40立方米液氨儲(chǔ)罐課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書[精校版本]

1、優(yōu)異品+ 摘要 本設(shè)計(jì)是針對(duì)過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)這門課程所安排的一次課程設(shè)計(jì)，是對(duì) 這門課程的一次總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)并查閱相關(guān)書籍完成設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)的液料為液氨，它是一種無(wú)色液體。氨作為一種重要的化工原料， 應(yīng)用廣泛。分子式 NH3，分子量 17.03，相對(duì)密度 0.7714g/L，熔點(diǎn)-77.7， 沸點(diǎn)-33.35，自燃點(diǎn) 651.11，蒸汽壓 1013.08kPa(25.7)。蒸汽與空氣 混合物爆炸極限為 1625%（最易引燃濃度為 17%）氨在 20水中溶解度 34%,25時(shí),在無(wú)水乙醇中溶解度 10%,在甲醇中溶解度 16%,溶于氯仿、乙醚, 它是許多元素和化合物的良好溶劑。水溶液呈堿

2、性。液態(tài)氨將侵蝕某些塑料 制品,橡膠和涂層。遇熱、明火，難以點(diǎn)燃而危險(xiǎn)性極低，但氨和空氣混合物 達(dá)到上述濃度范圍遇火和燃燒或爆炸，如有油類或其它可燃物存在則危險(xiǎn)性 極高。 設(shè)計(jì)基本思路：本設(shè)計(jì)綜合考慮環(huán)境條件、介質(zhì)的理化性質(zhì)等因素，結(jié) 合給定的工藝參數(shù)，按容器的選材、壁厚計(jì)算、強(qiáng)度核算、附件選擇、焊縫 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)順序，分別對(duì)儲(chǔ)罐的筒體、封頭、人孔接管、人孔補(bǔ)強(qiáng)、接管、 管法蘭、液位計(jì)、鞍座、焊接形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)和選擇。設(shè)備的選擇大都有相 應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用符合設(shè)計(jì)條件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零部件，也有 一些設(shè)備沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，則選擇合適的非標(biāo)設(shè)備。 各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

3、，這樣讓設(shè)計(jì)有章 可循，并考慮到結(jié)構(gòu)方面的要求，合理地進(jìn)行設(shè)計(jì) 優(yōu)異品+ 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、課程設(shè)計(jì)要求： 1.使用國(guó)家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)的全 過(guò)程。 2.掌握查閱和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性 研究和論證。 3.掌握電算設(shè)計(jì)計(jì)算，要求設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌 握計(jì)算機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用。 4.掌握工程圖紙的計(jì)算機(jī)繪圖。 5.課程設(shè)計(jì)全部工作由學(xué)生本人獨(dú)立完成。 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）： 設(shè)計(jì)條件表 序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值單位備 注 1 名 稱液氨儲(chǔ)罐 2 用 途液氨儲(chǔ)存 3 最高工

4、作壓力 1.95MPa 由介質(zhì)溫度確 定 4 工作溫度-2048 5 公稱容積（Vg） 40M3 6 工作壓力波動(dòng)情況可不考慮 7 裝量系數(shù)(V) 0.85 8 工作介質(zhì)液氨（中度危害） 9 使用地點(diǎn)邯鄲市室外 優(yōu)異品+ 管口表 公稱規(guī)格連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 液相進(jìn)口管 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 液相出口管 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 排氣管 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 排污管 PN2.5 DN25HG/T20592-2009FM 壓力表接口 PN2

5、.5 DN25HG/T20592-2009FM 溫度計(jì)接管 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 安全閥接口 PN2.5 DN32HG/T20592-2009FM 液位計(jì)接口 PN2.5 DN500HG/T20592-2009MFM 人 孔 三、課程設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 1.設(shè)備工藝設(shè)計(jì) 2.設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算 4.技術(shù)條件編制 5.繪制設(shè)備總裝配圖 6.編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書 四、學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）： 1.設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份； 2總裝配圖一張 (A1 圖紙一張)； 優(yōu)異品+ 優(yōu)異品+ 目錄 摘要 .I 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 .II 1.1 盛裝液氨的壓力容器設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量.1 1.2

6、 設(shè)備的初步選型及輪廓尺寸的確定.1 1.2.1 設(shè)備的初步選型 .1 1.2.2 設(shè)備的輪廓尺寸的確定 .1 第二部分 設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì) .3 2.1 設(shè)計(jì)條件的確定.3 2.1.1 設(shè)計(jì)壓力的確定 .3 2.1.2 設(shè)計(jì)溫度的確定 .3 2.1.3 設(shè)計(jì)條件表 .4 22 設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).4 2.2.1 筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .4 2.2.2 接管與法蘭設(shè)計(jì) .4 2.2.3 附件設(shè)計(jì) .8 2.2.4 支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .14 2.2.5 焊接接點(diǎn)的設(shè)計(jì) .16 2.3 設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算.18 2.3.1 設(shè)備總體壁厚計(jì) .18 2.3.2 壓力試驗(yàn)校核 .20 2.3.3 設(shè)備的應(yīng)力校核 .2

7、1 2.3.4 開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 .31 第三部分 技術(shù)條件編制 .32 3.1 容器類別的確定.32 3.2 材料要求.32 3.3 無(wú)損檢測(cè)要求.32 3.4 材料供貨要求.32 3.5 鍛件要求.32 3.6 熱處理要求.33 3.7 焊接材料要求.33 3.8 總裝配圖技術(shù)要求 .35 參考文獻(xiàn) .36 結(jié)束語(yǔ) .37 優(yōu)異品+ 第一部分 設(shè)備的工藝設(shè)計(jì) 1.1 盛裝液氨的壓力容器設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量 盛裝液化氣體的壓力容器設(shè)計(jì)存儲(chǔ)量1 W=V t 式中，W儲(chǔ)存量，t ； 裝量系數(shù) ； V壓力容器容積，m3 ； 設(shè)計(jì)溫度下飽和液體密度，t/m3 t 則設(shè)計(jì)儲(chǔ)存量 W=0.8540 m30.5663k

8、g/L=19.25t=1.92510 kg 4 1.2 設(shè)備的初步選型及輪廓尺寸的確定 1.2.1 設(shè)備的初步選型 主體結(jié)構(gòu)采用臥式圓柱形儲(chǔ)罐 筒體采用圓柱形筒體 封頭采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭 1.2.2 設(shè)備的輪廓尺寸的確定 設(shè)備容積計(jì)算1 v =2V +L/4 封 2 D 試算:取 D2400mm， 封頭的結(jié)構(gòu)尺寸（封頭結(jié)構(gòu)如下圖 1） 由，得 h=H-Di4=640-600=40 mm 2 2 i D Hh 查文獻(xiàn)2中表 B.1 EHA 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積，如下表 1： 查得封頭尺寸為: 表 1-1：EHA 橢圓形封頭內(nèi)表面積、容積 公稱直徑 DN /mm總深度 H /mm 內(nèi)表面積 A

9、/ 2 m 容積/V封 3 m 24006406.54531.9905 表 1 查得封頭1.9905m3 優(yōu)異品+ 由 m3 得 L=8404mm402 4 2 2 封封筒 VLDVVV 圓整得 L=8400mm 則 L/D=3.53 符合查獻(xiàn)3中L/D=36 ; 則 v計(jì)=v筒+2v 封= L/4+2 v封= 2 D 32 98.419905 . 1 24 . 84 . 2 4 m 誤差計(jì)算： 5%，符合要求.%5 . 4%100 g g V VV計(jì) 工作容積為 V =V=0.85 41.98=35.68m ， 工計(jì) 3 最終，取液氨儲(chǔ)罐的公稱直徑 DN=2400mm，筒體長(zhǎng)度 L=8400

10、mm； 選取 EHA 橢圓形封頭：封頭 EHA240016 優(yōu)異品+ 第二部分 設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)條件的確定 2.1.1 設(shè)計(jì)壓力的確定 根據(jù)文獻(xiàn)4液氨飽和蒸汽壓表查得 50時(shí)液氨蒸汽壓由表 1 查得液 氨在 50的飽和蒸汽壓為 19.25bar，即為 1.925MPa，可以判斷設(shè)計(jì)的容 器為儲(chǔ)存內(nèi)壓壓力容器，根據(jù)文獻(xiàn)5盛裝液化氣體無(wú)保冷設(shè)施的壓力容 器，其設(shè)計(jì)壓力應(yīng)不低于液化氣 50時(shí)的飽和蒸汽壓力，飽和蒸汽壓力 一般指絕壓，而設(shè)計(jì)壓力是表壓，而且查得當(dāng)容器上裝有安全閥時(shí)，取 1.051.1 倍的工作壓力作為設(shè)計(jì)壓力；所以工作壓力： P 飽和蒸汽壓-大氣壓1.925-0.11.82

11、5MPa 工 設(shè)計(jì)壓力計(jì)算1 1.1P 1.8251.12.0075MPap設(shè) 工 液氨的密度=0.5663kg/L，H 取公稱直徑 DN=2400mm 表 2-1 液氨飽和蒸汽壓 由各地區(qū)重力加速度表查的邯鄲地區(qū)的，則根據(jù)公式液柱 2 9.79/gm s 靜壓力 1 靜 P =gH=（0.56639.792.4）0.001=0.013 靜 PMpa 5%，忽略。 0.013 0.65% 2.0075 P p 靜 設(shè) 則計(jì)算壓力就等于設(shè)計(jì)壓力，即=2.0075 c Pp設(shè)Mpa 2.1.2 設(shè)計(jì)溫度的確定 根據(jù)文獻(xiàn)3和文獻(xiàn)5中規(guī)定設(shè)計(jì)溫度系指容器在正常操作情況下， 在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下，設(shè)定受壓元

12、件的金屬溫度，其值不得低于元件金屬可 能達(dá)到的最高金屬溫度，對(duì)于0以下的金屬溫度，則設(shè)計(jì)溫度不高于元件C 。 溫度 -20204050 飽和蒸汽壓 Bar 1.938.6115.2019.25 優(yōu)異品+ 金屬可能達(dá)到的最低金屬溫度，設(shè)計(jì)溫度選取的依據(jù)是：其值不得低于最 高金屬溫度或不得高于最低金屬溫度（0以下）在本設(shè)計(jì)中給出的最高工C 。 作溫度為48。工作溫度為 -2048，為保證正常工作，對(duì)設(shè)計(jì)溫度 留一定的富裕量。則取設(shè)計(jì)溫度為50 2.1.3 設(shè)計(jì)條件表 表 2-2：設(shè)計(jì)條件表 項(xiàng)目?jī)?nèi)容備注 工作介質(zhì)液氨 工作壓力 MPa 1.825 設(shè)計(jì)壓力 MPa 2.0075 工作溫度 -204

13、8 設(shè)計(jì)溫度 50 公稱容積(Vg) m3 40 計(jì)算容積(V計(jì)) m3 41.98 工作容積(V工) m33568 裝量系數(shù)(V) 0.85 介質(zhì)密度(t) kg/L 0.5663 22 設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.1 筒體和封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 我國(guó)已經(jīng)制訂了化工設(shè)備通用零部件的系列標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體 設(shè)計(jì)條件按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選用。 筒體的公稱直徑 DN=2400mm，長(zhǎng)度 L=8400mm。封頭的公稱直徑 DN=2400mm，總深 H=640mm， 圖 1 封頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.2.2 接管與法蘭設(shè)計(jì) (1)公稱直徑及公稱壓力的選取 法蘭公稱壓力取 PN=2.5Mpa ，根據(jù)文獻(xiàn)6表 8.2 3-1

14、 PN10 帶頸對(duì)焊鋼制 優(yōu)異品+ 管法蘭，選取各管口公稱直徑，查得各法蘭的尺寸。得出管口表如下表 表 2-3：管口表 公稱規(guī)格連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 液相進(jìn)口管 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 液相出口管 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 排氣管 PN2.5 DN80HG/T20592-2009FM 排污管 PN2.5 DN25HG/T20592-2009FM 壓力表接口 PN2.5 DN25HG/T20592-2009FM 溫度計(jì)接管 PN2.5 DN80HG/T20592-2009F

15、M 安全閥接口 PN2.5 DN32HG/T20592-2009FM 液位計(jì)接口 PN2.5 DN500HG/T20592-2009MFM 人 孔 （2）接管與法蘭的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 液氨儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置物料進(jìn)出口接管,排氣口，排污口，壓力表口，溫 度計(jì)口，安全閥口，液位計(jì)口，人孔。接管和法蘭布置如圖 3 所示，法 蘭簡(jiǎn)圖如圖所示： 本次設(shè)計(jì)所用的接管的尺寸表如下所示： 表 2-4：接管的尺寸表 公稱尺寸 外徑 壁厚 ont d 用途或名稱 理論質(zhì)量/kg m DN80898 液相進(jìn)口管 15.98 DN80898 液相出口管 15.98 DN80898 排氣管 15.98 DN80898 排污管 15

16、.98 DN25326 壓力表接口管 3.85 DN25326 溫度計(jì)接口管 3.85 DN80898 安全閥接口 15.98 DN32386 液位計(jì)接口 4.74 DN50053012 人孔 183.88 優(yōu)異品+ 查文獻(xiàn)6中附錄 D 中表 D-3,得各法蘭的質(zhì)量。 查文獻(xiàn)6表 3.2.2，接管法蘭的密封面均采用 FM（凹面）,人孔密封面 采用 MFM（凹凸面密封） 。 接管和法蘭尺寸 由設(shè)計(jì)壓力 2.0075Mpa 查文獻(xiàn)6中 PN2.5Mpa 板式平焊鋼制管法蘭 （PL）知板式平焊鋼制管法蘭的密封面形式有突面（RF）和全平面（FF） 。RF 形式適用公稱壓力范圍為 0.252.5Mpa

17、而 FF 形式適用公稱壓力范圍為 0.251.6Mpa,本設(shè)計(jì)壓力為 2.0075Mpa 故采用板式平焊鋼制管法蘭（RF）形 式。查文獻(xiàn)6中 PN2.5 板式平焊法蘭選擇以接管公稱直徑一致的鋼制管法蘭， 得各法蘭的尺寸和質(zhì)量，詳細(xì)尺寸將見(jiàn)表 表 2-5：接管和法蘭尺寸 法蘭頸 名稱 公稱 直徑 DN 鋼管外 徑法蘭 焊端外 徑 法蘭 外徑 D 螺栓 孔中 心圓 直徑 K 螺栓 孔直 徑 L 螺栓孔 數(shù)量 n（個(gè)） 螺栓 Th 法 蘭 厚 度 C NS 1 H R 法 蘭 高 度 H 法蘭 質(zhì)量 a 排污管 8089B200160188M1624105812858 5.03 b 排氣口 8089

18、B200160188M1624105812858 5.03 c 出液口 8089B200160188M1624105812858 5.03 d 進(jìn)液口 8089B200160188M1624105812858 5.03 e 人孔 500530B730660 36 20 M33485801220 12 125 81.4 k1-2液位計(jì) 口 3238B140100184M16185666642 2.05 f 溫度計(jì) 口 2532B11585144M12184666440 1.26 g 壓力表 口 2532B11585144M12184666440 1.26 h 安全閥 口 8089B2001601

19、88M1624105810858 5.03 墊片的選擇 法蘭密封常用墊片，墊片有金屬墊片、非金屬墊片，合成墊片等多種， 考慮經(jīng)濟(jì)性當(dāng)非金屬墊片能滿足要求時(shí)首先使用非金屬墊片。 墊片結(jié)構(gòu)圖 優(yōu)異品+ 由本設(shè)計(jì)壓力和溫度要求查文獻(xiàn)4選用石棉橡膠墊片，其使用范圍 PN4.0 Mpa,t290,密封形式為 RF（突面） 。其尺寸如表 4.5 查文獻(xiàn)4，得墊片尺寸表 表 2-6：墊片尺寸表 符號(hào)管口名稱公稱直徑內(nèi)徑 D1外徑 D2 a 排污口 80109.5142 b 排氣口 80109.5142 c 出液口 80109.5142 d 進(jìn)液口 80109.5142 e 人孔 500500524 k1-2

20、 液位計(jì)口 3261.582 f 溫度計(jì)口 2545.561 g 壓力表口 2545.561 h 安全閥口 80109.5142 注：1：包覆金屬材料為純鋁板，標(biāo)準(zhǔn)為 GB/T 3880，代號(hào)為 L3。 2：填充材料為有機(jī)非石棉纖維橡膠板。 3：墊片厚度均為 3mm。 螺栓（螺柱）的選擇 根據(jù)要求法蘭處用螺栓做緊固件，螺栓有多種材料和多種結(jié)構(gòu)，選擇時(shí) 應(yīng)考慮到設(shè)計(jì)的適用性和安全性。 查文獻(xiàn)6中表 5.0.7-9 和附錄中表 A.0.1,得螺柱的長(zhǎng)度和平墊圈尺寸： 表 2-7：螺栓及墊片 緊固件用平墊圈 mm 公稱直徑螺紋螺柱長(zhǎng) 1 d 2 d h a80M169017303 b80M16901

21、7303 c80M169017303 d80M169017303 e500M2412525444 g1-232M168517303 優(yōu)異品+ f25M127513242.5 g25M127513242.5 h80M169017303 （3）接管與法蘭材料的選擇 容器接管一般應(yīng)采用無(wú)縫鋼管，所以本設(shè)計(jì)筒體上接管材料均選擇無(wú)縫 鋼管 20（GB9948） 。排污管一端焊接在筒體下方，另一端用螺紋帽密封，制造 便宜，操作方便。 查文獻(xiàn)6中法蘭材料選用 16Mn 2.2.3 附件設(shè)計(jì) （1）安全閥的選擇 查文獻(xiàn)4中知液氨常用安全閥有 A21H-40 其公稱直徑 15mm 到 25mm 公稱壓力為 1.

22、6-4.0Mpa 使用溫度 t200和 A41H-40 其公稱 直徑為 32mm 到 48mm 公稱壓力為 1.3 到 4.0Mpa,使用溫度 t300。 根據(jù)本設(shè)計(jì)要求選擇閥體公稱壓力：4.0Mpa;， 稱直徑為 40mm 的彈簧封閉微啟式安全閥，封面材料為不銹鋼； 采用法蘭連型號(hào)：A44Y-160 （2）液位計(jì)的選擇 液面計(jì)的種類很多，常用玻璃板液面計(jì)。它們都是外購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)件，只 需要選用。玻璃板液面計(jì)有三種：透光式玻璃板液面計(jì)、反射式玻璃板液 面計(jì)、視鏡式玻璃板液面計(jì)。利用連通器原理，通過(guò)液面計(jì)的玻璃板視窗 可以觀 察容器內(nèi)部液面位置的變動(dòng)情況。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用查文獻(xiàn)6中選用磁性液面計(jì)，

23、型號(hào) T,使用壓力為 PN=2.5Mpa, 液面計(jì)采用普通型；結(jié)構(gòu)形式：保溫型 W,鋼板 Q345R. 標(biāo)準(zhǔn)選用 HG/T 21584-95. AT2.5-W-1450.中心距為 L=2000mm, 采用帶頸法蘭 DN32. （3）視鏡的選擇 視鏡用來(lái)觀察設(shè)備內(nèi)部物料的工作情況，用凸緣構(gòu)成的視鏡稱為不帶頸 視鏡，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易粘料，有比較寬的視察范圍，便于窺視，在本設(shè)計(jì) 中選用不帶頸視鏡。但由于視鏡接緣直接焊接在設(shè)備上，容易在焊接后引起 優(yōu)異品+ 接緣上的密封面變形，所以應(yīng)有可靠的焊接工藝保證。 選用視鏡的數(shù)據(jù)：DN=80 PN=1.57 D=130 b1=36 b2=26 H=91 螺柱：

24、個(gè)數(shù) n=8 直徑 d=M12 重量 m=7.1kg 標(biāo)準(zhǔn)：不銹鋼 HGJ501-86-15 圖視鏡 （4）壓力表 儀表類型的選用必須滿足工藝生產(chǎn)的要求。例如是否需要遠(yuǎn)傳、自動(dòng) 記錄或報(bào)警；被側(cè)介質(zhì)的性質(zhì)（如被測(cè)介質(zhì)的溫度高低、粘度大小、腐蝕 性、臟污程度、是否易燃易爆等）是否對(duì)儀表提出特殊要求，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條 件（如濕度、溫度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、振動(dòng)等）對(duì)儀表類型的要求等。因此根據(jù) 工藝要求正確地選用儀表類型是保證儀表正常工作及安全生產(chǎn)的重要前提。 化工行業(yè)所用的壓力表有多種型號(hào)，根據(jù)液氨的性質(zhì)查文獻(xiàn)4中常用的壓 力表型號(hào)為 YA-100,管螺紋 M201.5,壓力表一端與帶有相應(yīng)螺紋的接管一 端旋合，

25、接管另一端焊接在筒體適合的位置。 （5）人孔的選擇 密封面的選擇 由于本次設(shè)計(jì)的介質(zhì)是高度危害的，查文獻(xiàn)7中表 3-1，選用凹凸法蘭密 封面（MFM）法蘭。 人孔的設(shè)計(jì) 優(yōu)異品+ 本次設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力為 2.0075MPa，查文獻(xiàn)7中，采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸 對(duì)焊法蘭人孔。其明細(xì)尺寸見(jiàn)下表： 表 2-8：人孔尺寸表 單位：mm 密封面型 式 凹凸 面 MFM D730 1 b 46 0 d 48 公稱壓力 PN MPa 4 1 D 660 2 b 57 螺柱數(shù)量 20 公稱直徑 DN 500 1 H 280A435 螺母數(shù)量 40 w ds 530 12 2 H 128B400 螺柱尺寸33 2 1

26、70M d506b44L300 總質(zhì)量 kg 302 人孔結(jié)構(gòu)示意圖如下 優(yōu)異品+ 開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算 根據(jù)文獻(xiàn)8開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)常用的形式可分為補(bǔ)強(qiáng)圈 補(bǔ)強(qiáng)、厚壁管補(bǔ)強(qiáng)、整體鍛件補(bǔ)強(qiáng)三種。補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)是使用最為廣泛的結(jié)構(gòu) 形式，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、原材料易解決、安全、可靠等優(yōu)點(diǎn)。在 一般用途、條件不苛刻的條件下，可采用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)形式。但必須滿足規(guī)定 的條件。壓力容器開孔補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算方法有多種，為了計(jì)算方便，采用等面積 補(bǔ)強(qiáng)法，即殼體截面因開孔被削弱的承載面積，必須由補(bǔ)強(qiáng)材料予以等面積 的補(bǔ)償。當(dāng)補(bǔ)強(qiáng)材料與被削弱殼體的材料相同時(shí)，則補(bǔ)強(qiáng)面積等于削弱的面 積。補(bǔ)強(qiáng)材料采用 Q235R

27、-A。 查文獻(xiàn)7中，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。 厚度附加量 C=2.3mm 優(yōu)異品+ 開孔直徑 d=di+2C=530-32+4.6=493.4mm ，在筒體上開孔 d，所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。 D D 補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑則取 Di=530+10=540mm 126D 0 d i 優(yōu)異品+ =A4(D-d)=15.75mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度，圓整取名義厚度為 16mm。 根據(jù)文獻(xiàn)3，補(bǔ)強(qiáng)圈焊接形式D 型， 表:2-9： 補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)及附件的選擇 接管公稱直徑 DN/mm外徑 D2 內(nèi)徑 D1 厚度 n 重量（Kg） 5008005401646.4 （6）各附件接管的布局 為了便于操作及考慮到開孔的安全性要求，本

28、設(shè)計(jì)中將排氣接管、人 孔接管、安全閥接管、壓力表接管、進(jìn)料接管、人孔接管成直線依次布局 在筒體上方，其中，人孔接管與排氣管，人孔接管與安全閥，人孔接管與 進(jìn)料管間距離均為 1300mm,其余接管間距離均為 800mm，液面計(jì)接管放右側(cè) 封頭處。 排污口接管和出料管布置在筒體下方，排污口接管在左封頭與左支座之間， 距左封頭直邊 200mm 處，出料管在左支座與右支座之間。 進(jìn)料管內(nèi)伸長(zhǎng)度為 1700mm，溫度計(jì)內(nèi)伸長(zhǎng)度為 300mm，其余的接管內(nèi) 伸長(zhǎng)度均為 0mm。 其中人孔接管外伸長(zhǎng)度為 250mm，其余接管外伸長(zhǎng)度均為 150mm,具體布局 見(jiàn)裝配圖。 2.2.4 支座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）鞍座

29、結(jié)構(gòu)和材料的選取 臥式容器的支座有三種形式：鞍座、圈座、和支腿，常見(jiàn)的臥式容器 和大型臥式儲(chǔ)罐、換熱器等多采用鞍座，它是應(yīng)用得最為廣泛的一種臥式 容器支座。置于支座上的臥式容器，其情況和梁相似，一般情況采用雙支 座。此外，臥式容器由于溫度或載荷變化時(shí)都會(huì)產(chǎn)生軸向的伸縮，因此容 器兩端的支座不能都固定在基礎(chǔ)上，必須有一端能在基礎(chǔ)上滑動(dòng)，以避免 產(chǎn)生過(guò)大的附加應(yīng)力。 通常的做法是將一個(gè)支座上的地腳螺栓孔做成長(zhǎng)圓形，并且螺母不上 緊，使其成為活動(dòng)支座，而另一支座仍為固定支座。 所以本設(shè)計(jì)就采用這種支座結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)備的公稱直徑和容器的重量參照 優(yōu)異品+ 文獻(xiàn)9選取鞍座結(jié)構(gòu)及尺寸。鞍座的材料（除加強(qiáng)墊板

30、除外）為 Q235-A， 加強(qiáng)墊板的材料應(yīng)與設(shè)備殼體材料相同為 16MnR。 采用鞍式 A 型支座: 鞍座 A2400-F 和鞍座 A2400-S （2）鞍座位置的確定 考慮到支座截面處除彎矩以外的其他載荷，面且支座截面處應(yīng)力較為 復(fù)雜，故常取支座處圓筒的彎矩略小于跨距中間圓筒的彎矩，通常取尺寸 A 不超過(guò) 0.2L 值，為此中國(guó)文獻(xiàn)10規(guī)定 A0.2L=0.2（L+2h） ，A 最大不 超過(guò) 0.25L.否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過(guò)大。由標(biāo) 準(zhǔn)橢圓封頭，得 h=H-Di4=640-600=40 mm 2 2 i D Hh 故 A0.2(L+2h)=0.2(8400+240)

31、=1716mm 當(dāng)鞍座鄰近封頭時(shí)，則封頭對(duì)支座處筒體有加強(qiáng)剛性的作用。為了充分利 用這一加強(qiáng)效應(yīng)，在滿足下應(yīng)盡量使.A0.5R m（ .2L0A ）, 即 2 Ri n m R 240016 1208 22 mRmm 即 A604mm 綜合以上取 A=600mm (A 為封頭切線至封頭焊縫間距離，L 為筒體和兩封頭 的總長(zhǎng)) 則兩鞍座間距 S=(L+2h)-2A=(8400+240)-2600=7280mm, 鞍座位置及結(jié)構(gòu)如下圖所示。 優(yōu)異品+ (3)鞍座載荷計(jì)算 由前面可得的液氨的壓力容器設(shè)計(jì)存儲(chǔ)質(zhì)量 ： 3 1234 2mmmmm 筒體質(zhì)量：查得圓筒體材料 Q345R 密度 =7850/

32、m,筒體長(zhǎng)度加上封 1 m 頭的直邊長(zhǎng)度為 40mm,則 1 m3.14 2.4 (8.40.04) 0.016 78507988.64DLkg 單個(gè)封頭的質(zhì)量：查文獻(xiàn)2中表 B.2 EHA 橢圓形封頭質(zhì)量為 507.3， 2 m 可知，Kgm 6 . 1014 2 水壓試驗(yàn)時(shí)量: 3 mg V K419821.990524 . 84 . 2 4 1000m 2 3 ）（ 水 附件質(zhì)量：人孔質(zhì)量為 302kg，其他接管質(zhì)量 300 kg，即 4 mKgm602 4 綜上所述，設(shè)備總質(zhì)量為 51587.2kg. 即每個(gè)鞍座承受的重量為 G=mg2=257936N=257.936KN 由此查文獻(xiàn)9

33、容器支座，選取輕型，焊制為 BI, 筋板數(shù)為 6，直徑 DN=2400mm 包角為 120，高度為 250mm 有墊板的鞍座,允許載荷 Q435kN257.936kN。查文獻(xiàn)4表 6 得鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表：。 表 2-10：鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸 公稱直 徑 DN2400 腹板 2 16 4 b 510 允許載 荷 Q/kN435 3 l 265 4 10 鞍座高 度 h250 2 b 208 墊板 e100 1 l 1720 3 b 290 螺栓間距 2 l 1520 1 b 240 筋板 3 8 螺孔/孔 長(zhǎng) D/l24/40 底板 1 14 墊板弧長(zhǎng) 2800 鞍座質(zhì) 量 Kg 234 優(yōu)異品

34、+ 2.2.5 焊接接點(diǎn)的設(shè)計(jì) (1)壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 根據(jù)文獻(xiàn)3焊縫分散原則；避免焊縫多條相交原則；對(duì)稱質(zhì)心布置原 則；避開應(yīng)力復(fù)雜區(qū)或應(yīng)力峰值去原則；對(duì)接鋼板的等厚連接原則；接頭 設(shè)計(jì)的開敞性原則；焊接坡口的設(shè)計(jì)原則（焊縫填充金屬盡量少；避免產(chǎn) 生缺陷；焊縫坡口對(duì)稱；有利于焊接防護(hù)；焊工操作方便；復(fù)合鋼板的坡 口應(yīng)有利于減少過(guò)渡層焊縫金屬的稀釋率） 。 （2）封頭與圓筒焊接接頭 封頭與圓筒連接的環(huán)向接頭采用 A 類焊縫。焊接方法：采用手工電弧 焊，封頭與圓筒采用對(duì)接焊接。平行長(zhǎng)度任取。坡口形式為 Y 型坡口。 根據(jù) Q345R 的抗拉強(qiáng)度=5000Mpa 和屈服點(diǎn)=325Mpa 選

35、擇 E50 系列（強(qiáng) b s 度要求：500Mpa；400Mpa）的焊條，型號(hào)為 E5018.該型號(hào)的焊 b s 條是鐵粉鈦型藥皮（藥皮成分：氧化鈦 30%，加鐵粉） ，適用于全位置焊接， 熔敷效率較高，其結(jié)構(gòu)如下圖 優(yōu)異品+ Y 型坡口 筒體和封頭的焊接：=620 =6070 b=02 p=2 3 (3)管法蘭與接管的焊接接頭 管法蘭與接管焊接接頭形式和尺寸參照文獻(xiàn)3,根據(jù)公稱通經(jīng)選擇相應(yīng) 的坡口寬度結(jié)構(gòu)如附圖中為幾種常用的管法蘭與結(jié)接管焊接形式的局部放大 圖。 (4)接管與殼體的焊接接頭 本設(shè)計(jì)除人孔接管帶補(bǔ)強(qiáng)圈外其它接管都是不帶補(bǔ)強(qiáng)圈的插入式接管， 接管插入殼體，接管與殼體間的焊接有全焊

36、透和部分焊頭兩種，它們的焊 接接頭均屬 T 形或角接接頭。標(biāo)準(zhǔn)中代號(hào)為 G2 的接頭形式，基本尺寸為 ；，且，它適用于 550 5 . 02 b 5 . 01p t k 3 1 6k ，因?yàn)樗x接管的厚度都為殼體厚度的一半，殼體的 254 s st 2 1 厚度為 16mm，所以符合要求。選擇全焊透工藝，可用于交變載荷，低溫及 有較大溫度梯度工況。如附圖中的局部放大圖所示。 優(yōu)異品+ 帶補(bǔ)強(qiáng)圈焊接接頭結(jié)構(gòu) =50+5302 b =2+0.5,51,t , 12 12 b 1 K = 8) k 0.7 1 K c c 2 c 2.3 設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算 2.3.1 設(shè)備總體壁厚計(jì) (1)材料的選擇

37、常見(jiàn)的壓力容器用碳素鋼和低合金鋼鋼板有 Q245，Q345R，Q370R 等；無(wú) 縫鋼管材料有 10，20, nM16 等。考慮到該容器的內(nèi)徑為 2400mm，介質(zhì)的工 作溫度為-2048，由下表查得，所以可以選擇 Q235R 或者 Q345R 作為 筒體的材料。所以選用筒體由鋼板卷制而成，由于低合金鋼有較高的強(qiáng)度， 良好的塑性，價(jià)格相對(duì)較低，所以選用 Q345R。封頭材料也為 Q345R。 表 2-11 鋼板材料使用條件表 材料名稱使用條件 Q235R 或 者 Q345R 容器設(shè)計(jì)壓力 P35MPa,鋼板使用溫度-20475，對(duì)容器中的介質(zhì)沒(méi)有 限制。 （2）筒體壁厚計(jì)算 1 設(shè)計(jì)溫度下材料

38、的許用應(yīng)力 t 設(shè)計(jì)溫度為 50，假設(shè)筒體厚度為，由材料許用應(yīng)力表mm316 可得的 =345RQ345 189 t MPa eL RMPa 表 2-12：鋼材許用應(yīng)力表 在下列溫度（）下的許用應(yīng)力/ Mpa 鋼號(hào) 板 厚/ 20 10 0 15 0 20 0 25 0 30 0 優(yōu)異品+ 316 18 9 18 9 18 9 18 3 16 7 15 3 RQ345 163 6 18 5 18 5 18 3 17 0 15 7 14 3 焊接接頭系數(shù) 本次液氨儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)采用雙面對(duì)接焊的全焊透對(duì)接接頭，全部無(wú)損探傷 所以=1.0 計(jì)算壓力 c P 由前面計(jì)算知道計(jì)算壓力=2.0075 c PM

39、pa 筒體內(nèi)徑 i D 由前面計(jì)算知道筒體內(nèi)徑=2400mm i D 筒體的計(jì)算厚度 1 按公式：計(jì)算 2 ci t c p D P 即=12.81mm =3mm 2.0075 2400 2 189 1.02.0075 min 取腐蝕裕量 2mm 1 2 C 設(shè)計(jì)厚度12.81+2=14.81mm 1 2d C 查文獻(xiàn)3中列舉的鍋爐和壓力容器專用鋼板的厚允許偏差按 GB/T 709 中的 B 類要求，即鋼材厚度負(fù)偏差 mmC3 . 01 。 所以名義厚度，經(jīng)過(guò)114.81 0.3+16mm nd C圓整量圓整量 圓整后為 16mm,在之間，故假設(shè)是成立的。mm316 有效厚度。 12 1620

40、.313.7 en C Cmm （2）封頭壁厚計(jì)算 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計(jì)算厚度公式： 2.0075 2400 12.78 2 189 1 0.5 2.0075 20.5 ci t c p D mm p 取腐蝕裕量2mm，鋼材厚度負(fù)偏差 mmC3 . 01 。則： 2 C 優(yōu)異品+ 設(shè)計(jì)厚度12.78+2=14.78mm 2d C 名義厚度114.780.3+16mm nd C圓整量圓整量 有效厚度 12 1620.313.7 en C Cmm 可見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭與筒體等厚。 2.3.2 壓力試驗(yàn)校核 （1）壓力試驗(yàn)類型 耐壓試驗(yàn)是在設(shè)計(jì)壓力下對(duì)壓力容器的檢驗(yàn)，在本設(shè)計(jì)中采用水壓試 驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證

41、。 （2）壓力試驗(yàn)校核 筒體耐壓試驗(yàn)校核 1 耐壓試驗(yàn)壓力根據(jù) T t PP 其中，為耐壓試驗(yàn)壓力系數(shù)，對(duì)于鋼和有色金屬，液壓試驗(yàn)是，25 . 1 所以水壓試驗(yàn)壓力， 1 185 1.25 2.0075MPa2.51MPa 185 T P 筒體的薄膜應(yīng)力： 1 ()2.51 (2400 13.7) 221.11 22 13.7 Tie T e P D MPa 液壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)滿足以下公式的要求 ， 1 T 0.9 TeL R 其中 =0.9 1 345=0.9 eL R 310.5MPa 符合要求。 221.11MPa310.5MPa 最終筒體選用材料為 Q345R 的鋼板，且厚度為 16mm。

42、 封頭耐壓試驗(yàn)校核 水壓試驗(yàn)壓力 185 1.25 2.0075MPa2.51MPa 185 T P 封頭的薄膜應(yīng)力： ()2.51 (2400 13.7) 221.11 22 13.7 Tie T e P D MPa 液壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)滿足以下公式的要求 ， T 0.9 TeL R 優(yōu)異品+ 其中 =0.9 1 345=0.9 eL R 310.5MPa ，符合要求。 221.11MPa310.5MPa 最終封頭選用材料為 Q345R 的鋼板，且厚度為 16mm。 2.3.3 設(shè)備的應(yīng)力校核 鋼制臥式容器計(jì)算單位河北工程大學(xué) 計(jì) 算 條 件 簡(jiǎn) 圖 設(shè)計(jì)壓力 p2.0075 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t

43、 50 筒體材料名稱 Q345R 封頭材料名稱 Q345R 封頭型式橢圓形 筒體內(nèi)直徑 Di 2400mm 筒體長(zhǎng)度 L 8400mm 筒體名義厚度 n 16mm 支座墊板名義厚度 rn 10mm 筒體厚度附加量 C 2.3mm 腐蝕裕量 C1 2mm 筒體焊接接頭系數(shù) 1 封頭名義厚度 hn 16mm 封頭厚度附加量 Ch 2.3mm 鞍座材料名稱 Q235-A 鞍座寬度 b 240mm 鞍座包角 120 支座形心至封頭切線距離 A 600mm 鞍座高度 H 250mm 地震烈度 低于七度 內(nèi)壓圓筒校核計(jì)算單位河北工程大學(xué) 計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn) GB 150.3-2011 計(jì)算條件筒體簡(jiǎn)圖 計(jì)算

44、壓力 Pc 2.02MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 0.00 C 內(nèi)徑 Di 2400.00mm 材料 Q345R ( 板材 ) 優(yōu)異品+ 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 189.00MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 t 189.00MPa 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) s 345.00MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.30mm 腐蝕裕量 C2 2.00mm 焊接接頭系數(shù) 1.00 厚度及重量計(jì)算 計(jì)算厚度 = = 12.90 P D P ci t c 2 mm 有效厚度 e =n - C1- C2= 13.70 mm 名義厚度 n = 16.00 mm 重量 8007.60Kg 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型 液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT

45、 = 1.25P = 2.5100 (或由用戶輸入) t MPa 壓力試驗(yàn)允許通過(guò) 的應(yīng)力水平 T T 0.90 s = 310.50 MPa 試驗(yàn)壓力下 圓筒的應(yīng)力 T = = 221.11 pD Tie e .() . 2 MPa 校核條件 T T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計(jì)算 最大允許工作壓力 Pw= = 2.14550 2 e t ie ()D MPa 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 t = = 177.99 PD cie e () 2 MPa t 189.00MPa 校核條件 t t 結(jié)論 合格 左封頭計(jì)算計(jì)算單位河北工程大學(xué) 計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn) GB 150.3-2011 計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖

46、 優(yōu)異品+ 計(jì)算壓力 Pc 2.02MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 0.00 C 內(nèi)徑 Di 2400.00mm 曲面深度 hi 600.00mm 材料 Q345R (板材) 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 t 189.00MPa 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 189.00MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.30mm 腐蝕裕量 C2 2.00mm 焊接接頭系數(shù) 1.00 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT = 1.25Pc= 2.5100 (或由用戶輸入) t MPa 壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng) 力t T 0.90 s = 310.50MPa 試驗(yàn)壓力下封頭的應(yīng)力 T = = 220.48 .2 )5 . 0.( e

47、 eiT KDp MPa 校核條件 T T 校核結(jié)果合格 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = = 1.0000 2 i i 2 2 6 1 h D 計(jì)算厚度 h = = 12.86 KP D P ci t c 20 5. mm 有效厚度 eh =nh - C1- C2= 13.70mm 最小厚度 min = 3.60mm 名義厚度 nh = 16.00mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 808.40 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 Pw= = 2.15161 2 0 5 . t e ie KD MPa 優(yōu)異品+ 結(jié)論 合格 優(yōu)異品+ 右封頭計(jì)算計(jì)算單位河北工程大學(xué) 計(jì)算所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn) GB

48、 150.3-2011 計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 2.02MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 0.00 C 內(nèi)徑 Di 2400.00mm 曲面深度 hi 600.00mm 材料 Q345R (板材) 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 t 189.00MPa 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 189.00MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.30mm 腐蝕裕量 C2 2.00mm 焊接接頭系數(shù) 1.00 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類型液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT = 1.25Pc= 2.5100 (或由用戶輸入) t MPa 壓力試驗(yàn)允許通過(guò)的應(yīng) 力t T 0.90 s = 310.50MPa 試驗(yàn)壓力下封頭的應(yīng)力 T = = 220

49、.48 .2 )5 . 0.( e eiT KDp MPa 校核條件 T T 校核結(jié)果合格 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = = 1.0000 2 i i 2 2 6 1 h D 計(jì)算厚度 h = = 12.86 KP D P ci t c 20 5. mm 有效厚度 eh =nh - C1- C2= 13.70mm 最小厚度 min = 3.60mm 名義厚度 nh = 16.00mm 結(jié)論 滿足最小厚度要求 重量 808.40 Kg 優(yōu)異品+ 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 Pw= = 2.15161 2 0 5 . t e ie KD MPa 結(jié)論 合格 優(yōu)異品+ 臥式容器（雙鞍座）計(jì)

50、算單位河北工程大學(xué) 計(jì) 算 條 件簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pC 2.0075MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 0 圓筒材料 Q345R 鞍座材料 Q235-B 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 189MPa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力t 189MPa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) 345MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 sa 147MPa 工作時(shí)物料密度 O 566.3kg/m3 液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度 T 1000kg/m3 圓筒內(nèi)直徑 Di 2400mm 圓筒名義厚度 n 16mm 圓筒厚度附加量 C 2.3mm 圓筒焊接接頭系數(shù) 1 封頭名義厚度 hn 16mm 封頭厚度附加量 Ch 2.3mm 兩封頭切線間距離 L 8480mm 鞍座墊板

51、名義厚度 m 10mm 鞍座墊板有效厚度 re 10mm 鞍座軸向?qū)挾?b 240mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封頭切線距離 A 600mm 封頭曲面高度 hi 600mm 試驗(yàn)壓力 pT 2.51MPa 鞍座高度 H 250mm 腹板與筋板組合截面積 Asa29920mm2 腹板與筋板組合截面斷面系數(shù) Zf 1.00608e+06mm3 地震烈度 7 圓筒平均半徑 Ra 1208mm 物料充裝系數(shù) 0 0.85 一個(gè)鞍座上地腳螺栓個(gè)數(shù) 2 地腳螺栓公稱直徑 20mm 地腳螺栓根徑 17.294mm 鞍座軸線兩側(cè)的螺栓間距 1520mm 地腳螺栓材料 16Mn 優(yōu)異品+ 支 座 反 力

52、 計(jì) 算 圓筒質(zhì)量(兩切線間)8084.11 snni1 c LDm kg 封頭質(zhì)量(曲面部分)794.717m2 kg 附件質(zhì)量9605m3 kg 封頭容積(曲面部分)1.80956e+09Vh mm3 容器容積(兩切線間) V = 4.19817e+10mm3 容器內(nèi)充液質(zhì)量 工作時(shí), 20208.1 壓力試驗(yàn)時(shí),= oo Vm4mV T4 41981.7 kg 耐熱層質(zhì)量 M5=0kg 總質(zhì)量 工作時(shí), 39486.7 54321 2mmmmmm 壓力試驗(yàn)時(shí), 61260.3 5 4321 2mmmmmm kg 單位長(zhǎng)度載荷 41.7503 64.7722 q mg Lh 4 3 i q

53、 m g Lh 4 3 i N/mm 支座反力 193722 300543 Fmg 1 2 gmF 2 1 300543FF F max, N 筒 體 彎 矩 計(jì) 算 圓筒中間處截 面上的彎矩 工作時(shí)= 2.70526e+08 L A L h LhRLF M 4 3 4 1 /21 4 i 22 i 2 a 1 壓力試驗(yàn)= 4.19699e+08 L A L h LhRLF MT 4 3 4 1 /21 4 i 22 i 2 a 1 Nmm 支座處橫 截面彎矩 操作工況： -6.06148e+06 L h AL hR L A AFM 3 4 1 2 1 1 i 2 i 2 a 2 壓力試驗(yàn)工況

54、： -9.40389e+06 L h AL hR L A AFMT 3 4 1 2 1 1 i 2 i 2 a 2 Nmm 優(yōu)異品+ 系 數(shù) 計(jì) 算 K1=1K2=1K3=0.879904 K4=0.401056K5=0.760258K6=0.0132129 K6=0.010861K7=K8= K9=0.203522C4=C5= 筒 體 軸 向 應(yīng) 力 計(jì) 算 92.8153 e 2 a 1aC 2 2 R MRp e 88.6023 e 2 a1 2 e aC 3 2 RK MRp MPa 操作狀態(tài) -4.30948 ee R MRp 2 a 1aC 1 2 -0.0965595 e 2 a

55、2 2aC 4 2 RK MRp e MPa -6.68242 e 2 a 1 T1 R MT -0.149804 e 2 a2 2 4 RK MT T MPa 軸向 應(yīng)力 計(jì)算 水壓試驗(yàn)狀 態(tài) 117.346 e 2 a 1aT 2 2 R MRp T e T 110.81 e 2 a1 2 e aT 3 2 RK MRp T T MPa 0.00105905 a e 094. 0 R A 根據(jù)圓筒材料查 GB150 圖 4-34-12 B = 139.152 MPa 許用壓縮應(yīng) 力 139.152 B t ac ,min t 139.152 ),9 . 0min( ac BReL MPa

56、應(yīng)力 校核 189 合格| |,| 139.152 合格 32 ， t 1 4 t ac |,| 139.152 合格T2 ,T3 0.9s = 310.5 合格 1T 4T ac MPa 時(shí)(時(shí),不適A R m 24 L A 用) 3/4 2 iea 3 hL AL R FK MPa筒體 和封 頭的 切應(yīng) 力 時(shí) A R m 2 圓筒中：15.9792 ea 3 R FK 封頭中：7.28323 hea 4 h R FK MPa 優(yōu)異品+ 封頭 橢圓形封頭, 175.839 he ic h 2 DKP 碟形封頭, he hc h 2 RMP 半球形封頭, he ic h 4 DP MPa 圓

57、筒 封頭 = 0.8 t = 151.2 60.4106 125. t h MPa 應(yīng)力校核 圓筒, = 151.2 MPa 合格 封頭, h h = 60.4106 MPa 合格 鞍 座 處 圓 筒 周 向 應(yīng) 力 圓筒的有效寬度456.879 na2 56.1Rbbmm 在橫截面 最低點(diǎn)處 5 5 2 kK F b e MPa L/Rm8 時(shí), 6 2 6 2 4 3 2 F b K F ee MPa 無(wú) 加 強(qiáng) 圈 圓 筒 無(wú)墊 板或 墊板 不起 加強(qiáng) 作用 時(shí) 在鞍座 邊角處 L/Rm8 時(shí), 2 e a6 2e 6 12 4 L FRK b F MPa 鞍座墊板寬度 ； 鞍座墊板包角

58、 na 56.1RbW 12 橫截面最 低點(diǎn)處的 周向應(yīng)力 -2.11017 5 5 2 kK F b ere MPa L/Rm8 時(shí), 6 2 6 22 4 3 2 F b K F ereere MPa 鞍座邊角 處 的周向應(yīng) 力 L/Rm8 時(shí), -30.5347 6 2 6 22 4 12 F b K FR L ere m ere MPa L/Rm8 時(shí), 2 e 6 2e 6 2 3 4 FK b F MPa 無(wú) 加 強(qiáng) 圈 筒 體 墊板 起加 強(qiáng)作 用時(shí) 鞍座墊板 邊 緣處圓筒 中 的周向應(yīng) 力 L/Rm8 時(shí), -41.7333 2 e m 6 2e 6 12 4 L FRK b

59、F MPa 優(yōu)異品+ 應(yīng)力校核 |5| t = 189 合格 |6 | 1.25 t = 236.25 合格 |6 | 1.25 t = 236.25 合格 MPa 優(yōu)異品+ 加強(qiáng)圈材料, e = mm d = mm 加強(qiáng)圈數(shù)量, n = 個(gè) 組合總截面積, A0 = mm2 組合截面總慣性矩, I0 = mm4 加強(qiáng)圈參數(shù) 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 R t MPa 在鞍座邊角處圓筒的周向應(yīng)力： 0 8 0 74 7 A FK I eFRKC m MPa 有 加 強(qiáng) 圈 圓 筒 加強(qiáng)圈位于 鞍座平面上 在 鞍 座 邊 角 處 ，加 強(qiáng) 圈 內(nèi) 緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ： 0 8

60、0 m75 8 A FK I dFRKC MPa 橫 截 面 最 低 點(diǎn) 的 周 向 應(yīng) 力 無(wú)墊板時(shí)， （ 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 ） 5 5 2 kK F b e 采用墊板時(shí)， （墊板起加強(qiáng)作用） 5 5 2 kK F b ere MPa 在橫截上靠近水平中心線的周向應(yīng)力： 0 8 0 m74 7 A FK I eFRKC MPa 加強(qiáng)圈靠近鞍座 在橫截上靠近水平中心線處，不與筒壁相接的加強(qiáng)圈內(nèi)緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ： 8 57 0 8 0 C K R dF I K F A m MPa 無(wú)墊板或墊板不起 加強(qiáng) 作用 L/Rm8 時(shí), 6 2 6 2 4 3