NB／T 20499-2018  核电厂窗式泄爆装置设计技术规程

4. 6. 1 抗风压性能

4.6.1.2窗式泄爆装置在龙卷风和台风工况下允许破坏，可以进行更换。 4.6.1.3不应发生掉落或者飞出行为，可采用金属链防止窗式泄爆装置跌落 4.6.1.4窗体破坏应不造成厂房结构连带破坏，便于拆卸更换。

4.6.2防火和防水性能

4.6.2.1本规程中的窗式泄爆装置不必考虑其防火性能要求。 4.6.2.2气密和水密性应满足GB/T7106—2008中外窗要求。

石化标准4.6.2.1本规程中的窗式泄爆装置不必考虑其防火性能要求。

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设备：窗式泄爆装置气动荷载试验系统、压力传

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5.4.2窗式泄爆装置初始压力试验应在气动压力条件下进行，测试应实时记录作用于装置的压力值大 小，装置由静止状态变为开启状态时的压力值作为窗式泄爆装置初始开启压力。开启压力设计指标应根 据实际情况设计尽可能低，同时应保证在台风或龙卷风条件下处于关闭状态。在北方寒区或台风常见地 区建议开启压力设计不低于200Pa

5.5.1试验设备：窗式泄爆装置气动荷载试验系统、压力传感器、高速摄像头或激光位移传感器等。 5.5.2窗式泄爆装置开启时间试验需在气动冲击荷载下进行，试验平台需实现气动冲击荷载需求，在 合理气动冲击荷载作用下，窗式泄爆装置由关闭到开启至有效面积的时间作为窗式泄爆装置的开启时 间。

5.6.1在气动冲击荷载下进行窗式泄爆装置开启到指定泄爆面积的时程测试。 5.6.2进行窗式泄爆装置受气动冲击的完整程度测试，窗式泄爆装置整体不应出现严重损坏，钢化玻 璃、转轴及附属构件应保持完好，不应影响开启泄压。

弯曲度、抗冲击性和表面应力应满足GB15763.2中的规定。常规玻璃的弯曲度测量应采用塞规测量 完成。

6.1.1型式检验项目为4.2、4.4、4.5~4.6规定的全部要求内容。 6.1.2同一型号窗式泄爆装置进行型式检验时，新产品抽查应为出厂检验合格的产品，其抽样基数不 应小于6套；复检产品抽查不得少于3套，不足3套时应全数检查。 6.1.3有下列情况之一时应进行型式检验：

6.1.1型式检验项目为4.2、4.4、4.5~4.6规定的全部要求内容。

1.3有下列情况之一时应进行型式检验： a） 新产品投产或老产品转厂生产时； b)： 正式生产后，产品的结构、材料、生产工艺、关键工序的加工方法等有较大改变，可能影响产 品的性能时； 正常生产，每三年不少于一次； d) 产品停产一年以上，恢复生产时； e) 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时； f 发生重大质量事故时； 名 质量监督机构依法提出型式检验要求时。

6.2.1出厂检验项目至少包括窗式泄爆装置的外观质量、尺寸偏差、钢化玻璃弯曲度。其他检验项目 由供需双方商定。 6.2.2出厂检验的抽样方法见GB/T2828.1。 5.2.3出厂检验项目中任一项不合格时，可通过调整、修复后重新检验1次，如果仍不合格则不准许 出厂。

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的质量检验部门按出厂检验项目逐项检验合格

6.3.1使用期间应定期检验，每年不少于一次。当发生龙卷风、台风或地震后对窗式泄爆装置进行整 体外观、开启性能检查。检验项目包括：窗式泄爆装置整体外观质量、尺寸偏差、开启和关闭可靠性等。 6.3.2当发现窗式泄爆装置出现明显尺寸偏差或开启、关闭可靠性出现问题时，应对相应部件进行维 修更换。

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A. 1.1窗框的强度

附录A （资料性附录） 窗式泄爆装置窗框、转轴及钢化玻璃设计方法

1.1窗式泄爆装置的窗框应有足够的强度，并保证其完整性。 1.2将窗框短边视为两端固支梁，受均布压力和转轴上所受集中荷载作用，压强为p，集中荷载 F。设梁长为1，转轴到梁中心线的距离为l。，梁横截面是宽度为b，高度（钢板厚度）为的矩形 一最大弯矩为梁的上端（即距转轴较近的一端），最大弯矩应符合式（A.1)要求：

一最大弯曲正应力为！

式中： . 拉伸应力，单位为帕斯卡（Pa）； M 弯矩，单位为牛顿·米（N·m）； ， 截面惯性矩： W 抗弯强度，单位为牛顿每平方米（N/m），矩形截面可采用公式W，=bh/6计算： [] 转轴屈服应力，单位为帕斯卡（Pa）； n 安全因子，通常取2。

取梁中挠度为最大挠度，则最大挠度为

负号表示挠度方向向下； E 钢的弹性模量； 惯性矩，矩形截面I=bh3/12

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M ·ymax M ≤[o]/ n. (A. 5) I W

M 弯矩，单位为牛顿·米(N·m)； 载荷集中力，单位为牛顿（N)； 一转轴的长度，单位为米（m）。 结合式(A.5)可得出转轴的直径与窗式泄爆装置极限承载压力关系，结果如图A.2所示。

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A.2.4转轴的抗剪强度设计见式（A.6)。

转轴的最大剪力F=F，圆截面梁最大弯曲切应力为：

图A.2直径与窗体极限承载压力关系

一圆截面的面积，A=元4

A.2.5挠度校核见式(A.7)

最大挠度出现在转轴中点，公式如下：

式中： 负号表示挠度方向向下： E一钢的弹性模量：

19 F 96000 EI

建筑玻璃应用技术规程JGJ113一2009，玻璃强度端面设计值为（规范取钢化玻璃强度是普通玻璃 强度的3倍），分别如下： a)。厚度为 5mm~12mm：Jg=59(N/mm); b)厚度为15mm~19mm： f,= 51(N/mm)

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c）厚度大于等于20mm：f。=42(N/mm） 计算中认为玻璃为两端固支的超静定梁，梁长1（mm）、宽b(mm）。最大弯矩出现在两端，见式（A Pl?b

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窗式泄爆装置开启方式应为向上转动开启，转轴应安装在窗体高度的中间偏上位置，即窗式泄爆装 置自下而上的50%~100%处。转轴位置变化会对窗式泄爆装置的开启能力产生影响，因此通过计算和数值 仿真研究转轴位置与窗式泄爆装置开启时间的关系，

B.2.1动能定理如式(B.1)所示

W 一压力所做的功，单位为牛顿米（kg·m） J 窗式泄爆装置绕轴的转动惯量（kg·m W 角速度，单位为弧度每秒（rad/s）； m 质量，单位为千克（kg）： g 一一重力加速度； Ah 一一重心升高的位移，单位为米（m）。 2.2窗式泄爆装置的转动惯量可通过式(B.2)求得。

W ==Jw? + mgNh

I =mh? + mx?

式中： h 窗式泄爆装置高度，单位为米（m)； 转轴偏离重心的位移，单位为米（m）。 4

W="PAxcos?od=PAx( sin2α

P一一窗式泄爆装置所受压力，单位为帕斯卡（Pa）； 一窗式泄爆装置面积，单位为平方米（m）： Q 一窗式泄爆装置开启角度，单位为弧度（rad）。 窗式泄爆装置重心升高的位移可由开启角度表示，结合以上公式，可求得窗式泄爆装置开启到角度 α时角速度。求解窗式泄爆装置完全开启，即开启至90°的时间，采用微元法，将开启角度分为足够 多个微元，每小段微元的角速度假设为匀速，最后将各个微元段的时间叠加求得开启至90°所需时间。

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表B.1数值分析结果

图B.2理论计算与仿真结果对比

通过分析结果看出，窗式泄爆 上60%~100%时，开启时间短。因此为保证窗 式泄爆装置在爆炸压力下能尽快开居 装位置应大于60%

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附录C （资料性附录） 窗式泄爆装置泄压效率试验测试方法

C.1.1窗式泄爆装置惯性对泄爆的影

试验分为两部分，如图C.1所示。第一部分，采用无惯性泄爆装置进行泄爆试验，测得最大泄爆压 升压速率特征K，；第二部分，相同工况下，采用窗式泄爆装置进行泄爆试验，测得最大泄爆压力Pred.max 结合参数Pmax、Ks、Pyal、L/D、V计算有效泄爆面积A。。最有通过公式C.1计算窗式泄爆装置的

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图C.1窗式泄爆装置泄压效率试验方法

测试程序（1）：利用无惯性的窗式泄爆装置进行爆炸试验，得到表征爆炸强度的Ks值； 一测试程序（2）：采用窗式泄爆装置，其他条件与（1）相同，利用该Kst值计算有效泄爆面 示例：假定厂房体积为60m，长径比为1，泄爆通道几何面积为1.7m，窗式泄爆装置开启压力为10kPa（相又 爆炸最大压力为1000kPa

图C.2窗式泄爆装置泄爆效率试验测试示例

最终，试验获得的有效面积与实际面积比值即为窗式泄爆装置的泄压效率值，即 4,×100/ 4.(%)=93.5%。

最终，试验获得的有效面积与实际面积比值即为窗式泄爆装置的泄压效率值，即 4,×100/4.(%)=93.5%

D.1窗式泄爆装置气动荷载试验

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附录D （资料性附录） 窗式泄爆装置气动荷载试验系统

图D.1窗式泄爆装置气动荷载试验系统示意图

制系统控制：压力管道内高压气体由高压气源提供，两结构通过左侧开关连接，可自由调节管道内的起 爆压力大小；控制开启右侧开关污水标准规范范本，使管道内压力瞬间释放，在降压容器内部产生强气动冲击效果；降压 容器周围安装压力传感器，实时采集压力荷载大小；容器右侧安装窗式泄爆装置，采用高速摄影装置记 录窗式泄爆装置在气动压力荷载下的运动及响应。推荐高速摄影装置每秒钟采集频率为1000顿，分辨率 不低于1024X768。 D 1 4气动试验系统尽寸回表D 2

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表D.2窗式泄爆装置气动荷载试验系统尺寸

D.2.1窗式泄爆装置初始开启压力试验

将窗式泄爆装置安装于最右侧， 慢加压

将窗式泄爆装置安装于最右侧，关闭右侧蝶阀开关；开启左侧开关，通过高压气源向压力管道提供 高压气体；压力达到一定大小时关闭左侧开关；开关控制右侧开关开启，产生气动冲击效果作用于窗式 泄爆装置；周围传感器与高速摄影装备记录窗式泄爆装置的压力荷载与开启时间，并观察结构的完整情 况。

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路灯标准[1JVDI3673,2002.Pressure Release of Dust Explosions,Guideline VDI 3673Part 1:2002,BeuthVerlag GmbH,10772 Berlin, Germany