Tersane Dergisi 57. Sayı (Temmuz-Ağustos 2018)

Tersane / Temmuz-Ağustos 2018 25 tersanedergisi.info ASME B31.1 (2012)’ye göre aşağıdaki koşul sağlan- malıdır. D: Nominal boru çapı y: Boru sistemi tarafından absorve edilen termik genleşme hareketlerinin toplam değeri U: İki sabit noktayı birleştiren doğrunun uzunluğu (Sabit noktalar arası mesafe) L: İki sabit nokta arasındaki borunun açınım uzunluğu S A : İzin verilen genleşme gerilmesi E c : Oda sıcaklığında elastikiyet modülü 3. SAYISAL HESAPLAMA VE TARTIŞMALAR Boru devrelerinde gerilme analizi için farklı hesaplama yöntemleri geliştirilmiştir. Bunlar, basitleştirilmiş yaklaşık hesaplama yöntemleri ve analitik hesaplama yöntemidir. Basitleştirilmiş hesap yöntemleri genellikle iki boyutlu (yani düzlemsel) sistemlerin hesaplanmasında kullanı- lır[5]. Bunların içinde en çok bilinenlerden biri boru tasa- rımcısı S. W. Spielvogel’ in iki boyutlu sistemlerde elastik merkeze dayalı Spielvogel teoremidir. Bu yöntemde reak- siyon kuvvetlerinin etkilediği, tam olarak bulunabilen bir nokta vardır ve bu noktada reaksiyon momentleri sıfırdır. Eğer reaksiyon kuvvetlerinin yönü belirlenebilirse; yani bu yönde olan ve elastik merkezden geçen ve nötr eksen olarak adlandırılan, eğilme momentlerinin sıfır olduğu noktalar bulunmuş olur. Reaksiyon kuvvetlerinin değer- leri hesaplanabilirse, herhangi bir noktaya göre eğilme momentleri, reaksiyon kuvvet değerinin, o noktadan nötr eksene olan uzaklık ile çarpılması ile bulunur. Yani prob- lem sadece reaksiyon kuvvetlerinin şiddetini ve yönünü bulmaya dönüşür [4]. Bu yöntem daha sonraları C.T. Mitchel tarafından geliş- tirilmiştir. Mitchel’in sunduğu yöntemde nötr eksenin iki sabit noktayı birleştiren çizgiye paralel olduğu öngörül- müştür. Gerçekte bu simetrik parçalar için doğrudur; fakat simetrik olmayan parçalarda tam sonuç elde etmek bu yöntemle mümkün değildir [4]. Mitchel’in yönteminin iki boyutlu sistemler için olması ve simetrik olmayan boru sistemlerinde tam sonuç vere- memesi, yeni yöntemler geliştirilmesine yol açmıştır. Üç boyutlu sistemlerde tek bir elastik merkez noktası tayin etmek çok zor ve zahmetlidir. Spielvogel bu nedenden dolayı üç değişik elastik merkezle çalışmayı uygun bulmuş ve üç yüzeyin kesişimindin oluşan boru sistemleri için her yüzeye ait bir elastik merkez hesaplaması yoluna gitmiştir[4]. (5) Üç boyutlu basit birtakım konfigürasyonlar için de yaklaşık hesap yöntemleri geliştirilmiştir. Ancak karmaşık ve bilhassa branşmanlı sistemlerde analitik hesap yönte- mine başvurmak gerekir. Bu hesap yöntemi çok uzun ve zahmetli olduğu için bu konuda bilgisayarlı çözümlere başvurulur. Bu çalışmada yüksek basınçlı ana buhar hattının sonlu elemanlar boru gerilme analizi programı yardımıyla hesap- lanmış esneklik analiz raporlarını kapsamakta olup, Şekil 1’de tek hat şeması, Şekil 2’de boru ve ekipman model görüntüsü, Şekil 4’te tesis model yerleşimi görünen, yük- sek basınçlı kolektörden çıkan ana hattın ortak bir başlıktan buhar türbinine ve baypas hattından PRDS valfi ve kon- denser girişine olan borulamasından oluşmaktadır. Yukarıda anlatılan tek hat şeması borulaması için Şekil 3’te görülen iki farklı borulama (M1 ve M2) analiz sonuç- larının karşılaştırılması yapılacaktır. M1 durumu borula- manın en kısa ve yerleşime en uygun olduğu durum için tasarlanmış olup, M2 ise tesis yerleşimi göz önüne alınarak boru için yeterli esnekliği sağlayacak şekilde tasarlanmış- tır. Destek yerlerini optimize etmek için tekrarlanan anali- tik bir süreç benimsenmiştir. (Şekil 3’ te gösterilen model Şekil 1. Buhar türbin boru bağlantısı tek hat şeması Şekil 2. Ekipman ve Boru Yerleşim Modeli