bude spára p o d l i t a a k t i v o ­ vanou maltou, která zatuhne bez smratění. Montážní stykyaloupu jsou navrženy přírubová kontaktní + VP-Srouby. Takové provede­ n i vyžaduje velmi přesné s t r o j n í opracování čelním frézováním. Ve s t a d i u montáže mají VP-Srouby i s v o j i statickou funkci p ř e ­ nesením tahu, ve stadiu provozním přenáSejí t o l i k o smyk.

- 1X8' . .POHLED

[_ iooq_

I

1125 .. _[_ 5S0 _|_ 550_[_ 575 _] 1650

1000

._1«Ю

REZ

C-C

Л!

(£>

+ fí в;

t 0 В Н Л - DETAIL

KOTVENI

119 -

PloSlnu +125,0 m t v o ř í : - nosný strop k o t l e ; - obaluzná plosiny a lávky. Hosný strop k o t l e t v o ř í pět průvleků o rozpěti 27,5 m a konstruktivní výSky 4000 mm, s p o č í v a j í c í c h na nosných p ř í s ­ l í c h rámů o výSee 5000 шш. Mezi průvlaky j e vytvořen nosný roSt ze dvojstěnnýcb příčníku a podílníků pro soustavu závěsu kotlového t ě l e s a s membránovými stěnami. Nad kotlovým tělesem jsou umístěny závěsy trubkovnic a technologického vybavení k o t l e , vně kotlového t ě l e s a jsou na konstrukci stropu z a v ě š e ­ ny studené bandáže kotlového t ě l e s e . № zadní straně nosné konstrukce kotle je zavěSena konstrukce spalinovodu (fixována v polovině výuky ke konstrukci k o t l e ) . Konzoly rámových p ř í č i l nesou obvodový systém plil vlaků pro zavěoení stěnového p l á š t ě (oddlistovaného ve výSi +S4,30m) a obslužných p l o S i n . Nosné průvlaky i p ř í č l e гdmu ploäiny +125,0 m o hmotno­ s t i 90 t budou montážně podélně stykovány uprostřed výSky. ijjntáž těžkých d í l c ů s e uskuteční mont.jeřábem zehraniění výroby o výSkovdm dosahu 126 и е nosnosti 45 t p ř i potřebném vyložení ramene. Spotřeba o c e l i pro nosnou konstrukci kotle d l e projektu j e 5000 o o e l i t ř . 3 7 a 52. l o l i k o 4 t mont.přílošek j e z o c e l i 15422.

- 120 III/5 - 7 KONŠTRUEOIE KOTLOV A KONŠTRUKCIE PRE EL. OBREMOVAC I.JAKUBÍK SLOVENSKÉ ENERGETICKO STROJÍRNĚ TLMftSE

ÚVOD

Slovenské energetické strojárne (SES) IlmaSe vyrábajú parné kotle na r6sne druhy paliv a v případe finálnej dodávky aj ocelové konätrukcie budov. Z hl'adiska nosnej konätrukcie kotlá ide o dva typy kotlá: dvojťahové (tva­ ru obratentího U) a jednoťahové věžového tvaru. Nosná kon­ at г икс ia nesie zaťaženie od technologie kotlá, kotlových ploaín a v prevažnej miere slúži aj ako oporný systém pre ocelovú konätrukciu kotolne. Kotol m62e byť v kotolnl úplné alebo Siastočne, alebo je bez kotolne. Tvar konstrukcie а зрваоЬ stužeňia je prlsposobený potřebám kotlá, и menších kotlov nosů prieSky kotlá výmurovku kotle, takže v niektorých prípadoch musia byť vychladzované studeným vzduchem. Z dSvodu možného ohřevu je nosná konstrukci« kotlov dimenzovaná podťa normy na teplotu 100°C. Prierezy stípov BÚ väcSinou prierezu I, menej křížového alebo skří­ ňového. Steny sú zavetrované, alebo rámové. Plosiny и men­ ších typov kotlov sú ,a vonkejSej strany ocefovej konStrukcie kotlá. Kotly veíkých výkonov eú věžového tvaru. VSetky výhřevné plochy sú umiestnené nad sebou, nosná konstrukcia je ďalej od kotlového ťahu a plosiny sú medzi koti. ťahom a ocef.konStrukoiou. KOHŠTRUKCIE PHE E L E K T R A R E S OBREHOVAC SFHJ Pre Juhoslovanekého partnera dodali SES M.meSe v prvej etape 2 kotle každý o výkone 200 Ш , oceí.konstrukciu stro­ jovně, medzlstrojovne a kotolne veetne vnútorných ploáín.

- 121 -

J-4100,0

ш 2MN

53 MN

" \ \

Л \

.Ь /

74

.%

Л

\

_J-±0O

21000 Nosná konitrukcia koita TeObrtnovac 300MW

19000

L

íWr

d

N.

4+48,6

к зЬ?.г*

к

J Л I AM

Kl A i

ki

M

9-1-9 4 2x80t

+0.00

^

Strojovna

45000

/

10000

Kotoiňa

50200

Priečny rez elektrárnou Obrenovac !2.etapo, 300MW)

\

123 -

V druhej etapě (ktorá je v stave montáže) sú dodávané 3 kotle, každý o výkone 300 Ш a oceí.konetrukcie budov navázujúcich na prvá etapu. Nakoíko elektráren ea nachádza v seizmickej oblasti, boli konstrukci« kontrolované na vo­ dorovná účinky od zemetiesenla (7-8° podfá stupnice 1ES). Strojovna a medzistrojovňa tvoria jeden celok, ktorý je oddělený od kotolne o kotlom dilatáciou. ttedzistrojovňu tvoria rámy, do kterých sú čiaetoíne votknuté vazníky střechy strojovně. Štípy pozdížnej steny strojovně aú v patkách votknuté. Kotolňa má zavetrované steny, medzi tře­ tím a Stvrtým kotlom je dllatácia celého bloku budov.

STROJOVNA,MEDZISTROJOVSA A КОТ01ЙА V strojovni Je žeriavová drána pre dva spriahnuté žeriavy - nosnosť 2 x 80 ton pre obsluhu turbogenerátore. V medzistrojovni sú uložené bunkre na uhlie, dopravníky na záeobovanle bunfcrov a vodné hospodáratvo kotlá. Plosi­ ny medzistrojovne tvoria zároveň vodorovné stužidlá. Ha plosinách kotolne je uložená vSetka pomochá technologie kotlá, plošiny slúžia súSastne na prenáSanie vodorovných úSinkov do zvislých stužidiel. V bočných stenech kotolne medzi jednotlivými blokmi sú umieatnené výťahové Šachty, ktorá aú horizontálně vedené plosinami kotolne. Naď stře­ chou kotolne je výťahová Šachta samonosná. Krytina atrlech a stien budov Je panelmi 'typu Burlsol, ktoré dodává junoslov.strana. Panely Durisol vSetne tepel.izolácie majú rozměry: 10 x 50 x 200 cm, a hmotnosť 115 kg/m . Celá oce­ lová konStrukcie budov je z ocele akosti 37. Rozměry Jed­ náno bloku (strojovna nedzistrojovňe a kotolňa) sú 5o x lo5 m, max. výžka 60 m a hmotnoeť celého bloku je 3300 ton. Rámy aú zvarované. Přípoje vSčSích nosníkov sú akrutkované a nosníky do velkosti 2000 mm zvarované. HOSNA* KONŠTRUKCIA K O S U O VÍKONE 300 W Kotol je věžového typu a nosná konStrukcia má tvar kvádra o osových rozměrech p8dorysu 19 x 21 m, výaka 100 m

- 184 nad terénech Sa vylky 60 a Ja kryty kotolftou. Syatéa noanaj konetrukolo tveria etyri atípy akriftového prieraiu
« m e i n vftioM v an ILUAOI T adeaafloati aa výrobny protrec roallruja« Ja připra­ ven* výroba aeparétorcv pra §tťaové elektrárna • aarladeaí pra kendenaéelu. Sálej aa připravuje výroba kotlov o výkone 900 IW.

- 125 III/5 - в OPTIMALIZAČNĚ STUDIE HOSNÍCH KOHŠTRUB3IÍ KOTLOT VEJÍKÍCH VÍKOHOV *' P.DUTKO P.FERJEBČÍK KATEDHA KOVOVÍQH A DŘEVENÍCH KONŠTRUXCIÍ SIAVE3HEJ FAKULTY. SVŠ5C V BBATISLAVE

Jednou z významných o b l a s t i p o u ž i t i a ocelových konstruk­ c i ! v naSom národnom hoapodárstve j e ich uplatnenie p r i s t a v ­ bě nosných konstrukci! Speciálních technologických zariadenl. tedzi ne možno zaradiť i nosná konštrukcie bot l o v , dosahuj lí­ ce výaku i cez 100 metrov. U takýchto konStrukcií třeba o . i . volbou vhodného nosného systému a Jeho konStrukSného rieSenia vyhovieť spravidla velmi zložitým technologickým požiadavkám, podmieňujúcim funk6né p8sobenie c e l e j stavby. Dolezitým k r i tériom pre volbu nosného systému j e požiadavka minimálnych deformaci! konstrukeie; v případe váčalch deformáeil mfiže dojsť к havarijnému stavu neseného technologického zarladenia. Na základe požiadavky Slovenských energetických s t r o j d r n í S.íI.Kirova, n . p . Uma бе, vypracoval k o l e k t i v Katedry kovo­ vých a dřevených konstrukci! SvF SVŠ5C v B r a t i s l a v ě Studie [ l ] noonáho systému kotlá typu "BRAZI", určeného na export. B o l i navrhnuté t r i varianty r i e S e n i a , ktorých s t a t i c k ý systém j e uvedený na o b r . 5 . 1

Okrem autorov příspěvku na atúdiách pracovali: Prof.Dr.Ing.A,Tesař, D r S c ; Ing.E.Chladný, C S c j Ing.J.Schun, CSe.j Ing.J.Viräik, C S c ; Ing.J.Vajda; Ing.Z.Agóes; Ing.E.Chomová; Ihs.J.Lapos

- 126 -

J! i

OBR.г.i

- 127 -

P r v á v a r i a n t a ( o b r . č . l a ) představuje priestorovú rámovu súetavu. D r u h é v a r i a n t a (obr.6.1b) má Seine steny navrhnuté priehradové, v k t o rých niektorá priehrady s ohíadom na nevyhnutelné p ř e ­ stupy technologických zarladení sú navrhnuté bez diagonalnych prútov; boGné steny aú ráaové ako u prvej v a r i a n t y . I r e t i a v a r i a n t a ( o b r . č . l o ) j e tvořená Ětyrai votknutými štípami plnostenntjho uzavrstého p r i e r e z u , kli ktorým aú kíbové připojené p r i e č l e vo vižetkých Styroch vonkajöich stěnách nosného systému. Prie518 sú okrem toho zavěšené v bočných stěnách v střede rozpátia na ťahadle neaenom hornou p r i e č í e u na kote + 48,5 m. Z uvedených variant vychádza najťahaia druhá varian­ t a : kombinovaná priehradová s rámovými bočnými stenamj hmotnosti 534,5 t , potom rámová hmotnosti 643,С t a nakoniec varianta s věžovými náročnými štípami hmotnosti 621,6 t . Táto j e iba o 7,5 % ťažSia ako a l t e r n a t i v a r á ­ mová, pricom s ohl'adom na podstatné menaí počet prvkov a možnooť osadenia jednotlivých náročných s t í p o v na mon­ t á ž i jedným montážnym krokom (po zmontovani montážnych e e k c i í na pracovnej podlahe), sa javí z výrobného i montážneho hl'adiska výhodnéjäia ako prvé dve a l t e r n a t i v y . V prospěch t r e t e j a l t e r n a t i v y hovori i fahäie obnovovan i e náterov konStrukcle i krajaí vzhíad, na ktorý by bo­ l o třeba i u týchto stavieb klásť zvýšený dßraz. Hranice p o u ž i t e l n o s t i t e j t o a l t e r n a t i v y r i e ö e n i a sú limitované medznými deformáciami. S á l e j bol po s t o t i c k e j stránke podrobné preskúmaný nosný systém k o t l á typu "OBRESOVAC" [2] , ktorý dosahuje výSky 60 m. Bolo z i s t e n é , že navrhnuté r i e ä e n i e (obr.6.2) vyhovuje v daných dimenziách po pevnostnej i tuhostnej stránke.

- 128 -

QBB.S.2 NOSNÍ SYSTÉM KOTLÁ TYPU "OBHBHOVAC" Priehyoy konStrukcie, Jrtoré najma u nosných konStrukcií kot lov velkých výSok majú rozhoduj líci význam pre bezpeč­ nu funkciu nesených technologických zařladění, b o l i v tom­ to případe podrobné vyšetřované. Výsledné hodnoty sú uvede­ né v tabuíke 2 . 1 .

- 129 -

TABULKA S.l Zaťaženie

Vodorovná deforaácia vo vrchole fem] v prednej stene v strednej stene v zadnej stene

vietor

1,4S

4,49

1,21

seizmické účinky

1,52

7,12

1,05

Ako ukazujii výsledky, při danej volbě nosného eystému a s ohl'adom na rozdelenle zaťažovacich účinkov, vykazuje najvaĚSie deformácie vrchol etrsanej steny, a to -gfc— .

LITERATURA [l]

studie optimálneho statického eystému noenej konstruk­ ci ie kotlá "BRAZI". Katedra kovových a dře­ vených konatrukcií SvF SVŠT, Bratislava, 1970 publikované

[2] Expertíssny posudok Saatl ocelověj konStrukcie kotlá ty­ pu "OBRENOVAC", Katedra kovových в dřeve­ ných konStrukCií SvP SVŠT, Bratislava, 1969, Nepublikované [З] Р.МШСО, P.řERJBMOÍK, Š.ZAHOBSKŽ: Výškové stavby pre energetické tariedenia. Fozemné stavby 1974, 6.9

- хзо OCELOT! KONSTRUKCE JADERNÍ ELEKTRÄRKY VÍ V JASLOVSKÍCH BOHUNICÍCH I.BIELECKI

HUTílí MONTÍŽE OSTRAVA Jednou z prvořadých akcí investiční výstavby v současné době je výstavba v pořadí druhá Jaderné elektrárny v SSSR v Jaslovekých Bohunicích, v blízkosti první jaderné elektrárny A 1. Je to první Jaderná elektrárna voroněžského nebo přesněji novovorožského typu, jak říká její název JE-VI, a kterou budu­ jeme na základe mezivládní dohody ve spolupráci s SSSR. Na je­ jí výstavbě se podílejí Hutní montáže n.p. Ostrava jako subdo­ davatel převážné části objemu smontovaných ocelových konstruk­ cí o hmotnosti cca 9500 tun, z čehož připadá na hlavní výrob­ ní blok (HVB) 7400 tun. Dále se o tomto komplexu zmíníme po­ drobněji. V hlavním výrobním bloku (obr.č.l) jsou soustředěny ob­ jekty, v nichž probíhá vlastní výroba elektrické energie. Je to reaktorovna, kde jsou umístěny dva reaktory, ventilační centrum pro vzduchotechniku, podélná a příčné etazérky pro parní rozvody a elektrozařízeni a strojovna se čtyřmi turbo­ generátory o výkonu 4 x 220 Ш . V reaktorech umístěných v blocích ze speciálního těžkého betonu vzniká řízeným rozpa­ dem Jaderného paliva teplo, které voda primárního okruhu převádí pod vysokým tlakem do parogenerátord, kde z vody se­ kundárního okruhu se vyrábí pára pohánějící turbiny. Celková neměnná koncepce byla určena technickým projek­ tem, který zhruba na úrovni našeho БРЙ zpracovala sovětská strana. Prováděcí projekty byly rozděleny tak, že reaktorovnu včetně ventilačního centra projektovala dále sovětská stra­ na, strojovnu a etazérky československá strana, a to Energoprojekt Praha stavební část a Hutní montáže Ostrava ocelovou konstrukci. ,

18p

i

гз,зг

126,0

12,0

w*

i

12/3

ЩГ

1

VENTILAČNÍ CENTRUM

1 1

i 'S

D

"H

REAKTOROVNA

Uj

Edlib^i

й т. ч:=->

-V

я

PODÉLNÁ .ETAZERKA

В

STROJOVNA

9 «6,0 =54,0 '

10 ж 6,0 = 60,0

I

|

1

8

I

« * 6,0 = 66/) 2+6,0

10

,

20 OBR.1

DISPOZICE

11 « 6,0- 66,0

I I

31 33 HLAVNÍHO

VÝROBNÍHO BLOKU

JE-V1

42

- 132

O tom, jak je nutno uvažovat v jiných dimenzích při projektování tak rozsáhlého celku, kde opakovatelnost jed­ notlivých konstrukčních prvků jde do mnoha desítek, o proto o to pečlivěji je třeba každý návrh zvážit, svědčí následující příklad: celková délka jeřábové kolejnice, Široká 120 mm, ve strojovně je 500 m. Z dostupného sortimentu kolejnic přichá­ zí v úvahu buď kolejnice JK li.0 s hmotností 178 kg/m, nebo čtvercová kolejnice o hmotnosti 113 kg/m (kolejnice JICL 120 vážící jen 88 kg/m se prozatím nevyrábí). Rozdíl ve hmotno­ sti je tedy 65 kg/a a pro celou délku jeřábové dráhy 32 t, což není jistě zanedbatelné množství. Norma OH 27 2240 pře­ depisuje u čtvercová kolejnice jakost materiálu 11 583 se svařitelností zaručeně podmíněnou, použlje-li se pro připojení přivařených příložek (frézování drážky při takovém množství nepřichází v úvahu). Ocel 11 700 má svařitelnost obtížnou, čtvercové tyče se vSak nevyrábějí v jakosti 11 583. 3ylo te­ dy možno použít bud kolejnic JK. a tím automaticky zvýšit hmotnost konstrukce o 32 t nebo volit jiný materiál než pře­ depisuje uvedená norma. Po zvážení vSech okolností (jde o jeřáb montážní, nikoliv provozní, mslj? počet cyklu apod.) jsme se rozhodli pro čtvercovou kolejnici z materiálu 11 523, který bude pro daný áčel naprosto vyhovující, je přístupný dodávkově в umožní provést všechny potřebné operace běžným způsobem. Dispozičně se HVB pří H S neliSÍ od výrobních bloku elektráren halového typu (obr.č.3). Strojovna je hala se dvě­ ma Jeřáby 125 t/50 t o rozpětí 36,5 ш, dlouhá 24-6 m. Na její střední část navazuje podélná etažárka (mezietrojovna) o Šíř­ ce 12 m a délce 186 m. Sousední reaktorovna je stejné délky, je vystrojena jeřábovými drahami pro jeřaoy 250 t s pomocným zdvihem 32 t a rozpětí 36 m a 32 t/8 t o rozpětí 35,5 m. Na reaktorovnu jsou napojeny dvě příčné etažťrfey pro elektro­ techniku a ventilační centrum. V podélném směru jsou sloupy rozmístěny v modulu 6 m. Šestimetrový modul sledují i jeřábo­ vé dráhy, které Jsou navrženy jako prosté nosníky. Po ddlce je HV3 rozdulcn dilatačními spárami na 4 dilatační celky, kte-

133 -

ré zároveň vjtvářejí čtyři atapy pro výrobu a montáž ocelové konstrukce. Po statické stránce tvoří nosnou konstrukci v příčném směru v I. a IV.etapě jednoduchý rám se sloupy vetknutými do základů, ve II. a Ill.etapě mnohonásobně staticky neurči­ tá rámová soustova, sestávající z vetknutých sloupu a pří511 a kloubově připojených vesníku (obr.6.2). 7 podélném smě­ ru je každé řada sloupu zavětrováha svislými ztužidly. Střechy jsou vaznicového systému, ohýbané plechy VSŽ jsou použity jeko nosný prvek pro střeSnl pláží a ploSiny etažérek s výjimkou podlaží + 0,00 m, kde mají funkcistraceneího bednční. Celá konstrukce ja vyrobena převážně z materiálu řady 37, jednotlivé dílce (sloupy, vazníky) jsou na staveni&ti korjpletovány svařováním. Přivařovány jsou i rámová přížle к náuShům sloupu. Ostatní spoje jsou Šroubované. Při montáži střechy bylo použito v maximální míře blo­ kování v&zníkň. Plánovaná průběžná doba montáže hlavního vý­ robního bloltu jo 16 mčsíců.

37,75 OBR. г.

STATICKÉ

SCHEMA PRIC. RÁMU

HVB

135

i: O

1 Z

г •o

OD O

-136 H I / 5 - 10 REAKTOROVÍ НЛ1Л V PLZNI K.JEbÍNEK KRÁLOVOPOLSKÁ' SIROJÍRHA II. P. BRIJO

ÚVOD Potřeba výroby technologických zařízení pro jadernou ener­ getiku vyvolala nutnost výstavby nového investičního celku reak­ torové haly v P l z n i , kdy by s e prováděla výroba těchto z a ř í z e n í . Reaktorová hala j e tvořena komplexem h a l , které svými r o z ­ měry a provedením ocelové konstrukce v y t v á ř e j í ojedinělé d í l o projektované a vyráběné v ČSSR. Pro svou neobvyklost a náročnost technologie výroby, byl zadán odborný posudek projektu OK ř r o f . D r . I n g . i r . F a l t u s o v i , D r S c , Sien korespondent ČSAV. Někte­ ré závažné d e t a i l y a problémy, které vyplynuly p ř i zpracování projektu, Jspu navrženy к zařazeni do státního plánu RVI na 6 . p ě ­ tiletku.

STRUČNÍ POPIS STAVBY A JEŠÁtiti Vlastní reaktorovou halu t v o ř í lodě 1 a 2 . V příčně s i t u o ­ vaném západním přístavku Jsou umístěna technologická z a ř í z e n í . Hala 3M je loa č i s t é montáže, hala 3K j e loa k a l í r n y . Dispozice h a l , množství, druh a nosnost jeřábu j e patrná z o b r . £ . 1 , 2 , 9 . Hosnó konstrukce všech hal j e ocelová. Průřezy odstupňova­ ný d l e namáhání v e l i k o s t í průřezu, tlouSÍkami materiálu s kombi­ nací o c e l i Jakosti 37 a 4 8 . Spotřeba o c e l i j e 19 kg/шЗ obest. prostoru. STAIICICÉ PftsCEEHÍ H a l a 1,2 Mošnou konstrukci haly tvoří sdružené, vet knutč, c s l o s v a řované, plnostěnné rám} o dvou p o l í c h (36 ш + 30 ш) situované

- 137 -

po 24 ш. Vesica rámu v hale 1 Je cca 38 m (s nadstavbou 42 m), v hole 2 cca 28 m (a nadstavbou cca 32 si). Patky stojeic ve tknuté do předem zabetonovaných Šroubu. Takto situované Fámy z a j i g í u j l příčnou tuhost haly 1 в 2 . Podélná tuhost budovy j e zajiatěna příhradovými ztuäidly v ř.A,B,C mezi ř . 4 - 5 a 9-10. (Viz obr. č.1,2,3). K a l a 3M, 3K Nosnou konstrukci haly t v o ř í vetknutiS rány o rozpětí 30 m, obdobního provedení Jako v hale 1 . Výuka rámů Je 38 m, (v místě nadstavby 42 m), Uspořádání FámŮ po 24 m, r e s p . po 15 a 16 m ( v i z o b r . č . 1 , 5 ) , z a j i S t u j e příčnou tuhoat haly. 34, 3K. Podélná tuhost j e z e j i ž t a n a podélném ztužidlem v ř . 1 1 , 1 2 . 3tu2idlo ve spodní č á s t i jn tvořeno plnostěnným portálem, v hor­ n í č á s t i pří hradovým ztužidlem obdobným hale 1 ( v i z obr. č . 1 , 5 ) . Statický výpočet vSech rámových konstrukcí byl proveden programem VŽKG na SAPO ICL. J e ř á b o v é

d r á h y

Hole 1 - pro jeřáby 2x 265/50 t (spřaženě 500 t) na +24,5 m a pro jeřáby 12э/32+63/12,5 t na +17,0 m jsou jeřábové dráhy pro­ sté nosníky rozputí 24 m, provedením celosvařované, truhlíkové profily. }Jala 2 - pro jeřáby 125/32+63/12,5 t na +17,0 m jsou jeřábové dráhy prosté nosníky rozpětí 24 ш, provedením celoavařovaný I . p r o f i l . Vynášení je provedeno příhradovými táhly po б m. Vo­ dorovné účinky konzolových jeřábu jsou přenáSeny do dvou vodo­ rovných příhradových nosníků (cca na + 8 , 0 na +17,0 m) a odtud do hlavních rámových stojek (viz o b r . 6 . 3 ) .

138

- pro konzolové Jeřáby 5 t/10 m a St/12 m (2 ks) jsou Jeřábo­ vé dráhy spojité nosníky o dvou polích po б m, provedením celosvařované X profily cca na +8,0 a +9,05 m* Hala 3M, (3K) - pro jeřáby 200/50 t (a kalící 250/32 t) na +24,5 и a pro jeřáby 32/8 t (a kalící 80Л2.5 t) na +17,0 a jatou provedeny jeřábové dráhy obdobné jako v lodi 1. VÍBOBA J eřábové dráhy a rámy jsou zařazeny do výrobní skupiny A. Přesnost provedení Je zajlStována dodržováním technologických postupů a maximální kontrolou při výrobě. V případech nutnosti provedení rovných rovnoběžných ploch, je předepsáno opracování materiálu. Jedná se o uložení jeřábových drah (opracování l o ­ žisek a úložných plechu) a o ulouení sloupu budoucí přístavby lodi 10 a 11 (zde se opracovávají dosedacl plechy na patkách a konzolách pod budoucími ložisky).

Hlavní jeřábové dráhy Jsou vyráběny vcelku, nejtĚžSl kus je cca 45 t , rozměru 24 m/3 m/l m. Celá konstrukce rámu je rozdělena na co největší možné d í l y . Při rozdělení se vycházelo z výrobních možností mostárny v K2B a možnosti zajištění dopravy po železnici. Rozdělení je vidět z obr.2.2 a 4. Max. váha dílce Je 45 t , rozměry 12 m/5,8m/ 0,9 a. Jednotlivé montážní dílce jsou ve výrobe sestavovány a v této fázi jsou i přidávány jednotlivé montážní úchyty.

- 139 -

MONl/Ž lato velkorozměrná supertěžká konstrukce je náročná na montáž. Montáž bude provádět Chemont, n.p. Brno. Předpokladem Její úspěšnosti je přesnost provedení jednot­ livých dílců ve výrobě. Jako vodítko pro montážní sestavu jedno­ tlivých dílců jsou vnějSi rysky v osách jednotlivých stran pro­ filu, stoličky uvnitř průřezu pro dodržení vzdálenosti dvou dí­ lů od sebe a vnějSi stahovací úhelníky. Sajletění správné polo­ hy konzol.jeřábových drah je prováděno ve výrobě (kolmost plo­ chy к ose sloupu) opracováním horní plochy ložiskových plechů až po sestavení celého dílu rámové stojky s konzolami. V ulože­ ní jeřábových drah je povolena tolerance + 15 mm, kterou lze eliminovat klíny a vložkami. U jeřábových drah je souběžnost obou ložisek zajištěna opracováním ložiskového plechu ve výro­ bě až po sestavení celá dráhy, Montáž hal je rozdělena na jed­ notlivé montážní záběry, zahrnující v sobě logické celky objek­ tu. Montážní záběr zahrnuje v sobě provedení hlavních rámů, osa­ zení jeřábových drah, stěn, střechy, resp. přístavku. Vlastní montáž rámu je rozdělena do dvou etap. V první, etapě se ve vo­ dorovná poloze na zemi svaří dohromady patka s dílem stojky nad ní, dále stojka s konzolami s dílem stojky s rámovým koutem, resp.se Svěří příěel. Jvě třetiny svarů se provede ručně, zbytek automatem SUA1 1000. Potom se provede montáž pomocí dvou 70ti tunových jeřábů -pásový £ 301 a kolový Sobering. Pro montážní svary a jejich případná rentgeny se ziídl montážní závěsné plo­ siny kolem montážních styků. Jednotlivé díly ae postupně vjřovnají a usadí do koneSné polohy, včetně utažení Šroubů a mont.svarů, protože se neprovádí provizorní kotvení jednotlivých rámových stojek. Střecha a stě­ ny se montují pomocí kolového jeřábu KÖHERIHG s prodlouženým ramenem na 70 m. Pro montáž přístavku jsou к dispozici jeřáby Áů 350 (30 t) а Ш 80. Rychlost montáže se předpokládá cca 500 t/měsíc, při Špičkovém nasazení cca 100 montérů.

- 140 -

KOHSTRUBÍNÍ DElAILí Z á v ě s

k o n z o l o v ý c h

d r a h

(obr.5.3)

Závěs j e proveden po 6 t i metrech, p ř í h r a d o v ý . V místech j e h o p ř i p o j e n í к vodorovným nosníkům a v místech konzol pro j e ­ řábové dráhy j e závěs proveden p l n o s t ě n n ý . P ř í p o j к v o d o r . n o s níkum i к j e ř é b . d r á a e na +17,0 m j e Šroubovaný, Rámovy"

k o u t

v ř . B - loď! 1,2

(obr.č.4)

V tomto místě j e ze základního p r o f i l u s t o j k y rámu vyve­ dena konzola pro jeřábovou dráhu na +24-,5 m a p ř í č l e ránu v l o ­ d i 2 . V místě max. tahového namáhání k ř í ž í c í c h s e p á s n i s j e v l o ­ žen výkovek (cca 200/200). U l o ž e n í j e ř á b o v é d r á h y + 17,0 m v 3K s d e t a i l e m l o ž i s k a (obr.£.6)

l o d i

Každá jeřábová dráha má svoje l o ž i s k o z p l . 8 0 . Pod l o ž i s ­ kem j s o u úložné plechy a podložky umožňující výSkovou r e k t i f i k a c i i 15 mm. Boční zarážky z p l . 6 0 umožňují směrovou r e f k t i f i k a c i Jt 15 mm. Z a j i š t ě n í polohy jeřábové dráhy po vyrovnání se provede montážně vařenými zarážkami, vložkami ( a e z i č e l y j e ř á b , drah) a k l í n y (u v n i t ř n í s t r a n y l o ž i s e k ) . Souběžnost dvou l o ž i s e k jeřábové dráhy j e zajiStována o p r a ­ cováním ploch pod ložiskem ve výrobě. Opracování a p ř i v a ř e n i l o ž i s ­ ka s e provádí až po dokončení c e l é jeřábové dráhy a j e j í m promě­ ř e n í . I s k t é ž h o r n í úložný plech konzol r á m . s t o j k y j e proměřen a opracován až po celém dohotovení montážního kusu.

zívfe) Úvodní projekt bjl zpracován v Kovn-rojektě Praha. Zpraco­ vání prováděcího projektu в výrobní dokumentace bylo proveueno v Královopolské strojírnu n.p. v Drně, kde je také uplatněna velká čáet výroby e dodávky této konstrukce.

0BR.1.

DISPOSICE LODI агшсеп' SÁHŮ, нагнет JEŘÁBŮ,zniitoe. (ZNAČENÍ JEŘÁBŮ- I NOSNOsr-xeperi, VÝŠKA KOUJÍ]

i

ЮЮП

OBR.2

PRICNY REZ

LOP 1,2

REZ

l.-l.

i

PRCNY REZ //.-//.

OBR. 5

REZ

fgiČHÝ fez UO0Í ЭМ

Пег KOČL. ZTUŽIOLEM

>

"

III.-II. .._..

.

J?,J"

€ « » _ _ ч ^ .-3?*

ť*

144 0BR.3

Řez i -i

v MÍSTĚ ZÁVĚSU

OBR.

4

DÁMWÍ

M 7 ÍOC

KOUT v PÁDÍ S M 1100

птпк ^

řftÉ

»jo

•i

OBR.

6

ULOŽENÍ JE Я. DRÍHV AM • «;o M

1-700

J>&

_ 9« _ « V , _.a» .-40

tf

5-

E

í

.-xč~-í. -*-

L-

в го (It

1 PET.

Л

LOŽISKO JEŘ.BIÁHY-КСТГ

7

'•'-

N f» « Ä

145 I I I / 5 - 11 ÜEZ ÚSUn KOTEVHÍCH ŠROUBO STOLIC TURBOGENERÄrOTTO 200 Ш J.ŠEDIVEC VÍZKU12ÍÍ OSTAV ŽELEZNIÍKÍ PRAM Pro kotvení ocelových sloupů kombinovaného základu t u r b o ­ g e n e r á t o r u 200 Ш bylo p o u ž i t o p ř e d p j a t ý c h Šroubových svorníku vysoké pevnosti» V p o d s t a t ě j d e o t y ö e z o c e l i 14 240 . 6, k r u ­ hového p r ů ř e z u , délky nad a m, opatřené na obou koncích závitem. Patky sloupku j s o u kotveny šroubovými svorníky 0 28 mm se z á v i ­ tem И 27, hlavy svorníky D 30 шш s e závitem U 3 0 . Matice j s o u j i a t ě n y p r o t i m a t i c e m i . Po osazení se svorníky napnou t o u měrou, že p ř i provozním z a t í ž e n í j s o u namáhány p u l z u j í c í m tahem s р о тёгпб ш1ои proměnnou složkou. Podle předpokladu s t a t i c k é h o v ý ­ počtu S i n í poměr p = S m i n : Sms. p r o svorníky Ы 27 zhruba 0,55, p r o svorníky Ы 30 a s i 0 , 8 5 . S t a t i c k á pevnost z j i a t é n ó t r h a c í m i zkouškami na s t r o j i Amatér č i n i l a u d ř i k u 0 3O cca 773 MPa, u d ř í k u 0 28 820 HPa. Tyto hod­ noty l e ž í v rozmezí 73a až 833 ÍJPa udávaném v materiálovém l i s t u p r o ocel 14 240 v zuSlechtenén s t a v u . Pevnost Šroubů j e běžně dána p e v n o s t í z á v i t u . Zkoušené s v o r ­ níky a ě l y z á v i t válcovaný. Svorníky .- 27 s e p o r u S i l y s t a t i c k ý m t o h e a 3S3 až 442 kW, jemuž v z á v i t u odpovídá n a p ě t í cca 833 až 887 "Л3а. Svorníky M 30 byly p ř e t r ž e n y s i l o u 434 a2 4C5 kil, odpo­ v í d a j í c í n a p ě t i v z á v i t u j e zhruba 773 až 838 iiPa. Plocha z á v i ­ t u byla uvažována ve shodě 2 Č*SN 01 4O10 jako s t ř e d n í hodnota plochy j á d r a a plochy omezené s t ř e d n í k r u ž n i c í z á v i t u . ř e v n o s t o c e l i v z á v i t u Je vzhledem fc znevniSní p ř i válcováni poniíkud v j 2 Sí n e ž l i d ř í k u . Zjintend hodnoty ее v p o d s t a t ě shodují s ú d a j i l i t e r a t u r y , podle níž Je s t ř e d n í pevnost zuSleohtěné o c e l i 14 240 v rozmezí 735 až S31 3 a [ l ] . Jolcazují, že zkoušené s v o r -

- 146 -

niky ti 27 i í.I 30 mají mechanické vlastnosti 93« ZkouSky na únavu byly provedeny osovým tahem, jednak na pulzačním stroji Aster frekvenci cca 4,3 Hz, jednak na pulzacním stroji závodu pro výrobu zkušebních zařízení, v Lipsku frek­ venci cca 6,6 Hz. Srovnávacím kritériem byl ve väeoh případech konvenční počet cyklu 2.10 . šroubové svorníky И 27 měly válcovaný závit. Poměr dolní­ ho a horního zatížení f byl 0,94. Za předpokladu výSe uvedené­ ho konvenčního počtu cyklu činí mez únavy, při znatelném rozpty­ lu výsledků, cca 726 iiPa. lomy nastaly ve vSech případech v zá­ vitu. ;.iez únavy svorníku И 30 byla stanovena jak pro závit vál­ covaný, tek pro závit řezaný. Poměr dolního a horního zatíženif byl ve vSech případech 0,84, konvenčni počet cyklů N = 2.10 . Výsledky jsou vyneseny ve formě Vřohlerova diagramu (obr.č.l). Únavové lomy vznikly ve vSech případech v závitu Šroubu, převáž­ ně v místě prvého závitu matice. llez únavy av or ní l:ů £ 3 0 e řezaným závitem (zkueebni série II) činila cca 461 IvíPa, což zhruba odpovídá osové síle s ^ ^ = 2 5 9 kW. Po provedení odlehčovacího zápichu (který doporučuje čsií 73 6205 na str.60 v příloze, obrázek 27 tabulky I) klesle mez únavy řezaného závitu asi o 15 3 no 352 KPa (série II)• Odpoví­ dající S m a x • 220 kN. VySSí mez únavy byla zjiatěna u Šroubových svorníků Ы 30 s válcovaným závitem, řři stejných zkuřebnich podmínkách a před­ pokladech jako v předchozích případech, bylo dosaženo meze úna­ vy 55S ИРв jak u Šroubu série IV určených pro elektrárnu TuSimice II, tak i u série V pro elektrárnu Dětmarovice. Odpovída­ jící síla S « 3 1 3 kW.

147 -

ии -

~<

74 -

"Л í\-

70 -

ч

а 1 L V 0

ьэ

'

11

í

Л 11

11

60 -

\

1'L \\

\ \

ЬЬ

\ Uiii

^ %

н

50 -

Ji

'»Д

:

' \

\ 1 \

105

!1 II

л

ч

40-

1

\ »\ i Й\ * Л \ \ -- Y f \ i < \ 1,v' \ \ ^ \ •

4t>

J

И

10

6

'"Л

S .AI

Pbčet оуМй a a t í i í e n í ОЗП.5.1

10?

-

148-

К 1 «oeol24/12 15230

120

,

100

'1

I

f

30

1

V

St

M 24/10 К ocel 14240 šroubový svorník ' M 27/8 G Šroubový BVQsráX: H 30/ 8 G oorlo V

60 'm 40

/i

20 *^

"X ^«*

Л

\

šroubový svorník 1 ti 30/3 G eerlo VI

/

(Tnin

0 0.9

0 /1

0

e>

0 П

1

0 ^ " *m"

OBR.6.2 MEZ ÓNAVY OSOVĚ HAÍíÍHANÉHO ŠROUBU M 2 4 / 1 0 К E Í.Í 2 4 / 12 К v KLADH&I OBORU jo (pro 2.10 6 cyíciů)

- 149 -

Poněkud nizöi výsledky byly zaznamenány při zkouokách ná­ hradních kotevních Šroubu M 30 pro elektrárnu TuSimice II (ee­ rie VI), kdy mez )navy Činila cca 490 MPa. Ha základě výsledku provedených zkouSek na únavu bylo mož­ no bezpečně navrhnout předpjaté kotvení dynamicky namáhaného kom­ binovaného základu turbogenerátoru 200 Ш Šroubovými svorníky M 27 a M 30 z oceli 14 240, pro než u nás dosud neexistují normy ani směrnice. Z uvedených výsledku zkouSek na únavu Je patrno, že řezaný závit je nevhodný pro Šrouby namáhané dynamicky osovým tahem, zvláStě jde-li o VP Šrouby, a že je nutno použit Šrouby s vál­ covaným závitem. Avšak i při tomto provedení je vrubový účinek závitu ne­ příznivý, zvláště při nižaích hodnotách poměru dolního a horní­ ho zatížení f . Je to zřejmá z diagramu na obr.£.2, stanovených na základě výsledků experimentálního výzkumu Šroubů M 24 /10 К а И 24/12 К namáhaných osově dynamickým zatížením [2J. Výsledky získaná pro Šroubové svorníky z oceli 14 240 s válcovaným závitem M 27 a II 30 se velmi blíži hodnotám uvedených diagramu.

LITEHATUHA [1]

FR.DRASTÍK:

Volba konstrukčních ocelí pro vysoce namáhané s t r o j e , STN Praha 1953

[2]

J.ŠEDIVEC:

Závěrečná zpráva VŮ P 12-526-072-00-24/07, VÓŽ Praha 1975

Poznámka: V grafech ponecháno z technických důvodu d ř í v ě j š í zna­ čení jednotek.

HÍDHŽE, S I U , POTRtEJÍ, ТВСШОЬОЗИЛСЕ ZAŘÍZENÍ I

V СИШЮКЁШ PB&MřSIU

- 150 III/б - 2 POSOUZENÍ STAVU PODPOR LEŽATÍCH ZÍSOBHÍKU KAFALMÍCH FLYřift M.HE&SEK ÖSXAV APLDCOVAIiÉ MECHANIKY VŽKG РЙ1 VOJENSKÉ AKADEiíII AOTONÍHA ZÁPOTOCKÉHO BRKO Sklad kapalných plynu v národním podniku Slovnaft t v o ř í dvacet podzemních l e ž a t ý c h ocelových n á d r ž í o objemu 250 ш3 ( J0 = 3 , 5 mj 1 = 27,62 m). Každá nádrž j e uložena na č t y ř e c h samostatných betonových sedlových pod­

porách, v jejichž mieteeh je vyztužena prstenci a pruty (obr.č.l). tenzometr

l:W:UJ..:

,:^/^,-;,.,:vL n J: i ^

<£е^<Ш&&И!' V^№*W^/W^-&Vx^V/x<>«f!« <ММ4Ш&М4Ы1!М!Х$ OBB.Č.l loto etat leky neurčité uložení nádrží se ukázalo jako nevhodné, neboí asi po 10 létech provozu doSlo к havárii Jedné z nich vznikem trhliny ve svaru v tžsné blízkosti výztužného prstence. К objasnění příčiny havárie byl mimo jiné odstraněn násyp poBkozené nádrže a při kontrole podpor zjištěno jejich nerovnoměrné sedání.By­ la tedy vyslovena domněnka, že trhlino j^ důsledkem nízkocyklové únavy materiálu v místě zvýšeného namáhá­ ní u takové podpory, kde došlo к relativnímu poklesu

151 -

podpor sousedních, teoreticky' výpočet pak potvrdil, že ten­ to stav může skutečně nastat. Poněvadž bylo důvodné podezřeni, že podobná situace by mohla vzniknout i u jiných zásobníků skladu, bylo roz­ hodnuto postupně provést kontrolu väeeh zbývajících nádrží, jejíž součástí by bylo i posouzení stavu jejich podpor, ovSem bez odkrývání zeminy. Tohoto poměrně zajímavého tech­ nického problému se ujalo naze pracoviště. Podstatou řešení je zjletování velikosti reakcí jedno­ tlivých podpor, při naplnění nádrže vodou, tenzometrickým měřením osové síly ve středních částech táhel podporových výztuh. К zjištění závislosti mezi touto osovou silou a reak­ ci byl proveden strojní výpočet výztuh pomocí univerzálního prograau KOPH. Pro zatížení smykovým tokem skořepiny a reak­ cí sedlové podpory byl vypočten součinitel H/R š 0,1934. Při výběru vhodných snímačů poměrných deformaci v mě­ řeném táhle profilu U 12 bylo nutno vycházet z těchto sku­ tečností: - uzřená místa jsou po naplnění nádrže pod vodou; - většinu nádrží je nutno měřit v zimním období; - doba odstavení nádrže z provozu к provedení zkoušek musí být minimální; - stejný typ měření bude osmnáctkrát opakován. Z uvedených důvodů bylo dána přednost zvléSt pro tento účel zhotoveným tenzomatr&m, jejichž měřícími elementy jsou induktivní sníměče posuvu Hottinser - Baldwin typ V.' 1 (obr. čo2). Zenaometr sestává ze dvou duralových čelistí, které se, pomocí dvou kalených ocelových hrotů a šroubu se zaka­ lenou Špičkou na každé z nich, připevní к měřenému prutu profilu U 12, jemuž svými rozměry odpovídají. S levou 6elictí je prostřednictvím ocelové tyčky pevně spojen sole­ noid induktivního snímače, zatím co s pravou čelistí je po-

- 152 -

dobně spojeno jeho j á d r o . Z ochraně induktivního aníniačo p r o t i vodě j s o u obě tyčky p ř e v i s Seny měkkou pryžovou h a ­ d i c i . Levá tyčka j e po délce p r o v r t á n a pro prfSchoa m ě ř í ­ cího k a b e l e , který Je zde utěsněn epoxidovou p r y s k y r i t e i . P ř i t r a n s p o r t u a manipulaci j s o u obě č e l i s t i pevně s p o ­ j e n y duralovou deskou, к n í ž j s o u přišroubovány s t ř e d í c í ­ mi Šrouby, j e j i c h ž účelem j e rovněž udržování k o n s t a n t n í měrná základny tenzometru.

OBH.č.2 Po připevnění tenzometru к měřenému prutu dotaženíи Šroubů se zakalenou Špičkou se středícími Šrouby na jed­ né straně povolí, takže je umožněn vzájemný pohyb čelistí v souvislosti s protažením prutu. Eliminace případné ohy­ bová deformace prutu je zajištěna umístěném vlastního in­ duktivního snímače do maximální blízkosti střednice. Väechny čtyři vyrobené tenzometry byly individuálně ocejchová­ ny přímo na velikost osové síly v prutu profilu U 12, kte-

- 153

rý byl zatěžován ve zkušebním s t r o j i -TM, P ř i p o u ž i t i mě­ ř í c í h o z e s i l o v a č e Hottinger-Baldwin KWS-T5 vyäly c e j c h o v n í hodnoty p r o t a ž e n í od osové s í l y 10 кИ v rozmezí 5,12 + 5,48^*m. To znamená, že p ř i n a s t a v e n í maximální c i t l i v o s ­ t i p ř í s t r o j e odpovídá 1 d í l e k s t u p n i c e osové e í l ě 367 386 И, č i l i ooa 1,94 kN měřené podporové r e a k c e , ( Č í s e l ­ né v e l i k o s t i r e a k c í od t í h y vody v n á d r ž i j s o u podle t e o ­ r e t i c k é h o výpočtu 565 kN ve s t ř e d n í c h a 685 kN v k r a j n í c h p o d p o r á c h ) . Pokud se t ý k á t e p l o t n í c h v l i v ů , j e tenzometr o ř i měření na ocelové k o n s t r u k c i ssmokompenzsční,neboí jeho a k t i v n í č á s t j e ocelová. To oväea p l a t í pouze za p ř e d ­ pokladu, že tenzometr i konstrukce p o d l é h a j í během měření stejným t e p l o t n í m změnám. Pokud by tomu t a k n e b y l o , j e t ř e b a mít na p a m ě t i , že p ř i r e l a t i v n í změně t e p l o t y t e n z o tietru vůči k o n s t r u k c i o 1°C, zaznamená p ř i s t r o j výchylku, odpovídající osové s í l o 434 ÍJ, což j e poměrně vysoká hod­ nota. V l a s t n í měřeni p r o v á d ě l i dva p r a c o v n í c i . Po montáži tenzoisotrů na č t y ř i t á h l a výztuh nad podporami p ř i p r a v e ­ né nedrže byly vyvedeny e l e k t r i c k é kabely odvzduänovaclm průlezem в zapojeny na a p a r a t u r u , umístěnou v m a r i n g o t c e , s t o j í c í pod núupem zásobníku. Po t e p l o t n í m u k l i d n ě n í t e n zouiotru sRcalo napouštění n á - r ž e vodou z požárního hydran­ t u . u£hem p l n ě n í a po jeho ukončení se provádělo o r i e n t a č ­ n í č t e n í p ř í s t r o j e každých 15 minut .tak dlouho, dokud se měřená hodnoty n e u s t á l i l y . *'eprve z t ě c h t o u s t á l e n ý c h č t e ­ n í pük byly vypočítány reakce v j e d n o t l i v ý c h podporách. VoBkorá popoaná č i n n o s t byla z p r a v i d l a vykonána během J e ­ diné pracovní sauny. ZkuSenosti s provedených měření prokázaly řadu výhod pcuiiité metody. N e j d ů l e ž i t ě j š í z nich j s o u : minimální d o -

- 154 -

ba potřebná к umístění snímačů na měřená oísta a e tím související úspora na nákladech s dále naprostá spolehli­ vost snímačů při těžkých podmínkách měření. Výsledky z provedených zkouSek ukázaly, že u převáž­ né vetSiny zásobníků skutečně doSlo к nerovnoměrnému po­ klesu jejich podpor. Naměřené velikosti reakcí totiž mají značný rozptyl a pohybují зе v rozmezí 18 - 113 % veliko­ stí reakcí teoretických. Naproti tomu se väak u žádného zásobníku nepřenáSí celá tíha jejích obsahu do podpor,při čemž i zde dochází к značným nerovnoměrnostem. Podíl tíhy, která se přenáší do podpor к celkové tíze obsahu jednotli­ vých nádrži se pohybuje mezi 37 a 70 %• '^ento jev je možno vysvětlit tím, že část tíhy se přenáší do podloží přímo prostřednictvím zeminy, jíž je nádrž zasypána. Konečným výsledkem popsandtío měření na 18 zásobni­ cích skladu bylo konstatování, Se pouze u jednoho z nich by mohlo dojít к poruäeni pláště vlivem přetížení podpo­ rovou reakcí, zatím co u ostatních toto nebezpečí nehrozí. To pak přispělo к rozhodnutí o povolení dalälho provozu skladu kapalných plynů a tím к zajištění neruSeného chodu v řadě průmyslových odvětví, zabývajících se výrobou a zpracováním umělých hmot, z nichž na prvém místě je výro­ ba umělých vláken pro textilní průmysl.

- 155 Ш/б - 2 VÍCEVRSWŽ KULOVÍ

zis&stxj

K.KOHOUT VÍTKOVICE-ŽELEZÍRHY. A STHOjfaHY KLEHENIA GOTT.7ALDA OSTRAVA-VÍEKOVIQE

S rozvojem vědy a techniky dochází ke stoupajícím n á ­ rokům chemického, hutního průmyslu a d a l š í c h průmyslových ' odvětví na parametry uskladnovacích nádrží. Rovněž u k u l o ­ vých nádrží, vyráběných ve Vítkovických železárnách od r o ­ ku 1962 v moderním celoavuřovaném převedení stoupaly postup­ ně požadavky zákazníku na v e l i k o s t (objem) a t l a k nádrží« "Skteré z těchto požadavku nemohly být uspokojeny, prutože výrobně jsme omezeni tlouSÍtou stěny nádrží в = max» 30 mm (kulové nádrže se silniSjšl stěnou by musely být po smonto­ váni ne s t a v e n i š t i žíhány). Při hledání možnosti zvýšení paranetru uvedených nadrží p ř i c h á z e j í v úvahu prakticky t ř i možnosti: 1 . p o u ž i t í nových materiálů s. vySsími pevnostními hodnota­ mi; 2 . použití s t á v a j í c í c h materiálu o v ě t š í c h tloušťkách ( e> 30 mm) a po smontování provádět žíhání nádrží; 3. výroba nádrží vícevrstvých. .'.pálenkou vývoje a výroby vícevrstvých kulových (o respektive i válcových) nádrži j3me ae počali zabývat v lé­ tech 1964-1965. Principem je vzájemné dosedání (vyrovnává­ ní) Jednotlivých vrstev v procesu tlakování (plastické při­ způsobování vnitřních vrstev na vrstvy vnEjší, které «ustá­ vají v pružném stavu). Dochází к lepšímu využití materia, д a nádrže možno použít pro podstatně vysSí parametry než ná­ drže jednoduché (jednovrstvé). NaSl snahou bylo vyřešit pro-

- 156 -

blematiku komplexně (teorie, spojená s experimentálním ově­ řením na vhodném výrobku - tíodelu). Teoretická část byla zpracována pracovníkem Ústavu apli­ kované mechaniky VŽKG při Vojenské akademii Antonína Zápotoc­ kého CVAAZ) Brno Ing.LéncoSem CSc, model byl vyroben v kotlárně VŽKG, experimentální část úkolu byla prováděna rovněž ve VŽKG a dále ve. Výzkumném ústavu zváračském v Bratislavě. Pří­ spěvek si klade za úkol seznámit a průběhem řeáení problema­ tiky (jednotlivých etap) i se získanými zkuěenostmi в prove­ denými závěry. YeSkeré práce byly řeSeny formou podnikových výzkumných úkolu. Teoretická a výpočtové část byla řeSens v rámci výzkumného úkolu "Kulové a válcové nádrže v mezním sta­ vu". Z několika nabízejících ae teoretických možností řeáe­ ní (například mezera mezi vrstvami vyplněná kapalinou) byla přijata alternativa přímého vzájemného styku (kontaktu)jed­ notlivých vrstev. Ha základě teoretických předpokladu pak by­ la vypracována metodika obecného i Síselného výpočtu více­ vrstvých kulových nádrží v pružnoplastickém stavu za předpo­ kladu analytických závislostí napětí na deformaci. V dalším pak byla tato výpočtová metoda zobecněna pro obecnou, expe­ rimentálně zjištěnou závislost napěti na deformaci a apliko­ vána i na vícevrstvá nádoby válcové. V průběhu řešení byl rovněž vypracován univerzální program pro výpočet kulových i válcových nádrží, který umožňuje výpočet mezníhoj dovole­ ného, plastizačhího i řady dalSich provozních stavu nádrži. límto programem je možno optimálně navrhovat složení jedno­ tlivých vrstev s ohledem na jejich materiál, příslušné mezlvrstvová mezery a žádané odstupňováni namáhání vrstev - čímž snížíme základní namáhání vnějších vrstev a tím je pak umož­ něno připojení podpěrného systému se zvýšenou bezpečností. V závěrečné části úkolu v roce 1972 je p»': proveden praktic­ ký výpočet dvouvrstvého modelu kulové nádrže 0 3000 mm. Pro­ vedením uvedených teoretických a výpočtových prací bylo do­ saženo, toho, že teoretickou část problematiky bylo možno po- ' važovat za vyřešenou. V souladu se světovou praxí jsme dále považovali za nezbytné provést odzkouSenl Jednoho nebo více prototypu výrobků včetně prováděného tenzometrického maření

- 157 -

během napětových a destrukčních zkouSek. Materiel prototy­ pů jsme dále chtěli podrobit mechanickým zkouSkám (včetně zkouSek speciálních). Protože u kulových nádrží za naSlch podmínek nepřicházejí pro značnou nákladnost zkouäky pro­ totypu v úvahu, snažili jsme se provést experimentální ověření a solidní pokusy alespoň na modelu dvojvrstvé ku­ lové nádrže, Pro úSely měření byly sice již dříve vyrobe­ ny (r.1969) dva modely 0 1500 mm z materiálu 11433.1, bo­ hužel však na nich nebylo možno pro některé technické po­ tíže provést plný rozsah plánovaných měření. I tyto nekom­ pletní experimenty prokázaly sice pravděpodobnost dobré shody skutečného a výpočtového destrukčního tlaku, velmi dobré vzájemné plastické přizpůsobení a vyrovnání к ideál­ nímu kulovému tvaru (hlavně na počátku membránových plas­ tických deformací) a dále skutečnost, že vícevrstvé nádo­ by se chovají po provedeném plastizačnlm tlakování lineár­ ně; přesto jsne vSak provedená měření považovali га ne­ kompletní a ne plně hodnověrná. Uvažovaný výrobek - model 0 3000 шш byl pak zhotoven a odzkouSen v období 1972-1974 v rámci vývojového ükolu "Vývoj vícevrstvé kulové nádoby". Hlavním cílem bylo dokonalé experiiaentální prověření dvouvrstvých kulových nádob na větším modelu, realizovaném s větaí přesností. Prověření mělo dvě hlavní části: 1. experiuentfilní blai.vvúrii. procesu přisspufcoooní ae obou vrstev nádoby při tlakování jako součást výrobního cyk­ lu; 2. tlakování modelu až do destrukce (při záporných teplo­ tách pro zajištění mezního tlaku v nádobě (v podmínkách křehkého lomu). V obou částech byl model sledován vždy tenzometricky až do oblasti větaich plastických deformací. Rozměry mode­ lu dvouvrstvé kulové nádrže byly navrženy na základě dříve provedených výpočtu. Zvolena alternativa se vzduchovou me-

- 158 -

žerou mezi vrstvami, rovnou tlouaíce vrstvy a bylo předpc klódáno, že v procesu tlakového přizpůsobení teto mezera praktici"' zmizí. Původní vzhled modelu je na obr.S.l

OBR.6.1 DVOUVHSTVÍ KULOVÍ UiÍDnŽ POVODNÍ STAV

- 159 -

V oblasti hrdla došlo později к dodatečné úpravě v důsledku Spatné technologie svařováni. Ne obr.й.£ е 2a Je sobrazen konečný vzhled modelu a detail úprav; kon­ strukce hrdla.

OBR.Ö.2 JVOUVRSIVI 13JLQ4Á H / J H S Stav po opravě (konačný)

-160-

OPRAVA MODELU DVOUVRSTVE KULOVÉ NÁDRŽE 0 3000 9

V

DETAIL A M 1=1

ZAVAŘIT AZ PO TLAKOVÉ ZKOUŠCE

OBR. 2a

3L

- 161 -

Vlastní model tvoři dvě vrstvy (koale) o tlouStee vždy 3 = 8 mm z ferriticko-perlitické ocele 11 484.1. Mezi vrstvou je vzduchová mezera (s = 8 ти). Vnitřní průměr nádrže (vnitřní vrstvy) je 3000 mm. Každá vrstva nádrže sestává ze 2 vrchlíků а dvou pásu (po 6 segmentech) .Sva­ ry jednotlivých vrstev jsou vzájemně přesazeny, rovníko­ vé svary jsou z výrobních a kontrolních důvodů posunuty o 30 шш. Svařovací hrany jsou upraveny do tvaru "V". V horní části kulové nádrže je umístěno průlezové hrdlo Js 500, ve víku hrdla a ve spodní ěásti nádrže jsou propojovací hrdla a ve spodní části nádrže jeou pro­ pojovací hrdla Js 50. Nádrž je posazena na Šesti podpěrných trubkách 0 83 x 6 mm, umístěných Šikmo к pláSti pod úhlem 20°.Kom­ pletní výroba modelu proběhle ve VŽKG. Plechy byly liso­ vány na vnitřní г a 1500 mm a pro docílení co nejpřesněj­ ších tolerancí bylo prováděno společné lisování vždy tří vrstev. Sestavení modelu proběhlo systémem jednotlivých složených polokoulí dle speciálního technologického před­ pisu а za neustálé kontroly. Závěrný rovníkový svar vněj­ ší koule byl proveden kombinovaným způsobem (kořenová vratva v ochranné atmosféře argonu, výplň a krycí vrstva elektrodou 131). Průlez a hrdla byly přivařeny jen к vnitř­ ní kulové nádrži. VeSkeré svary byly provedeny elektrodou E-B 131 (tzn. elektrodou o pevnostní stupeň nižSi, než elektroda к danému základnímu materiálu přiřazená), což bylo na základě dříve provedených pokusů s nádržemi 0 1500 mm provedeno záměrně se snahou docílit větě! plast16noeti svarů. Po provedených svářečských pracech byla pro­ vedena 100 % rtg kontrola vSech křížových styků, závěrné­ ho rovníkového svaru a svaru trubky hrdla Js 500 a 25 S6 kontrola všech ostatních svarů pláStě. V průběhu výroby modelu byly provedeny zkouSky výlisků (segmentů) na těs­ nost pomocí petroleje - žádných netěsností - trhlinek nebylo shledáno. Dále byla provedena těsnící vodní zkouSke vnitřní kulové nádrže o přetlaku p « 6 kp/cm . Po do-

- 162 -

končení výroby bylo prováděno tlakovánl modelu na přizpů­ sobeni vrstev. ťrovozní tlakovou zkouäku bylo nutno při přetlaku p = 37 kp/cm přerušit, protože doälo к destruk­ ci (utrženi) hrdla Je 500. Po úpravě konstrukce a techno­ logie svařování hrdla (obr.6.2a) byla pak zkouSka opako­ vána a proběhla při přetlaku p • 66 kp/cm bez jakýchko­ liv závad. V průběhu tlakování byla prováděna měřeni nap­ jatosti pomocí tenzometrů а rovněž kontrole stavu vzájem­ ného přizpůsobení vrstev (dotykovým měřítkem). Rozmístě­ ní tenzometrů je uvedeno na obr.6.3. Po skončeném tlako­ vánl a přizpůsobeni vrstev bylo dokončeno zavaření prů­ lezu a hrdel (přivařenl к plášti vnější kulové nádrže) a model byl odeslán do Výzkumního ústavu zvářačského <WZ) Bratislava к provedení dalších experimentálních a závěreč­ ných zkoušek. V Bratislavě byly nejdříve provedeny cyklické zkouěky modelu, cílem bylo co nejvíce napodobit provozní cyklus nádrží. Byl zvolen zatěžovací cyklus 0,30 a 60 kp/cm a by­ lo provedeno celkem 162 cyklu (záznam tlakovacích cyklů byl pořízen registračním přístrojem). Současně bylo na několika tenzometrech měřením sledováno, zda nedochází к dalěímu přizpůsobení vrstev. ZkouSky proběhly úspěaně a bylo shledáno, že deformační i napěťový stav obou vrstev ее pouze cyklicky opakuje bez jakýchkoliv daláíoh trvalých změn. Fo zaizolování modelu byla pak ve Výzkumném ústavu zváraSském provedena závěrečná destrukční zkouSka (ustav Je vybaven kryogenní stanicí i zkušebním bunkrem). Původ­ ní záměr byl schlazení modelu na teplotu - 30°G a provede­ ní destrukce. Při vlastním procesu ochlazování se väak zjistilo, že při tak velkém ochlazovaném objemu (aái 16 лН chladící kapaliny) nestačí výkon stanice
163 t

•*

i

ROZMÍSTĚNI TENZOMETRU

CISLA V ZÁVORCE TENZOMETRY UVNITŘ OBR. 3

- 164 üyly zvoleny tlakový Dtupnt 0,30,60,70,80,90,100,110, 120 atp. a současna zapojeny zbývající tenzonetry a snímány rovněž pruaná a plastickd deíoraace až do destrukce. X destrukci došlo při přetlaku asi llíi 1ф/си , předběžnou pro­ hlídkou nádrže bylo zjištěno, že dožlo к protržení vnějaí nádrže i slabému výronu media na povrch. Po důkladná pro­ hlídce (po odstranění izolace a očižtění nádrže) byl zjiätžn celkový rozsah destrukce i charakter vlastního lomu (Obr.č.4,5).

OBR.6.4

- 165-

GBR.S.5 Při konečném vyhodnocení a porovnání vypočtených a naměřených hodnot jsme doall к závěru, že shoda je ve vSech případech velmi dobrá. Tak například vypočtený a dosažený destrukční tlak se vzájemně liäi pouze o Z % a, obdobně platí i pro hodnocení procesu plastizace, kde ma­ lý rozdíl mezi stupněm přizpůsobení vypočteným a skuteč­ ným Je zaviněn hlavně menšími odchylkami skutečného provedení obou vrstev od ideální kulové plochy. Je zřejmá, že u sku­ tečných dodávek kulových nádrží (kde vzhledem к velikosti

-166 -

bude daleko vySSÍ relativní přesnost), bude dosažena i vyöSi shoda 8 vypočteními hodnotami. Ha provedeném experimentu byl a kladným výsledkem měřen extrémní případ (mezera rovná tlouSÍce vrstvy). Při praktické výrobe nádrží bude uvažová­ no pouze s výrobně minimálně nutnou mezerou tak, aby v prů­ běhu tlakování doSlo co nejdříve к vzájemnému přizpůsobení a společné práci obou vrstev. Závěrem možno shrnout, že na základě provedeného výpoč­ tu a experimentu s modelem dvojvrstvé kulové nádrže 0 3000 ma, je výroba vícevrstvých kulových nádrži plně realizova­ telná. Bude nutno dořešit jeetě některé otázky materiálová, technologické a montážní. Zvláštní pozornost vzhledem к cha­ rakteru konstrukce bude nutno věnovat provedení závěrných svaru vnějších vrstev a připojení průlezů a hrdel к nádrži. Podrobnější informace o materiálu, technologii výroby i o provedeném měření a vyhodnocení, diagrany, grafy, které vzhledem к rozsahu příspěvku nebylo možno uvést, jeou obsa­ ženy v uvedené literatuře a jsou к dispozici u autora.

LIIERATUHA [lj

J.LÄNCOS:

Kulové a válcové vícevrstvé nádoby v mez­ ním stavu (ÖAM VŽKB Brno 478/71 - říjen 1971)

[г]

J.LÄHCOä:

Kulové a válcové nádoby v mezním stavu (ÍAH VŽKB Brno 560/72 v prosinec 1972)

[3j

J.LÁNCOŠ; K.KOHOUT: Zpráva o současném stavu a plnění PVĎ "Vývoj vícevrstvé kalové nádoby" (Ostrava, březen 1973)

- 167 [4]

К.KOHOUT a kolektiv: Vývoj vícevrstvé kulové nádoby- závěrečná zpráva (Ostrava, září 1974)

[5]

K.KOHOUT:

Posudek ke správě "Průzlcum možnosti použi­ t í materiálu 16 228.1 к výrobě kulových nadrží" (Ostrava, duben 1973).

168 III/6 - 5 ZUR ВЕИГ" -.UWG ABGESTUFTER ТАШЙНТЕ!. R. THXPLE

HElBRAHTHEffilE Die zylindrischen Mantelschalen stählerner Tanks werden üblicherweise nach der Membrantheorie bemessen. Die Abstufung der Schalendicke wird b e i Vorgabe einer f e r t i gungs-ökonomiech bedingten Mindesthöhe des Einzelschusses entsprechend der Belastung - dem hydrostatischen Brück 3*". h - und der zulässigen Spannung des eingesetzten Werks t o f f s vorgenommen. S t o s s e t e l l e n - v g l . B i l d 1 - sind so nach Q l . ( l ) beschrieben: zul.G'.t h

"

(1)

a.r _S_

1 h

ü BIID 1 BELASTUNG DES ABGESIUi'i'EN TANKHANIELS

- 169 -

EIHILUSS DER RAMDSIÖHUHG Der statische Effekt der Dickenabstufung; die elastische Bieseeinspannung der oberen in die untere Schale an jedem Horizontalatoss bleibt nach 1.unberücksichtigt. Damit wird eine Anstrengungsreserve verschenkt, weil die V.'irkungen aus der Randetürung die für den Spannungsnachweis massgebenden Umi'angskräfte ny>, [i.p/'om] aus der Membranwirkung reduzieren. An der Stelle h, so der mit der Membrantheorie П yjj,

= ZUl. Пр = Z u l . в" . t

nachgewiesen wird, g i l t in Wirklichkeit

" / " "f. * пГк*

n

f»

<

*"'"?

(2)

Die Reserve gestattet eine Verlegung des Stosses in Rich­ tung des zunehmenden hydrostatischen Druckes um etwp „Л=-^2_ a

(3)

r

mit: <Mlj» = П у » в - Пу>

dieses ilass der Verschiebung - nachfolgend (Bild 2) mit x bezeichnet - i s t von der Geometrie und der zulassigen Spannung des iiantelwerketoffee abhängig und durch eine transzendente Gleichung (4) bestimmt. Unter Verwendung der Losungen [ l ] für das Randstorproblem der Zylinderschale mit konstanter Dicke und Beachtung der Tatsache, dass in den praktischen Fallen des Tankbaus "lange" Schalen vorliegen - also eine gegenseit i g e Ueeinfluasung der Ränder nicht e x i s t i e r t , erhalt man foljende Gleichung (4) für n^bzw. mit ry = a u l . ^ . t für die gesuchte StosaVerschiebung x: U)

- 170 -

fy • of(h-x)*

*£*'**

•щ—^ua.—*.

[(*-•%) Ш»л - Msi»**]

к

w

_i_

H w

T Б1Ы5 2 POSITIVE DEFOJITIOi STATISCHER UND GEOKETRISCHER GRÖSSEN

Darin g i l t für Stahl: *

я

E . t 3 1 2 . ( 1 ^ ) * " " °'3

Die Bandstörkräfte В und U sind aus den Kontinuitätsbedingunaen zu bestimmen, die bei dem schnellen Abklingen der Randstörung ein System von zwei inhomogenen Gleichungen liefern [ Ц . MÖGLICHE STOSSVERSCHIEBUNÖ Da der Einfluss der Schubspannungen und der Hormalapannungen 6g. auf den mehrachsigen Zustand gegenüber ^ unbedeu-

- 171 -

tend ist (Veränderung der Hachweisgrösse -<3 % ) , besteht lediglich die Forderung, die mögliche Stoseverechiebung x in Abhängigkeit von der zuläseigen Spannung gem.Gl.(4) zu bestirnten. Dafür muss der Grösstwert (es braucht nicht icmer ein Maximum vorzuliegen) von n gem. Gl(4) bekannt sein. Da eine explizite Lösung nicht möglich ist, bleibt nur der .Ves der iterativen Näherung. Mit dem auf diesem V/ege gefundenen Wert x ist für den Zustand nach erfolgter Stossverschiebung zu überprüfen, ob n ^ s zul.np gilt. Gegebenenfalls- ist der V/ert x in kleinen Schritten zu korrigieren, bia die genannte Bedingung erfüllt ist. sämtliche Rechenoperationen werden zweckmässig mit einem Automatenprogramm erledigt.

QUANTITATIVE AUSWERTUNG FÜR ZDL. & = 1,6 ip/cm2 In Dild 3 sind für die in der DDR gebräuchliche Geometrie stählerner Qrosstanks [3] die Stossverschiebungen x in Anhängigkeit der Tankradien und der konstanten Parameter t 0 /t u aufgetragen. Dabei ist die jeweilige Dickenänderung benachbarter Zylindersehalen auf 1 am begrenzt. Die Kurvenschar gilt für zul.?'= 1,6 ifc/cm^ und #*= 1 ар/иг als massgebende Grössen - vgl.Gl.(4). Zum Vergleich ist für die Manteldickenrelation t„/t = 2/10 die Kurve fur zul.O" = 2,4 Up/слг eingetragen. Die Veränderung in Abhängigkeit vom Spannungswert hängt mit der unterschiedlichen Differenz der Radialverschiebungen benachbarter Zylinderschalen im Eembranzustand unter hydrostatischem Druck zusammen. Im wesentlichen ist zu registrieren: - Das Шве der Stossverschiebung x wird durch die Anstren­ gungsmöglichkeit des Werkstoffes bestimmt. Ober diese Grösse können Schweissnaht-Abminderungen berücksichtigt werden

172 -

r^'2J

» - Stoßverschiebung öi

BILD 3

^

b;

£

$

173 - Die Funktion x = x ( s , t 0 / t ) b e s i t z t 1ш p r a k t i s c h i n t e r ­ e s s i e r e n d e n Bereich ein Maximum - Mit zunehmendem Sankradiue wird der Unterschied zwischen den Werten x ( t 0 / t , j ) g e r i n d e r . Bei а - 25 га - das e n t ­ s p r i c h t einem Tank топ V « 3 0 000 m^ - i s t d e r D u r c h s c h n i t t s ­ wert 30 cm b e i Abweichnungen топ +$ cm. - liassgebend i s t n i c h t d e r Verhältniewert a l s Quotient von t 0 und t sondern d i e R e l a t i o n der B e t r ä f e von t 0 und t .

SCHLUSSFOIßERUHGEN - Die Jilaterialeinsparungen durch Verschiebung des S t o s e e s d e r Teilmantelschalen b e s i t z e n f u r Grosetanks d i e Grössenordnung von 3 - 4 S - Diese Einsparung i s t b i s auf einen höheren Rechenaufwand q u a s i ohne w e i t e r e kostenverursaeiiaiiJa iJasonslincn и и e r ­ r e i c h e n , S i e 4i£rundelegung e i n e s Schweissfaktore топ 1,0 gegenüber d e r z e i t 0,9 bzw. 0 , 3 würde ein Vielfaches an Material s p a r e n , jedoch enorme Kosten f ü r eine e n t sprechende Gutenkontriftle (100 ä i g e s Röntgen) v e r u r s a c h e n . - Die b i s h e r i g e n Ergebnisse s o l l e n durch Nomogramme f ü r i n t e r e s s i e r e n d e Werte zul.в" und Untersuchungen des E i n ­ f l u s s e s d e r Bodenecke auf d i e Beanspruchung des u n t e r e n Ä n t e l s c h u e e e s ergänzt werden. LITERATUB [1] [2]

К.ОЛШШШ: Flaehentragwerke, Wien 1956 ' H.THIELE:

The influence of e l a s t i c deformations on t h e accuracy t o s i z e of l a r g e c y l i n d r i c a l s t o r a g e tanks of s t e e l Report of lASS-Symposium P i p e s and Tanks, '.ieiiasr JůR 1968

-174-

[Э]

R.THlELEj s.NEUMMTO: Zu einigeu aktuellen Problemen etählerner Grosstanks „isaenscheitliche Zeitschrift der Hochschule fur Bauwesen Leipzig, Heft 3/1972, S.131-HO

- 175 ИДУб - 6 OCELOVÍ KOHSIRUKCE PHO RAFIMEHII BASRA V EUKU J.KASÍREK B.DVOSÁK

CHEJOPBOJEKT BHNO

7.dubna 1974 byl za úěasti naäich a iráckých státních představitelů zahdjen zkuěebnl provoz rafinerie ropy v Basře» Tato rafinerie o kapacitě 3 mil.tun ropy ročně je dosud nej­ větším Invest líním celkem tohoto druhu, postaveným ČSSR v zahraničil Generálním dodavatelem strojně-technologické čas­ ti byl Chepos, IDZ Brno, stavební části Pozemní stavby Gott­ waldov. Generálním projektantem byl Chemoprojekt Brno. Výrobní závod rafinerie je umístěn v pouáti asi 30 km západně od Besry u obce Shuaiba, nádržový park, vodárenské objekty a přístavní molo pro plnění cisternových lodí pří­ mo v Basře ve čtvrti Hüftleh u řeky Shatt-al-Arab. Oba komplexy jsou propojeny potrubní- trasou pro dopravu rafinočních produktu do tankoviatě a upravené říěnl vody do rafine­ rie. RJZSAH A TYPY KONSTHUKCÍ Celkový objem realizovaných ocelových konstrukcí (dále jen OK) je cca 5000t, z toho 2300 t jsou technologické a 2700 t stavební ocelových konstrukcí (OK). Xoto rozdělení obvyklé v ČSSR, je provedeno z hlediska funkce jednotlivých konstrukci, tj. technologické OK alouží к umístění a obslu­ ze technologického zařízeni a potrubí, stavebními se pak rozumí ocelové skelety budov, zastřešení skladovacích pro­ storů apod. Podle této klasifikace pak byla zajlSÍována výroba OK dodavatelem příslušné 8áeti stavby. Převážnou část technologických OK vyrobila Královopolské strojírna Brno a dále Závody Vítězného února (ZVÚ) Hradec Králové, výroba stavebních OK byla rozdělena mezi ZVÚ Hradec Králové, Žele­ zárny Prostějov, Urenové doly Ostrov nad Ohří, KPS Brno a

- 176 NHKG Hustopeče« lion též OK provedly podniky Chemont Brno, liontas Hradec Králové a PSG. Technologické konstrukce je možno rozdělit do několika hlavních skupin: a. konstrukce pro vzduchové chladiče - vícepodlažnl, ztuženó svislým a vodorovným zavětrováním v jednotlivých patrech, otevřené, s podlahami z žebrovaných plechů s ocelových roStů, doplněné podvšanými drážkami pro pojezd kladkostro­ jů nad aparáty, umístěnými v konstrukci; t>. potrubní mosty - dvoupatrové, podpěry v příčném sněru rá­ mové, v podélném kyvné, podélníky prosté nosníky rozpěti 6 в. Výjimku je most v tankoviěti taftieh, kde pro překle­ nutí vleček a silnic ve stávající zástavbě byly použity přibredové hlavní nosníky rozpětí až 27 m s podpěrami rov­ něž příhraďovýmij c. konstrukce plnících ramp - silniční a železniční, konstruk­ ce pro zařízení přístavního mola; d. příhradová věž pro pochodeň - čtvercového průřezu, rozměr v patě 6,6 x 6,6 m, konicky se zužuje к vrcholu až na 2 x 2 m, výSka je 56 m. Přívodní potrubí je umístěno uvnitř a zavěSeno na konstrukci vrcholové obslužné galerie, pří­ stupové žebříky jsou vně konstrukce. Narožníky věže jsou navrženy z trubek, které nejlépe vyhovují pro přípoje styčníkových plechu stínových ztužidel, vlivem konicity věže nesvírajících pravý uhel. Stavební OK byly pro celou stavbu řešeny jednotným způ­ soben, tj. nosným prvkem byl vždy příčný rám, vettamtý nebo kloubový, HiniMálni byly použity přihrádce prvky. Pro oblo­ žení atta afttřaíní plaSÍ byl použit hliníkový profilovaný plech tlouSÍky 1 on, výgka lichoběžníkové vlity 50 mm. Pro předepsané zatíženi vyhovoval pro vzdálenost vaznic či paž-

- 177

dilti až 2 n. Vzhlede;^ к místním klimatickým podmínkám neby­ lo nutno atěny e střechy tepelně izolovat, spáry a přesahy plechového obložení uzavřených budov vBak musely být utěsně­ ny proti vnikání prachu při prachových bouřích. Stavební konstrukce jsou reprezentovány těmito hlavními typy a. dílny a sklady - jednopodlažní, nžkolikalodní haly s je­ řábovými drahami pro jeřáby, nosnosti 5 e£ 12, 5 t; b. vodárenské objekty - jedno a vícelodní haly a vestavěnými ocelovými podlahami a jeřábovými drahami pro jeřáby do nosnosti 10 t; o. kompresorovny - jednolodní haly se zvýšenou ocelovou pod­ lahou a jeřúbovou drahou pro ruční jeřáb nosnosti 10 t; d. čerpací stanice - rámové přístřešky в příčnými nosníky pro podvěsna kladkostroje do nosnosti 5 t; e. vütäi i menčí přístřešky pro ochranu před přímým sluneč­ ním svitem - například nad parkovištěm osobních automobi­ lů, jízdních kol, nad technologickým zařízením apod.

POUŽITÉ PSEDPISI A HORMÍ Základním souborem předpisů a norem, obsahujícím veš­ keré požadavky a technické podmínky pro vypracování projek­ tu o dodávku celu rafinerie, byla tendrová dokumentace "Job Jeoijn ópecification", vypracovaná pro iráckou stranu anglic­ kou firmou ICOUOJÉ; International Corporation. lyto specifikace stanovily hlavní zásady a kriteria ->ro navrhování, výrobu a montáž OK, tj. zatížení, materiál nosných prvků, apňsob výpočtu, přípoje, konstrukční detai­ ly typových dílců, nátěry, izolaci proti ohni a příslušné

- 178 -

závazné погод. Textová část dokumentace musela být v y p r a c o ­ vána a n g l i c k y . Pro OK v r a f i n e r i i bylo předepsáno p o u ž i t i amerických norem. Tyto normy a část souboru s p e c i f i k a c i firmy Kellogg, t ý k a j í c í se OK, byly přeloženy do č e š t i n y a spolu s r o z s á h ­ lým elaborátem pomůcek a pokynu pro navrhovaní prvku OK v y t v o ­ ř i l y t a v . "manuál", k t e r ý s l o u ž i l j a k projektantům, ' t a k i výrobcůn OK. HÁVíffi, VÍROBA A MOMIÍŽ OK Z a t í ž e n í k o n s t r u k c í odpovídalo zhruba hodnotám, obvyk­ lým u naEich k o n s t r u k c í , s n á s l e d u j í c í m i odchylkami: - nebylo uvfcžováno z a t í ž e n í snthem a seismickými v l i v y , - z a t í ž e n í vStrem bylo uvažováno táměř dvojnásobná ( o p r o t i SsN), p ř i 2emž bylo předepaáno i d i a g o n á l n í z a t í ž e n í kon­ s t r u k c e j a k o celku ťsó ё v jednoia a 45 '» v druhém směru s o u č a s n ě ) . U lehkých s t ř e c h rozhodovalo s á n í v ě t r u (125 % základního t l a k u v t t r u ) . Tyto vysoká Účinky viitru nebyly p o c h o p i t e l n ě eliminovány neuvažováním sněhu, což podstatné o v l i v n i l o dimenzování OK. Výpočet OK podle americká normy odpovídá v p o d s t a t ě metodice dovolených namáhání. Ve srovnáni s dnes p l a t n o u SsíJ 73 1401 j e t a t o norma k o n z e r v a t i v n ě j š í a dává poněkud méně hospodárná výsledky p ř i dimenzování j e d n o t l i v ý c h prvků OK. Na druhá o t ř e n С však americká norma místo pro běžnou p r a x i s l o ž i t ý c h výpočtů obsahuje řadu empirických vzorců a omezujících n a ř í z e n í z a j i š ť u j í c í c h navrhování s t a b i l n í c h a konstrukčně vhodných průřezů i cióně zl"-aenými u ž i v a t e l i . doplňková konstrukce (sohody, ž e b ř í k y , z á b r a d l í ) byly určeny vzorovými d e t a i l y s p e c i f i k a c i firmy K o l l o g s . Se souhlasem zákazníka, jehož z á s t u p c i (organizace SCCOP) kon­ z u l t o v a l i a o d s o u h l a s o v a l i p r o j e k t , byly vsak upraveny

179 s ohledem na naze typové detaily, vzhledově lep51 a kon­ strukčně účelnější. Z požadavků na OK, odliěných od naвich zvyklostí, jsou zajímavé zvlažte následující: - montážní styky nesměly být svařované, ale Šroubované.Vý­ jimky musely být předen schváleny zákazníkem, při čemž při prachových bouřích, v letním období velmi Sastých. a trvajících i několik dní, se nesmělo s ohledem na kva­ litu svaru svařovat; - pro vSeehny důležitější nosné přípoje musely být použity VP Šrouby. íyto přípoje byly řeaeny tak, že jednotně byl použit Šroub a 20 z materiálu 10 1С (matice 8 G ) . Kalené podložky byly použity pod hlavu Šroubu i pod matku, i když to americká norma ALT.U nevyžadovala; - vSechny dílce OK лщзе1у být opískovány před provedením základního nátěru lx S 2003 (max. 4 hod. po opískování). HalSÍ nátěrové vrstvy byly: v dílně lx S 2004, lx S 2012, na montáži 2x S 2013; - ochrana OK proti ohni na dobu cca 1 1/2 hod. (sloupy a nosníky pod technologickým zařízením v prostoru s po­ žárním nebezpečím) byla prováděna 5 cm vrstvou liťďho betonu, vyztuženého drátěnou síti; - u otvoru v zábradlí v místech výotupu ze žebříku (větvi­ nou boční výstup) byla požadované bezpečnostní závora z tyče í íO a-, v úrovni horního madla, konstrukční řeSená tak, že po nadzvednutí při průchodu osoby sama vlastní vahou uzavřela otvor. Ze zkušeností, získaných při montáži, třeba upozornit zvláatě na následující:

- 180 -

- pro prováděni montážních úprav technologických OK byl použit montážní materiál v základním zúženém sortimen­ tu průřezu U, 1,1» a pleohfl v množství 2 % váhy těchto OK. U stavebních OK byly požadavky montážních úprav menSÍ; - jako nosné kotvení se ukázalo nejvýhodnější kotvení za­ betonovanými Šrouby, jejichž tolerance nepřesahovaly hodnotu i 2,0 cm, i když stavební práce prováděly míst­ ní firmy často в nekvalifikovanými pracovníky. Kotevní kanály pro Šrouby s hlavou 1, kotvené do roätfl, nebylo možno při tzv. komplexní montáži udržet ěisté nebo vy­ čistit před zalitím a to zvláště u kanálku pro dlouhé Šrouby.

ZÄVER Uealizace OK pro rafinerii v Baaře přinesla řadu cen­ ných zkušeností, které možno využít nejen na dalších za­ hraničních stavbách, ale i v tuzemsku. Znovu se potvrdila velká výhoda variabilnosti a snadné možnosti úprav OK pro­ ti konstrukcím železobetonovým, zvláště důležité je pak minimální doba, potřebná к jejich sestavení na místě, umož­ ňující zahájení montáže vlastního technologického zařízení ve velmi krátkých lhůtách po zahájení stavby. Je nutno zdů­ raznit i politicko-hoapodářský význam této 3tavby v arabském světě a úspeSnou prdel všech zúčastněných podniku, které udělaly maximum pro to, aby i v mimořádně obtížných podmín­ kách vytvořily dílo, které nás dobře reprezentuje před ce­ lým světem a je podstatným přínosem pro rozvoj nárolního hospodářství Irácké republiky.

- lea. III/б - 7 OCEUOVÉ SLINKOVÍ SILO V КОШШАТЕ ZAHOHIE

V.ŠINKA KERAMOPROJEKX TRENČÍN

Donedávna bol s l i n o k skladovaný na vol'nych skládkách, aväak s ohladom na automatizáciu technologického procesu a ochranu životného p r o s t r e d i a , аше p r e ä l i к skladoveniu e l i n k u do s i l . Prvýkrát to bolo v Cementárni Turna n/Bodvou ( ž e l e z o betonové s i l o 0 1 8 , 0 ш, výška materiálu 35 m, t e p l o t a s l i n ku 100°C). V Kombináte Záhorie v dSsledku r o z d i e l n e j t e c h n o l o g i e chladenia s l i n k u sú t e p l o t y s l i n k u až 200°C a pre komplex proMémov v s ú v i e l o s t i s touto t e p l o t o u ž e l e z o b e tonu эше p r e S l i na ocelové s i l o , ktoré sa podstatné jednoduchsie vyporadúva s danou problematikou. Obsah s i l a 60.000 ton s l i n k u . POPIS KOKŠIRUKCIE Celkový geometrický tvar j e zřejmý z o b r . č . l » Válco­ vá čaeť má priemer 36,0 m a výSku 4 0 , 2 m; t-ilo j e uzavřete zastreSenim v tvare komolého ihlana o výí?ke 9,ž m в hor­ ným priemerom 9,5 m. Па vodorovnej aast.í gaetecSeaia j e . umiestnená nadstavba s technologickým asariadaniÄ, ktoré vyvodzu;h značné vodorovné s i l y - a£ 16,0 bí Vefké vodorovné s i l y И = 1 2 , 0 "Ф sú vnaSané i do ť a h c é n o prstence a t o od kotvenia konunikaönej v ě ž e . Plášť s i l a je kotvený do železobetonového základu oez roznáSací element. Pldať j e vytvořený z plechov v e í kDsti 6,0 x 2,5 m o hrůbkách 13-33 mm. Opracovanie hran plechov pre zvárania bolo převedené do požadovaného t v a ­ ru pálením.

- 182 -

oBR.a.i Zvisltí zvary sú prevádzané ruina ako X zvary, vodo­ rovné zvary autometom ako * X zvar. Veími aaujímavýa prvkom j e tzv. ťahaný prstenec s t r e 5 nej konätrukoie, ktorjř má viacero významných funkci! nielen v definitivnom pĎsobaní, ale i při montáži» Geometrický tvar j e zrejntf z obr.6.2.

SIATICií VfPOÖEP S ohíadom na t o , Že sa jednalo o problematiku, ktorá najma v oblasti urSenia zaťaženia od náplně nemalá v ČSSB

- 183 nijakých normových podkledov, u v í t a l i еще moznosť, která es naskytla v eúvislosti so zakúpenim zváraeieho agregátu pře vodorovné zvarj ako aj Séfmontáže firmy fäVT z NSR, a dohodli sme i dodávku statického přepočtu eo společnou konfrontáciou výsledkov.

*8?

OBR.6.2

Výpočet bol prevádzany- v Keramoprojekte Trenčín a na íeohnickej univerzitě v Braunschweigu (prof.Pieper a Dr. Kartens), К výpočtu obaja partneři přistupovali rSzne a preto je určité vhodné previesť porovnanie«

- 184 a. statická charakteristika konstrukci« Obaja partneři uvažovali vlastný plá&ť ako rotačně sy­ metricko Skrupinovú konStrukciu, ktoró je uložená na základe a na ktorej hornom okraji je ťahový prstenec, ktorý nesie zastreSenie v tvare komolého kužeía; b. zaťaženie od materiálu Obe práce vychádzali z normy DIN 1055 list б a z práo profesora Piepera; vo výpočte profesora Piepers bell vSak už uvažované určité hodnoty podl'a navrhovánej revizie uvedenej normy. Bozdiely nebránie то vzájemnom porovnávaní dalších častí výpočtu, napr. v ťatiových si­ lách v iiláSti cca 9 %, vo zvislých silách v pláSti 7 *, v tlaku na dno 8 %; c. okrajové podmienky Německý pertner volil pružné votknutle pláSťa, pretože správné předpokládal, že dokonalé votknutle by si vyžiadalo neekonomické změny na ponerne jednoduchej kon­ at г икс ii pláSťa. К výpočtu použil výsledkov teoretic­ kých práč H.J.Helloerga: Beitrag zur praktischen Berech­ nung Kreiszylindrischer Stahlbetonailoa mit polaraymetriacher Belastung.Výpočet preukazuje, že pružné votknutie nevyžaduje úpravy na dimenziéch pláeťa. Nás vypočet ekúmal 2 alternativy. Pri oboch sme použili výsledky práce BoriaBinova: Niektoré technické předpo­ klady teorii osove-symetrických deformuclí tenkostenných válcových Skrupín. Výpočet sme previedli viacaenej z dövodov zisku informácle i na úplné votknutle, čo samozřej­ mé je nevhodné rieSenie. Na zmiernenie nepriaznivých úSlnkov votknutia аше sa rozhodli chránil? miesto votknutia před priamem vplyvom tlaku materiálu a to železobeto­ novým prstencem zvnútra sila o výSke 1,0 m, ktorému nič nebráni v deformácll vo vodorovnom směre a ktorý preberá na tuto výsku účinky materiálu. Výpočet nám preulcázal, 4e navrhovaná úprava nám postačí na vylúčenie nepriazni-

- 185 vých vplyvov votknutia. Poměry na Ьогпош okraji sú rieaitefné bez vačSích potiažl; d. účinky t e p l o t y Vo vaetkýeh sledovaných ertrémnych pripadoch teplotného zaťaženia vlaatnej steny teplotným spádom sú hodno­ ty zanedbatelné. tiepriaznivým vSak je zmrasťovenie plášťa z titulu náhlého poklesu teploty v zimnom obdoví, pričom dochádza к pasivnému tlaku materiálu. Obsja partneři pre výpočet vychádzali z práč 3r.Ing.Theimera a preto výsledky sú viacmenej zhodné. Pre orientéciu uvádzam, že napitie z titulu teplotných zmien dosahu­ ji! až 15 ?:• hodnot napatí od tlaku materiálu; e. posúdenie pláeťa na búlenie MáS výpočet sa opieral o práce profesore Křupku. Neuecký partner vychádzal z práč kolektivu Weingarten, Morgan a 3eid. Porovnáním výeledkov je možné ziatiť, že vplyv núlenia, resp. stability sa viae prejavuje vo výpočte ně­ meckých partnerov, к čomu ich nútia tam platné normy.

LXÍIlAŽ Vefmi zaujlmavou častou realizácie sllnkového sila je jeho montáž, ktorú previedol montážny závod Přerovských stro­ jíren, n.p. za účasti Séfmontéra firmy KVT z NSH. Technická rieSenie vlastnej montáže předpokládá v zása­ dě: - montáž po prsteneoch, kde vodorovné zvary sú prevádzané pomocou zvarovacieho automatu, vSetky zvislé zvary sú pre­ vádzané ručně; - konStrukcia střechy je zmontovaná po zhotovení 2 preteneov a je dvíhaní postupné s navářením preteneov; konStrukcia střechy vytvář a přitom pracovnu ploSine, ale obstarává i funkeln etužujlíceno prvku počas montáže;

- 166 -

- dvíhanie s t r e e n e j konStrultoie sa prevádza pomocou 3 0 - t i c h zavesoch a zdvihákov cca 1,5 m pod horný okraj p r s t e n e y kde sa podchytí navařenými konzolkami a rozoprie aa k l í n mi oproti s t e n e ; - siedmy a dvanásty prstenec musia byt kotvené pofias montá­ že. Z^VĚRESNŽ TBCHMICKŽ & A J E

Celkové váha s i l a z toho: pláBt střecha

1 . 0 2 8 , 0 ton 863,0 ton 1 6 5 , 0 ton

Výroba VŽKG Ostrava, závod k o t i e r e n . Plechy t i e ž vo výrobe naakružené a vytvořené b o l i hrany pomocou autogenného péliaceho zariadenia. Montáž zaisťoval Uontážny závod Přerovských s t r o j í ­ ren n . p . ; v priaznivých klimatických podmienkach Je doba montáže na 7 mesiacov. Ha závěr j e nutné vyslovit? pinii spokojnosť s r e a l i z o ­ vaným dielom, které Je výsledkom spolupráce skupiny odbornlkov z p r o j e k c i e , výroby i montáže. Je p o t ě š i t e l n é , ze k v a l i t a na Sich práč Je vysoko hodnotená i zástupcem! firmy, ktorá prevádza Séfmontáž.

- IS* -

xii/é - в OCELOVÍ SILA HA ZEiŽDĚLSKÉ PBODUKIY I.LHOIÁKOtí STAVEBNÍ ÚSTAV ČVUT PHAHA

ÚVOD Problematika, spojená в výstavbou s i l v zemědělství, ее v posledních l é t e c h dostává s t á l e v í c e do popředí v projekčních i výrobních závodech. Výstavba ocelových s i l pro uskladňování senážních a s i l á ž n í c h materiálu a zejmé­ na pak o b i l í s e velmi rychle r o z v í j í a p ř i n á š í sebou ř a ­ du probléoa v o b l a s t i navrhování, výroby i montáže,stejně tak jako řadu zkušeností s konstrukcemi, uváděnými postup­ ně do provozu.

NAVHHCVA^Í SIL Postup p ř i navrhování ocelové konstrukce s i l u nás 3atím nebyl jednotný, poněvadž dosud n e e x i s t u j e č e s k o s l o ­ venská s t á t n í norme. Používalo s e proto buá německé normy DIN 1055 [ 1 ] nebo sovětská £H 302-6$ [2] . Obě t y t o normy byly vydány v roce 1963 a obě jsou jako z a s t a r a l é v r e v i ­ z i , V poslední době s e do ČSSH d o s t a l návrh revidované s o ­ větské normy SN 261-73 ГЗ] » který byl vzat za základ pro . vypracování naSÍ národní normy, v Jehož prvním s t a d i u byl u nás vydán návrh předběžných směrnic pro navrhování s i l na sypké materiály [4]« Výpoíet z a t í ž e n i p l á š t ě s i l a od tlaku náplně, který j e pro dimenzování pláStě rozhodující, vychází podle s t a ­ ré sovětská i německé normy z horizontálního t l a k u náplně, rozděleného rovnoměrně po obvodu buňky. Bere s e v ú v h u zvýSení s t a t i c k é h o t l a k u v s i l e při jeho vyprazdňování, sovětská norma pak pomocí s o u č i n i t e l i umožňuje respektovat

- 1SS -

v dolní části buňky možnost lokálního zvýSenl tleku (pou­ ze však zvýšením hodnoty výpočtového horizontálního tlaku, rovnoměrně rozděleného po obvodu buňky) a dsläi zvýSení tlaku ve vnějaíeh buňkách sdruženého silu. Zatížení stěn buněk vypočtená podle obou norem, jsou prakticky stejná, uvažujeme-li při použití В Ш 1055 souči­ nitel zatížení к = 1,3, při použití SH 302 65 pak к = 1,3 a součinitel podmínek působení m = 0,8 (to je pro vnitřní buňky silového bloku). Srovnání hodnot takto vypočteného vodorovného tlaku obilí, rovnoměrně rozděleného po obvodu buňky průměru 7,5 ш, je uvedeno na obr.č.l. Badá experimentů, provedených v posledních dvou de­ sítkách let, väak ukázala, že způsob výpočtu zatížení podle obou uvedených norem není dostatečně výstižný ve srovnání se skutečně zjištěnými tlakovými poměry v silech. Pokus o odstranění těchto nedostatku byl učiněn v návrhu nové so­ větské normy, podle níž se účinek rovnoměrně rozděleného tlaku náplně v buňce superponuje s účinkem tlaku, působící­ ho buá na část výsky sila u buněk nevyztuženýoh nebo se zatížením lokálním na dvou protilehlých místech příčného průřezu u buněk s obvodovými výztuhami, tfa ilčlnek lokál­ ního zatížení se buňky posuzují jako ortotropá skořepiny. Proměnnost tlaku obili v závislosti na čase je vzata v úvahu doplněním výpočtu o posouzení únavové pevnost i.ten­ to nově navržený výpočtový postup podstatně lépe vystihu­ je skutečnost (řada i u nás provedených měření ukázala,že stěny buněk jsou zatíženy nerovnoměrně a Že dochází к na­ máhání ohybem v obvodovém směru) a je pro návrh dimenzí buněk přísnější; byl proto převzat i do připravovaného návrhu nasi normy. Nadále vsak zůstává řada nevyjasněných otázek - pro­ měnlivost fyzikálních vlastností uskladňovaného materiálu v závislosti na čaee i na tlakových poměrech v sile, той-

- 189 -

noet vzniku kleneb v uskladňovaném materiálu a duinky na konstrukci při jejich zříceni, tlaková poměry při boSním vyprazdňováni náplně ze sila a podobně. Jejich postupná poznáváni si vyžádá JeStě mnoha let rozsáhlá experimentál­ ní práce, získáváni a zpracováváni velkého množství expe­ rimentálně zjištěných údajů.

KOHSTRUKEE SIL

.

Sila lze provádět dvojím způsobem - buä Jako samostat­ ně stojící buňky, oddělená od buněk sousedních včetně zá­ kladu, nebo Jako sila sdružená. Každá z těchto skupin má svá výhody i nevýhody. Typickým příkladem sil první skupiny jsou smaltované věže pro senáž, siláž a obili, vyráběná ve VŽKB Ostrava; příkladem sdružených sil jsou velkokapacitní obilní sila pro 20 až 50 tisíc tun obili, vyráběná v IMS Pardubice.

SAMOSTATNÍ S I O J Í C Í вийш VŽKS OSTRAVA Vítkovické věže jsou vyráběny ze smaltovaných plechu tlouaíky 3 až 5 mm, spojovaných Šrouby. Průměr buněk Je 6,0 a 8,5 m, výgka 14 až 20 m. Pro dimenzováni pláště je rozhodujíc! kombinace tlaku ve svislám směru a tahu ve směru obvodovém od zatížení náplní. Hlavními výhodami vítkovických věží jsou dokonalé povrchové ochrany plechu, možnost rychlé montáže, jedno­ duché zakládání. Nevýhodami jsou předevSÍ» omezení rozměru, poněvadž výrobní technologie nedovoluje použiti větglch tlouStěk plechu a jakostnějších ocelí. Šroubování plechu s předem vyraženými otvory je náročné na přesnost vyráběných dílců.

- 190OBR.I.: PRŮBĚH VÝPOČTOVÉHO VODOROVNÉHO TLAKU

OBILÍ

PO VÝŠCE U KRUHOVÉ BUŇKY f 7,5 m

0

0ß3

0,01

,0,05 VÝPOČTOVÝ VODOROVNÝ TLAK pn

NN./,

[Mpa]

V%.t

V3

'A 10

ř"

-\ \ \ \ \ 20

l \

30. 1

í1 40.

^

i:

a>>-

3k

очг -'S а:Й

50, z*y

1

- 191 -

Doplnění hladkého pláětě výztuhami pro zvýšení ohybové tuhosti je obtížná s ohledem na smaltovaný povrch použi­ tých plechu» Sila nejsou opatřena tepelnou izolací a je proto třeba počítat při dimenzování pláste i s účinky náhlé teplotní změny.

CELKOKAPACITHÍ OCELOVÍ OBILNÍ SILA TMS PARDUBICE Buňky profilu 7,6 m, výšky 30 m, jsou sdruženy do bloku a propojeny vzájemně tzv. mezistěnami, umožňující­ mi skladovat obilí i v asteroidnich prostorech mezi buň­ kami. Buňky jsou celoavarované, sestavené z panelu o tloueíce plechu 3 a 4 mm, vyztužených po obvode válcova­ nými I o U profily a v dolní Sásti buněk rovněž mezileh­ lými svislými tenkoetsnnými U profily. Povrch buněk je opatřen ochranným nátěrem, celý silový blok je pokryt hliníkovým plážtěm s tepelnou izolací. Pro dimenzování pláatě buněk ve svislém směru je rozhodující zatížení od tlaku náplně v buňkách a soused­ ních asteroidech, v obvodovém směru pak zatíženi prázd­ ných buněk tlakem náplně ze sousedních asteroidu. U buň­ ky, provedené jako ortotropá skořepina, lze vhodným vyztu­ žením dosáhnout poměrně značné ohybové tuhosti, takže účinky lokálního zatíženi je možno významně snížit. Během provoz*! prvního sila tohoto typu se ukázalo, že při návr­ hu pláatě je třeba posuzovat také nesymetrické zatížení prázdné buňky při naplnění pouze jednoho nebo dvou sou­ sedních asteroida, které vyvolává deformaci příčného průřezu buňky a vznik značně vysokých ohybových napětí v obvodovém směru; velikost těchto účinku značně ovlivňu­ jí kromě ohybové tuhosti buňky - skořepiny i okrajové podmínky jejího uložení. Vhodné konstrukční řeaení těch­ to detailu zde hraje velkou roli. Hlavními výhodami této konstrukce je ekonomická spo- třeba oceli, potřebné na uskladnění jedné tuny materiálu,

- 192 -

diky možnosti zaplňovat 1 asteroidy, dále prostorové spo­ lupůsobení celé konstrukce a možnost dosaženi značné ohy­ bové tuhosti v obvodovém směru, projevující se ve zvýSené únosnosti konstrukce při nerovnoměrném nebo lokálním za­ tíženi. Ve srovnáni se samostatně stojícími buňkami je obtíž­ nější dimenzování při zatížení vhějSím rovnoměrným pře­ tlakem nebo nesymetrickým zatížením při zaplnění pouze ně­ kterých asteroida. Rovnoměrná konstrukce je citlivější na deformaci základové desky, s čímž jsou spojeny náročnější požadavky na zakládáni. Konstrukce je rovněž náročná na vysokou přesnost při výrobě jednotlivých dílen 1 jejich montáži, poněvadž při sečltání výrobních a montážních to­ leranci mohou vznikat při montáži potíže a do konstrukce tak mohou být vnóSona značná přídavná napěti.

PROVEDENÍ H S A E N Í

Ha obou typech sil se u nás provádějí měření к ujas­ nění a upřesněni některých výpočtových předpokladů, zejmé­ na o velikosti a působeni zatížení. lak například na velkokapacitním ocelovém obilním si­ le na 20 tis.tun obili v Líbáni bylo provedeno tenzometric­ ké měřeni při středovém a bočním vyprazdňování rohové buň­ ky sdruženého sila. Tenzometry byly nalepeny na dvou obvo­ dových výztuhách, navařených na vnějSi straně válcového pláStě. Měření bylo prováděno při bočním vyprazdňováni buň­ ky, při středovém vyprazdňování a při plnění. Výsledky mě­ řeni ukázaly, že tlak obilí má pulzující charakter, dále že při jednotlivých měřeních byl značně proměnný, takže zji­ štěné hodnoty napětí mají velký rozptyl, a konečně že není podstatný rozdíl mezi maximálními hodnotami napěti při vy-

- 193 -

prazdnování středovém a bočním. Obvodové výztuhy byly i při středovém vyprazdňovaní namáhány převážně ohybem. Zjištěné napěti při bočním vyprazdňováni ukázalo, že žádná з norea aadává pro tento případ zatíženi výstižný výpočtový poäklad. Na vitkoviekých věžích byly měřením ověřovány především tlakové poměry při plněni vS2í kukuřičnou siláží. Měření pro­ kázalo, že použiti aatěžovacíeh ádajC podle DIM 1055 pro siláž nedává správné výsledky, První věže, dimenzované pro silážní náplň II.třídy, se po uvedení do provozu ukázaly ja­ ko poddimenzované a musely být v některých detailech upravo­ vány, iíěřenl na dalálch věžích, nadimenzovaných pro náplň .třídy, ukázalo, že tyto věže jsou předimenzovány. Teprve při kombinaci uüajü pro určeni velikosti horizontálního a vertikálního tlaku pro II.třídu silážovaného materiálu podle i>iril 1055 a experimentálně zjištěných hodnot měrné hmotnosti podle údajů Výzkumného ústavu zemědělské techniky v fíepich u Prahy (odpovídajících přibližně Hl.třldě materiálu podle DIN 1055) se dospělo к vyhovujícímu návrhu dimenzí. Sajímavý experiment byl proveden v ístavu aplikované mechaniky VŽKG v Brně. Na novodurovém modelu sdruženého sila, vytvořeném ze Šesti buněk, propojených mezistěnami, bylo ověřeno působení sdruženého sila jako celku při deformaci základové desky, modelované pružným podepřením. № základě provedených zkouäek byl navržen výpočtový postup, podle nějž зе konstrukce sila považuje za voštinovou desku, v níž namáháni ohybovými momenty přenášejí horní a dolní pásnice (v úrovni střeSní podlahy a dolních výztužných prstenců), smykové síly jsou přenášeny buňkami a mezistěnami. Přídav­ ná napětí se počítají v jednotlivých buňkách, jejichž kraj­ ní průřezy sledují deformací pásnic a dále ve sloupech, je­ jichž krajní průřezy sledují natočeni konstrukce sila a zá­ kladové desky. Pro příětí léta je v souvislosti s připravovanou nor­ mou pro navrhování sil na sypké materiály plánován komplex­ ní program dalších měření na skutečných konstrukcích i mode-

- 194 lech.

LITERATURA [1]

BIN 1055:

Zatížení uvažovaná u s t a v e b . Zatížení u s i l o ­ vých buněfc. (PřeMLad VŽKG)

И

SN 302-658

Ukazanija po projektirovaniju s i l o s o v d l j a sypučieh materialov

[3]

Návrh SN 261-73: Ukazanija po projěfctirovaniju elevatorov i zernoskladov

[4]

Havrhovéní s i l na sypké materiály. Předběžné směrnice. 50 3VUT 1975

- 195 HI/6 - 9 ЕХРЕМИЕНТ/ш! VYŠETSOVÍSNÍ VELKOKAPACITHÍCH SIL J.ROSENKHANZ STAVEBNÍ I'AKULTA ČVOT PRAHA Naléhavost potřeby prostoru pro skladováni obilnin vedla v posledních létech ke stupňovaným požadavkům na výstavbu vel­ kokapacitních sil. Řešení těchto nároku návrhem ocelové konstruk­ ce sila přineslo výhody, zejména v úspoře stavebních kapacit v oblasti betonových konstrukcí a v rychlosti pořizování tolik po­ třebných skladovacích kapacit» Vzhledem к tomu« že navržená konstrukce ocelového sila je staticky velice složitá a její teoretické řešení je velice ná­ ročné, bylo rozhodnuto - na návrh generálního projektanta -pro­ vést rozsáhlejší experimentální vyšetření na skutečném díle "in situ" tak, aby byly jednak ověřeny některé základní para­ metry zatíženi, jednak aby bylo objasněné chování některých konstrukčních prvků a jejich namáháni. Úvodem jen několik stručných slov o konstrukci sila. Celý objekt sestává v podstatě z patnácti kruhových válců. Tyto vál­ cové skladovací buňky jsou vytvořeny postupným svařováním kru­ hových úsečí (segmentů) o výSce 1,5 m. Jednotlivé hrubové prsten­ ce svařené vždy z osmi segmentů jsou spolu postupně svařovány tak. Se je vždy vytvořen válec o průměru 7,5 m a výSce 30 metrů. Dol­ ní obvod vélce je vyztužen tuhým prstencem, jenž spočívá na osmi stojkách uložených na základové desce. Patnáct těchto válců je navzájem propojeno horizontálními diafragmenty, které umožňuji i plnění msziprostorů (asteroidů) mezi válci. Aby bylo zabráně­ no deformaci kruhového průřezu prázdných válců při plnění sou­ sedních asteroidů, jsou uvnitř kruhových buněk navařena vodo­ rovná táhla, umístěná po vertikále v sedmnácti patrech a odstu­ pem 1,5 m, což jest výSka Jednoho segmentu. Tolik jen maximál­ ně stručný popis konstrukce, který uvádím jen pro orientaci v následujícím popisu experimentu.

- 196 -

V první etapě projektu vyšetřování ocelového obilního sila bylo rozhodnuto provést následujíc! měření: a. měřeni hydrostatického tlaku obilí, b. měření deformace segmentu nad táhlem, c. měření napětí v táhle. Měřeni hydrostatického tlaku obilí bylo provedeno pomo­ ci tlakoměrných krabic s ocelovými membránami, na nichž byly nalepeny odporové tenzometry. Před osazením do konstrukce by­ ly krabice ocejchovány hydrostatickým tlakem tak, aby bylo 2 možno jejich údaj a přepočítat na tlak obílí v tunách na 1 m . Tyto snímače byly rozmístěny tak, aby byl měřen tlak obilí v asteroidu a to v úrovni prvního, desátého a patnáctého táhla, a to v kdy v polovině a ve čtvrtině oblouku ramene asteroidu. (Táhla jsou číslována směrem od výsypky vzhůru). Údaje krabic byly vyhodnocovány statickým tenzometrickým můstkem a přepoč­ tem podle ce jeho vacích grafů. Měřeni deformace segmentu nad táhlem bylo provedeno po­ moci dálkových potenciometrických snímačů posunuti. Tyto sní­ mače jsou unikátní a jsou provedeny podle patentu Ing.Olmera ze btavebnlho ústavu ČVUT. Přímé měření průhybu není pro znač­ nou praSnost v buňce možné. Snímače byly osazeny na 4« a 5.táh­ lo, měřena byla deformace segmentu ve čtvrtinách a v polovině délky táhla a to vždy oblouk proti táhlu. Relativní měření oblouku proti táhlu bylo zvoleno jednak proto, Se při zatíže­ ném táhle lze předpokládat minimální průhyb ve vodorovné rovi­ ně, Jednak proto, že v daném prostoru není jiné měření průhybu segmentu bez velkých nákladu vůbec možné. Měřeni napětí v táhlech bylo provedeno pomocí odporových tenzometrů. -Tenzometry byly lepeny jednal' ke kořenu táhla,cca 30 mm od styčníkového plechu, jednak do poloviny táhla. Pro zjištění ohybu táhla ve svislé rovině byly lepeny ke kořeni táhla tenzometry dva - jeden do tažených, druhý do tlačených partií táhla. Tenzometr pro zjištění oaové síly byl lepen na bok táhla. Tepelná kompenzace byla provedena pro každé táhlo zvláat. Proměřena byla táhla 1. až 9.

- 197 -

Popsaná první etapa měření byle provedena na ODS v Líbá­ ni, v září 1S73. Zatěžování bylo provedeno plynulým sypáním obilí do «Bteroidu £.19, měřeno bylo ve dvouhodinových inter­ valech nepřetržitá po celou dobu plněni i vyprazdňování buňky. Po naplnění buňky byl zaveden tzv. režim přeeýpánf, tj. obilí bjlo současna vypouštěno a nasypáno. V prázdném a plném stavu buňky byly rovněž provedeny dvaсet ičtyřhodinové cykly měření pro zjiatění a eliminaci teplotních vlivů na konstrukci. ^rotože plnSnf sila bylo v závislosti na öase rovnoměrné, byly naměřené fyzikální veličiny vyneseny graficky jako funkce času. Pro krátkost referátu uvedu jen některé maximální hodno­ ty získaných funkcí a nejzajímavější poznatky získané analýzou průběhu v závislosti na rovnoměrném plnění buňky. Výsledky měření hydrostatického tlaku obilí ukázaly nárůstky tlakfl na snímačích probíhajících v podstatě ve shodě se stávajícími teoriemi. Při přesýpánl a během počátku vypouš­ tění bylo vžak ejiátěno stoupnutí tlaků, zejména v úrovni prv­ ního a pátého táhla. Při vyprazdňování byly pozorovány účinky tlakové vlny postupující cca 5 metrů před horní hladinou obi­ lí. íJaximálni naměřená tlaky vyvozené touto vlnou se pohybovaly tísně pod hodnotou 3000 kp/m a to v úrovni 5.táhla. Měření deformace segmentů nad táhlem vykázalo průhyby se;,mentů proti táhlu v maximálních hodnotách 8 - 1 1 mm, při íemž hodnoty průhybu ve čtvrtinách oblouku nemusí mít vždy mejný smysl. Byly rovněž pozorovány účinky zvýSení tlaků běnem přesýpání obilí. Měření napětí v táhlech vykázalo zajímavé výsledky. Za prvé - napěti v horním a dolním vlákně táhla je výrazně odliSné, v některých případech - například v táhlo 3.je horní vlákno výrazně tlačeno, dolní taženo. Je tedy v mě­ řeném místě, t j . v blízkosti styčníkového plechu, tém$ř na vSech táhlech výrazný ohyb. Velikosti měřených poměrných de­ formací (£ ) nelze v některých případech přepočítávat na na­ pětí, nebot v oblastech hodnot, které byly naměřeny, neplatí již pro daný materiál Hookův zákon. Budu proto v dalgím uvádět zásadně pauze hodnoty poměrných deformací (£ ) .

- 196 -

Proběhy naměřených hodnot vykazují v závislosti na čase zejména na táhle 1. - výraznou podobnost s průběhem radiál­ ního tlaku během nasýpání. Sehern přesýpání (současné nasýpá­ ní a vysýpání) poměrné deformace ve všech táhlech rychle vý­ razně stoupají (až o 30 % ) . Maximální naměřeno hodnoty dosa­ hují značných velikostí - v některých případech až přes 2000 o 10™ v tažebném vlákně a 700 . 10 v taženém vlákně —fi a 700 . 10 v tlačeném vlákně. Nejnižší naměřené hodnoty jsou • 1600 . 1Ö"6 a -500 . 10 . Naměřená osová napětí jsou v dobré shodě a napětími vypočtenými jako střední hodnota na­ pětí tahových a tlakových v ohýbané části táhla. Stabilita měření byla prokázána shodností hodnot naměřených no počátku a na konci celého zatěžovacího cyklu (42 hodin). Smysl naměřeného ohybu je ve všech případech stejný a to takový, že dolní vlákno táhla je taženo. Je zřejmé, že v tak složité konstrukci jako je ocelové obilní silo lze těžko velikost namáhání táhla ohybem v jeho kořenu vypočítat. Experimentální vyaetření může v tomto detai­ lu odhalit hodnoty namáhání, které mohou být svojí velikostí i kritické nejen pro daný detail, ale v dalžích souvislostech i pro celou konstrukci.

- 199 III/б - 10 PODDAJNÉ A REKIIFIKOVATELNŽ OCELOVÉ NEDRŽE P.MAREK

STAVEBNÍ FAKULTA ČVUT PRAHA

V koksárnách, chemických závodech 1 v daleích odvět­ vích průmyslu vyskytuji ве базto v souborech technologic­ kých zařízeni nádrže různých rozměru. Nádrže jsou buä určeny к soustředěni provozních tekutin, nebo mohou slou­ žit například к zamezeni průsaku Škodlivin látek do pod­ loží v případe poškození £1 havárie technologického zaří­ zeni. Volba materiálu a dimenze nádrži vychází z podmínek údržby, pořizovacích nákladu, zatížení apod. Předložený příspěvek má stručně upozornit na problematiku návrhu pů­ dorysně značné rozměrných nádrží při očekávaném nerovno­ měrném poklesu podloží například na násypech Si v poddolovaných oblastech. Je zřejmá, že vlivem deformací povrchu terénu může snadno vzniknout závažné porušení nádrže - například u betonových alternativ vznik trhlin znamená ztrátu vodo­ těsnosti, Símš nádrž přestává plnit svou funkci. V poddolovaných oblastech mohou deformace povrchu (zejména za- ' křivení) dosahovat značných hodnot a proto je nutno vě­ novat už při návrhu pozornost způsobu zajištění. Statxckd působení náirže může vycházet například zprincipu tuhosti s z použití trojbodového podepřenl,což u velkoplošných nádrži vede к nehospodérným dimensím kon­ strukce - pokud oväem je tato vůbec prakticky realizova­ telná. V rámci vývoje ocelových plaveckých bazénů [l] byl vypracován návrh uspořádání náuržl na principu poddájno-

- .?oo sti, zajlSÍujíeí trvalou vodotěsnost a rektifikovetelnost i při výrazných deformacích [2].

.

X-x

овн.а.1

IzZ.

CBH.Č.2

OBR.č.3

Na obr.č.l až 3 je schematicky znázorněna podstata návrhu. Nádrž je uložena na terén plošně nebo bodově, při čemž do stěn nádrže jsou vloženy ve vhodných místech nad podporami vlny ("kompenzace"> dovolující vzájemné nato­ čení dvou sousedních části stěn bez ztráty vodotěsnosti. Dno je v obou alternativách poddajné, což lze u ocelo­ vé konstrukce snadno zajistit využitím mechanických vlast­ ností materiálu. Výohozí tvar stěny a tvar po deformaci terénu jsou zřejmá z obr.č.l. Obdobně Je znázorněna deformace bodově Si ploSně uloženého dna na obr.č.2. V souladu в provozní­ mi požadavky muže být rektifikovatelná částečně (vyrovná-

- 201 -

ní sten, přepadových hran spod.) nebo plně (při bodovém podepřeni). Popsané uspořádaní bylo použito v ČSSR u plaveckých bazénu rozměru 25 x 12,5 m vyráběných Českými loděnicemi, n árodnl podnik, Praha a u bazénu 50 x 21 m v Pr'aze-Vräovicích [3]. Realizace potvrdily snadnou proveditelnost navržená úpravy i zajištění požadované funkce. Poznatky z výstavby uvedených bazénu potvrdily hospodárnost návrhu, nevyžadujícího prakticky žádné vícenaklady к zajištěni vo­ dotěsnosti či únosnosti nádrže i při výrazných deformacích podloží. Z výsledku lze rovněž usuzovat na aplikovetelnost navržené úpravy i pro nádrže podstatně větších rozměru.

LECERAIUHA [l]

Р.МАЙИС:

Kovová plavecká střediska v ÖSSH Architektura ČSB, 1974/10, Praha

[2]

Р.ЫАЗЕК:

bchwiambecken im Bergsenkungsgebiet Sport + Bäderbauten, 1972/4, str.638-643, HSR

[3]

Р.ЕМЯЕК:

RektifilcóVotelný plavecký bazén ä s . p a t e n t 143 654, 1967

- 202 -

I I I / б - 11 POTRUBNÍ ROZVODY VELÍCÍCH DIMEHZÍ V KOMPRESOROVÝCH STANICÍCH TRANZITNÍHO PLYNOVODU E.IOJLfŠEK PLYNOPROJEKT PRAHA ÚVOD Z vývoje spotřeby energie ve s v ě t e vyplývá, že s i t u a c e ve světovém hospodářství a zvláSta pak v energetice s i vy­ žaduje hledáni s t á l e nových zdrojů e n e r g i e , případně d e l š í intenzivní využívání s t á v a j í c í c h ( v i z obr.й. 1,2).

*rt-

t=^—3

'MrfaniHUHi

_^**^r *»

UK

OSO

ЭЮ

~гцк

OBR.Č.l

pfiEDPOKLÍDAIlÝ VÍVOJ MĚRNÉ S p o ř í t e ENERGIE DO ROKU 2100 Rovněž s t á t y s o c i a l i s t i c k é h o spoleSenství s l e d u j í t e n ­ t o vývoj a zejnéna Sovět3ký svaz svým nesmírným přírodním bohatstvím poskytuje nebývalé možnosti rozvoje energetiky, zvláSte plynárenství. O tom svědčí budování s t á l e nových dálkových plynovodu z nových naleziSÍ zemního plynu, event, i n t e n z i f i k a c e těžby s tuch, které jsou j i ž v provozu. Zvy­ š u j í s e přepravní kapacity, v z d á l e n o s t i , a l e rovněž i ná-

- 203 -

klady a spotřeba materiálu. Proto se soustřeďuje pozornost na zdokonalení techniky technologie dopravy zemního plynu a vývoj nových technolog.procesu.

I B»-

1

—"И

>-— 3

к1

. /

v-

1 «•-

М"Ц;

*f

«о

да

1

im

-nk

сев.а.2 PSÍEPOKI^DAHÍ' VÍVOJ CELKOVÉ SPOTŘEBY EHEHG3E VE SVĚTĚ 00 BOXU 2100 Dle lideju se sovětských pramenu má například v SSSR pudil plynovodu o průměru 1020 mm s větším, dosáhnout koncem p ě t i l e t k y v í c e Jak 41 %. V posledních l é t e c h se navrhují a bu­ dují plynovody z trub o 0 1420 mm s provozním tlakem 7,5 ИРа (75 kp/свг). Ve srovnání s plynovody o 0 1020 mm j e j e j i c h výkon 3,2 násobně vy&sí, s n í ž i l a se měrná spotřeba kovu o 19 % a měrné l n v e s t i o n í náklady o 34 £• ZvýSení průměru p l y ­ novodu ze 1420 na 1620 mm (při stejných ostatních parametrech)

- 204 -

UDOžní zvětšit výkon plynovodu o 40 x, snížit náklady na kov о 5-7Й a měrné náklady o 6-8 ж. Zvýšením meze pevnosti kovu 2 5,2 no 5,7 Г.Ра (52 ns 57 kp/cm') se sníží spotřeba kovu o 6;„ a při zvýšení aeze pevnosti na 7,0 iúPa (70 кр/сш ) e2 o

22 t . Výhodné Je zejaéna soužasné zvýaení pevnostních vlast­ ností oceli trub a provozního tlaku v plynovodu, například při zvýSení aeze pevnosti trub z 5,2 na 6,0 ÚPa (z 52 na 60 kp/mm^) a provozního tlaku z 5,6 na 7,5 МРа (z 56 na 76 kp/cm) se snííí měrné investiční náklady o 9 - 10 íi při zvýšení tlaku na 10,0 »JPa (100 kp/cm'') o 16 S. Při zvýaení pevnostních vlastností trubního materiálu ла 6,0 Ш>а (30 kp/ шш') lze snížit měrné investiční náklady o 10 - 15 %,

POTRUBNÍ ROZVOD* V KOMPRESNÍCH STAHICÍCH ЮШ-IZITNÍliO PLYÍJOVOOU (KS TP) ť

roto2e místa těžby zemního plynu a místa spotřeby jsou vzdálena často stovky i tisíce km, nestačí již к dopravě vlastní těžební tlak plynu, ale je nutné na traae plynovodu budovat koapresní stanice, které rekoopresí plynu nahrazuji tlakový úbytek vzniklý při proudění plynu potrubím mezi jed­ notlivými kapitalistickými stiíty. Jedním z nejsložitějších inženýrských problému ne kom­ presních stanicích dálkových plynovodu velkých průměrů Je navrhovaní a řeaení potrubních rozvodů. Je třeba si uvědo­ mit, že v potrubním rozvodu plynu je nutno počítat e průmě^ ry potrubí od Js 700 až Js 1200 pro provozní tlaky 7,7 ИРа (76 ata) a za provozních teplot v rozmezí O - 100°C. Při návrhu a výpočtech je třeba posoudit i povolené hodnoty si­ lových účinků na propojované etroje a armatury, které jsou .ninimální. Složitost problému Je násobena tím, ze část po­ trubního systému je výhodné uložit do země (například hluko­ vá izolace). Pro takto řešený potrubní systém nejsou praktio-

- 205 -

ky sestavené výpočtové metody а i v zahraničí (Holandsko) řešili tento ргоЫеш různými kompromisy (jako obsypáni potrubí kuličkami z umělých hmot), které umožní volnějaí dilataoi potrubí. Rovněž v ČSSR je problematice potrubních rouvodil věnována znaoná pozornost zejména v souvislosti s vestavbou tranzitního plynovodu. -Proto se v dalSí části za­ měřím na problematiku řeaení potrubních rozvodů v kompres­ ních stanicích tranzitního plynovodu, zvláště pak na řeše­ ní pevnostního výpočtu-statiekéhe posouzení - systému,před­ stavu jící prostorovou soustavu potrubí větších dimenzí,tj. o průměrech od Js 700 výše. Rozvod plynu v KS mezi vstupní části, kompresory s výstupní častí KS je umožněn spojovacím technologickým po­ trubím. Je známo, že hledání optimálního řešení potrubního systfSmu je složitým problémem vzhledem к tomu, že existuje celá řada faktorů, která zásadním způsobem ovlivňují volbu systému. Předem je nutno předeslat, že a výstavbou takového za­ řízeni v plynárenství jaké představují kompresní stanice na tranzitním plynovodu, nebyly v ČSSR do roku 1S71 zkuäenosti. V technických údajích to znaaená, 2e se u nás do té do­ by nestavěly plynovody o takové kapacitě, jakou představu­ je doprava 28 mld a? plynu za rok (SO mil.ar/den) o tlaku 7,5 МРа (75 etp). Pro tato přepravná kvanta plynu bylo třeba použít po­ trubí o 0 700 mm a výae převážně z dovozu,flalšívelmi důle­ žitý faktor - jak se později ukázalo velmi podstatným způso­ ben ovlivnil řeSení potrubního systému u prvních KS - spočí­ val v tom, že výrobce armatur nepřipouštěl u kulových uzávě­ rů prakticky žádné přídavné síly a zvlažte momenty, což v praxi znamenalo provést taková opatření, jež by z důvodu bezpečnosti provozu tento požadavek splnila. V podstatě bylo

- 206 -

nutno zejciéns vykompenzovat účinky dilatačních sil, vznika­ jících z teplotních rozdílů proudění plynu mezi sací a vý­ tlačnou větví kompresní stanice, případaS mezi teplotou ply­ nu při najíždění turboko:.;prosoru a teplotou při montáži. Rovněž dovoleno silová účinky od výrobce na hrdla kompreso­ ru byly s ohledám к použitým dimenzím trub в dispozic znač­ ně nízko: síla 50 ar a noaent 50 kWm ůiapoziční uspořúd:íní syst бои bylo zásadním způsobem ovlivníia^ Zimkčníů uiiístčnía jednotlivých objektů kompresních sta­ nic a zpojenít jednotlivých коыргеаогй při provozním režimu ::otgjresních stanic. Proto byl zvolen tzv. kolektorový způsob uloženi potrubí před koapresory, což v praxi znamená, že plyn se přívodnín potrubím přivádí do kolektoru potrubía o 0 720 a odtud зе rozvádí přípojkami stejné diaenze к jednotlivým strojům,Ип je uuožněna práce strojů v prvním i druhou stupni stlačení. iechnickýju řeaení potrubního systáaiu byla proto vinováno značn.-í pozornost, zejména a ohledem na pevnostní výpočet potrubí a tím i bezpečnost provozu. ^rotože napjatost jednotlivých elementů potrubí ovlivňu­ je řada činitelů (tepelné dllataoe, vnitř.přetlak, tíha potru­ bí, armatur a izolací, vnějSf zatížení případně od snuhu atú.) je komplexní výpočet velcí složitý a bez použití samočinných počítačů (S/iPO) prakticky neproveditelný. lento závěr lze bez výhrad aplikovat právě na podmínky řešení pevnostního výpočtu potrubního systému v koapreoních stanicích tranzitního plynovodu, nebol rozsah uzlů a atyčníků soustavy přesahoval například možnosti výpočtu na SAPO iiDISK 22 v jednom cyklu.

207 Z těchto důvodů náS projektový ústav požádal jedno z předních vědeckých pracoviaí,•které eé zabývá mj« proble­ matikou pevnostních výpočtu potrubí o spolupráci při řeše­ ní a návrhu potrubních rozvodů v KSTP. Tímto pracovištěm je ÚAM VŽICG Brno, který pod vedením prof.íng.Křupky DrSc. dociluje v tomto oboru významných. Úspěchů. Vzhledem к tomu, že v ÚAM VŽI03 byl vypracován" program, výpečtu prostor,-kon­ strukci, bylo možno řeSit problematiku výpočtu právě tímto programem. Protože. vSak kapacitní možnosti SAPO, který ÓAK VŽ1D3 V té době měl к dispozici (ЫШБК 22) nemohly pokrýt požadavky na provedení pevnostních výpočtů celé soustavy po» trubního systému, bylo dohodnuto, 2a výpočet bude proveden pouze pro oblast přípojek ke kompresorům, což bylo z hle­ diska kontroly zatížení na hrdle kompresorů nejdůležitější. Základní principy výpočtu dle programu vypracovaném v ÚAM VŽKQ-Brno byly následující: a. program výpočtu potrubního systému byl proveden metodou deformační; b. potrubní systém se uvažuje jako prostorový rám, který se řeSí jako celek; c. potrubní systém Je rozdělen na přímé pruty. V každém styčníku se využívá äeeti podmínek rovnováhy; d. kolena systému (oblouky} jsou. rovněž nahrazena přímými pruty tak, jek to ve skutečnosti vyjadřuje tvar segment, kolen. Snížení tuhosti kolen je v programu zahrnuto; e. program umožňuje libovolně uložení potrubního systému. . Pružné uložení (podepření) je možno nahradit fiktivními prutyj ' • £•. do potrubního systému Jé možno zadat kompenzátory růz­ ných typů, při čemž vlastnosti kompenzátorů se uvažují jako idealizované; g. program byl zpracován pro SAPO JONSK 22 v jazyce. SLAKG.

208 -

Výpočet byl proveden pro osm aatěžovacích stavu: •

namáhání vlastní tíhou potrubí, tíhou izolace, tíhou zásypu, teplotním rozdílem, provozním přetlakem, skutečnými (zadanými)-hodnotami posuvu kolektorů, jednotkovými posuny (poklesy) pevných bodů, pro vykompenzewánl účinku vlastní tíhy na hrdla kompreso­ ru a v místech pružin se uvažovalo se zatížením jednotko­ vými silami.

ZkuSenosti z počátku této spolupráce se promítly do dalgí činnosti jak projekčně, tak i výpočtově. Projevilo se to zejména při návrzích dalších KSXP, kdy např. vhodnějším řešením potrubních rozvodu činily úspory materiálu cca í
в

Váha potrubí dle nové koncepce provedené. (KS II-CT)

G/1 s t r .

G/l s t r .

kg 115.900

23.180

36.410 .

T 282

Rozdíl (úspora v koncepcích provedení

G kg

G/l s t r .

29.490 68,58 15888 68,58

Bylo proto také1 možno v roce 1974- použít při návrhu řešení koncepce uspořádání potrubních rozvodu v kompresní stanici Sayda v NDR podstatně komplexnějšího provedení s t á t .

- 209 -

výpočtu. V touto případě byl potrubní sjetém posuzován jako prostor.konstrukce pomocí íiAPO ICL 4-50. Vzhledem ke kapacit­ ním шо ano sten použitého programu a pro větší úsporu strojové­ ho Sašu byl potrubní systém kompresní stanice rozdělen na dílčí probléayi a. b. e. d.

potrubí v oblasti potrubí v oblasti potrubí v oblosti napojení filtrů a

kompresorů, filtrů, měřících tratí, měřicích trati na kolektory kompresorů

Pro výpočet vSech dílčích potrubních systémů byl použit program KOPR, vypracovaný na ÖAM Brno, jenž řeSí prostorové prutové soustavy, u kterých počítá v předem stanovených mí­ stech vnitřní sily a deformace. Základní tioueika sten potrubí je navržena z podmínky dodržení míry bezpečnosti o hodnotě 2,48 proti dosažení meze kluzu použito oceli při namáhání vnitřním přetlakem. Výpočet potrubního systému je proveden pro nejméně příz­ nivou koobinaci zatížení - vnitřním přetlakem a teplotním rozdílem; vlastní tíhou, tíhou izolace a armatur, třecími si­ lami a event.zásypem, takto vypočtená napětí není správné posuzovat podle jediné hodnoty míry bezpečnosti, ale správněj­ ší a výstižnějaí je jejich kategorizace podle jejich vlivu ' na celkovou únosnost. V to^.to směru lze využívat pokrokových tendencí, obsa­ zených například v amerických normách pro tlakové nádoby (ASIE Boiler and Presure Vessel Code, Section VIII.-Alter­ native Hules for Pressure Vessels 1968). V posuzovaném potrubním systému kompresní stanice má rozhodující vliv na hodnotu výsledného napěti zatížení teplot-

- 210-

nlm r o z d í l e m . P ř i r e s p e k t o v á n í k a t e g o r i z a c e n a p ě t í podlo amerických směrnic by výsledná n a p ě t í mohlo p ř e k r o č i t hod­ notu meze k l u z u , t e o r e t i c k y dokonce až na dvojnásobek, p o ­ něvadž n a p ě t í od t e p l o t n í h o r o z d í l u p a t ř í mezi n a p ě t í d r u ­ h o t n á . Hebudeme-li p l n ě vyčerpávat možnosti dané americký­ mi směrnicemi a zvolíme s i podmínku, že výsledné n a p ě t í n e ­ p ř e k r o č í hodnotu meze k l u z u , zůstáváme s t á l e na s t r a n ě značně bezpečné a p ř i t o m s e alespoň částečně vyhneme nehospodérnéau předimenzování prvků potrubního systému. P ř i t o a předimenzováním konstrukce se v y t v o ř í ze s t a t i c k é h o h l e d i s ­ ka konstrukce t u ž š í , k t e r á J e pak opět v í c e namáhána (není optimální).

ZÁvfe ííejvýznamnajší problémy, k t e r é se v y s k y t l y a jsou nadá­ l e - p ř i řeSení potrubního systému v k o m p r e s . s t a n i c í c h t r a n z . plynovodu l z e zhruba c h a r a k t e r i z o v a t t a k t o : 1. S t a n o v e n i

t l o u š ť k y

s t ě n y t r u b k y

P ř i výpočtu t e o r e t . t l o u š ť k y stěny trubky d l e ČSN t o t i ž p l a t í , že z á k l a d . t l o u š ť k a s t ě n y trubky s e zvyšuje o 1,65 n á ­ sobek, což p r a k t i c k y znamená, že z á k l . m í r a b e z p e č n o s t i v ů č i v n i t ř , p ř e t l a k u s e v případě, k o a p r e s . s t a n i c zvyšuje o 1,65 n á ­ sobek na hodnotu 2 , 4 8 . Pokroky v oboru h u t n i c t v í a ž e l e z a však na nových, kva­ l i t n ě j š í c h m a t e r i á l e c h ukazují na n u t n o s t p ř e h o d n o t i t s o u ­ časný s t a v , neboť má přímou s o u v i s l o s t s e spotřebou m a t e r i á ­ l u a t í m i i n v e s t i č n í m i náklady. Zm S t a n o v e n í c e l k o v é h o k o e f i c i e n t u b e z p e č n o s t i v ů č i s l o ž e n é m u ( r e d u ­ k o v a n é m u ) n a m á h á n í V ÍSN není stanovena l i m i t n í hodnota c e l k . k o e f i c i e n t u (míry) b e z p e č n o s t i , к němuž by bylo možno posoudit d o v b l . z a ­ t í ž e n í systému.

- 211 3. V ý p o č e t p o t r u b í u l o ž e n é h o v z e n i SeSeni tohoto problému je velmi obtížné vzhledem к mož­ ným odchylkám mezi výpočtem a praxí, při čemž tyto rozííly mohou být značné.

4. D y n a m i k a

s o u s t a v y

-

c h v ě n i

lento problém se stává Jedním z nejdůležitějších,zvláště s ohledem na bezpečnost a životnost systému. Praxe totiž ukázala, ze výpočet systému provedený pouze s uvažováním sta­ tického zatížení není vždy dostatečný, protože nepostihuje vliv působících periodických sil na potrubní rozvod. V ÖSSR noní zatím problematika komplexního dynamického výpočtu po­ trubního systému v kompresních stanicích uspokojivě vyřeše­ na. Závěrem nutno konstatovat, že problematika řešení vol­ by vhodného systému potrub.rozvodů Je zejména s ohledem na optimalizaci řeSení, předmětem soustředěné pozornosti a úzké spolupráce projekčních i výpočtových složek, ^ento předpo­ klad zaručuje dalSí zvyšování úrovně navržených řeSení,což se projeví zejména: -

ve zvýšené bezpečnosti systému v úspoře materiálu v prodloužení životnosti zařízení ve snížení investičních nákladu.

I

Vydalt ČVra Oúm techniky Plzeň Nakladl еЮО ка PeSal atoan: s e o C. J. i 60/973/7«