换流变压器阀侧套管洞口抗爆设计研究摘要：本文依据《DesignofBlast-ResistantBuildingsinPetrochemicalFacilities》（ACSE41088），以具体工程的换流变阀侧套管洞口抗爆设计为例，针对抗爆设计荷载确定、抗爆窗结构计算、抗爆窗构造要点等方面加以介绍和分析，为以后类似工程提供适当的参考。Abstract：Basedon"DesignofBlast-ResistantBuildingsinPetrochemicalFacilities"（ACSE41088），thispapertakesthedesignandresearchofblastonvalvesidebushingholeofconvertertransformerofaspecificprojectasanexample，aimsatintroducingthedeterminationoftheblastload，thecalculationofanti-blastwindowandthedesignpointsofanti-blastwindoTheauthorhopestoprovideappropriatereferencesforsimilarprojectsinthefuture.关键词：抗爆窗;换流变压器;洞口;抗爆设计Keywords：anti-blastwindow;convertertransformer;hole;anti-blastdesign中圖分类号：TU391：A：1006-4311（2020）30-0148-030引言换流变压器阀侧套管洞口封堵是换流变压器与阀厅之间防火墙的一个最薄弱的环节，为了保证封堵结构在换流变爆燃起火的情况下的完整性和减小换流变压器爆炸或变压器油燃爆时对阀侧套管洞口封堵体系的直接冲击，在换流变压器与阀厅间的防火墙洞口室外侧设置方钢管龙骨及不锈钢抗冲击板（以下简称抗爆窗），利用钢板的变形吸收爆炸所产生的能量，避免洞口封堵体系在第一时间直接受到换流变压器爆炸时产生的冲击波的冲击。本文将依托于具体工程，对换流变压器阀侧套管洞口的抗爆门设计进行简要介绍，并对现有设计的提出优化建议。1工程概况柳北换流站位于柳州市鹿寨县中渡镇黄村辖区内，抗震设防烈度：6度，场地地震动峰值加速度：0.05g，反应谱特征周期值为0.35s，设计地震分组为第一组，建筑的场地类别：Ⅱ类，50年一遇基本风压为0.30kN/m2。换流变压器阀侧套管洞口尺寸如表1所示。2设计方案换流变压器阀侧套管洞口封堵抗爆结构主要由两大部分组成，分别为防火封堵和抗爆窗，抗爆窗与封堵之间预留80mm间隙，防止抗爆窗在吸收爆炸能量后变形挤压防火封堵结构，破坏防火封堵完整性。抗爆窗主要由内侧不锈钢方钢管龙骨和外侧不锈钢板组成，材质均为奥氏体304不锈钢，洞口封堵抗爆结构如图1和图2所示。3设计分析鉴于目前电力行业缺乏关于换流变起火爆燃（炸）的相关标准，并且目前相关的研究仍在进行之中，换流变压器阀侧套管洞口抗爆设计仍然属于未知领域，本文从已建类似工程经验，相关行业设计标准以及部分试验研究成果三方面入手，尝试讨论本工程抗爆窗设计的一些要点。3.1爆炸荷载的确定在无相关行业标准的前提下，目前部分特高压换流站中已建抗爆窗普遍采用10kPa的等效均布静荷载作为抗爆窗的设计输入荷载，该数据虽然简单明确，但是缺乏足够理论和试验依据。根据《DesignofBlast-ResistantBuildingsinPetrochemicalFacilities》（ACSE41088）3.4条[1]：控制室抗爆设计采用的峰值入射超压及相应的正压作用时间，应根据石油化工装置性质以及平面布置等因素进行安全分析综合评估确定;当未进行评估时，也可按照下列规定确定，并应在设计文件中说明：①冲击波峰值入射超压最大值可取21kPa，正压作用时间可为100ms;也可冲击波峰值入射超压最大值可取69kPa，正压作用时间可为20ms。②爆炸冲击波形取时间为零至正压作用时间，峰值入射超压从最大到零的三角形分布[2]。本文计算抗爆窗时拟采用“冲击波峰值入射超压最大值可取21kPa，正压作用时间可为100ms”。冲击波波速：峰值动压：峰值反射压力：停滞压力：反射压持续作用时间：前墙动压等效作用时间：因此，抗爆窗前墙荷载曲线如图3所示。3.2确定龙骨的截面抗爆窗龙骨采用方钢管，边界条件为两端铰接，跨度取500mm，不考虑自重。龙骨的变形反应限值：爆炸荷载：冲量：材料的强度提高系数（SIF）和动态提高系数（DIF）分别取1.1和1.18：假定，，荷载与抗力比值：有效极限弯矩可根据计算：因此龙骨可采用截面为□80×80×6的方钢管，。有效弯矩承载力：剪承载力：根据可知有效刚度：有效彈性屈服变位：传递系数：弹性阶段：弹塑性阶段：塑性阶段：...