過程裝備與控制工程課程設(shè)計45立方米液氨儲罐設(shè)計

1、 中北大學(xué)課 程 設(shè) 計 說 明 書學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 題 目： 45m3液氨儲罐設(shè)計 指導(dǎo)教師： 職稱: 2011年06月12日 中北大學(xué)課程設(shè)計任務(wù)書 2010/2011 學(xué)年第 二 學(xué)期學(xué) 院： 機(jī)械工程與自動化學(xué)院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 課程設(shè)計題目： 45m3液氨儲罐設(shè)計 起 迄 日 期： 06 月 13 日06月 24日 課程設(shè)計地點： 校內(nèi) 指 導(dǎo) 教 師： 系 主 任： 下達(dá)任務(wù)書日期: 2011年06月12日課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書1設(shè)計目的：設(shè)計目的1) 使用國家最新壓力容

2、器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計的全過程。2) 掌握查閱和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計方法和設(shè)計方案的可行性研究和論證。3) 掌握電算設(shè)計計算，要求設(shè)計思路清晰，計算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計算機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用。4) 掌握工程圖紙的計算機(jī)繪圖。2設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等）：1 原始數(shù)據(jù)設(shè)計條件表序號項 目數(shù) 值單 位備 注1名 稱液氯儲罐2用 途液氯儲存站3最高工作壓力mpa由介質(zhì)溫度確定4工作溫度-20455公稱容積（vg）10/16/20/25m36工作壓力波動情況可不考慮7裝量系數(shù)(v)0.98工作介質(zhì)液氯（高度危害）9使用地點室內(nèi)1

3、0安裝與地基要求11其它要求管口表接管代號公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱adn80hg20595-1997fm液氯進(jìn)口管bdn80hg20595-1997fm安全閥接口c1-2dn500fm人 孔ddn65hg20595-1997fm空氣進(jìn)口管edn65hg20595-1997fm空氣出口管fdn25hg20595-1997fm壓力表接口g1-2dn20hg20595-1997fm液位計接口hdn80hg20595-1997fm液氯出口管課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書2設(shè)計內(nèi)容1）設(shè)備工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計；2）設(shè)備強度計算與校核；3）技術(shù)條件編制；4）繪制設(shè)備總裝配圖；5）編制設(shè)計說明書。3設(shè)

4、計工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：1）設(shè)計說明書：主要內(nèi)容包括：封面、設(shè)計任務(wù)書、目錄、設(shè)計方案的分析和擬定、各部分結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計計算和確定、設(shè)計總結(jié)、參考文獻(xiàn)等； 2）總裝配圖設(shè)計圖紙應(yīng)遵循國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)和化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求有關(guān)規(guī)定，圖面布置要合理，結(jié)構(gòu)表達(dá)要清楚、正確，圖面要整潔，文字書寫采用仿宋體、內(nèi)容要詳盡，圖紙采用計算機(jī)繪制。 課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書4主要參考文獻(xiàn)：1 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，gb150-1998鋼制壓力容器，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19982 國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，中國勞動社會保障出版社，19993 全國化

5、工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站，化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求，2000，114 鄭津洋、董其伍、桑芝富，過程設(shè)備設(shè)計，化學(xué)工業(yè)出版社，20015 黃振仁、魏新利，過程裝備成套技術(shù)設(shè)計指南，化學(xué)工業(yè)出版社，20026 國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計院，化工工藝設(shè)計手冊，化學(xué)工業(yè)出版社，19967 蔡紀(jì)寧主編，化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)書，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年5設(shè)計成果形式及要求：1）完成課程設(shè)計說明書一份； 2）草圖一張（a1圖紙一張）3）總裝配圖一張 (a1圖紙一張)； 6工作計劃及進(jìn)度：2011年06月13日：布置任務(wù)、查閱資料并確定設(shè)計方法和步驟 06月13日06月17日：機(jī)械設(shè)計計算（強度計算與校核）

6、及技術(shù)條件編制06月17日06月22日：設(shè)計圖紙繪制（草圖和裝配圖）06月22日06月24日：撰寫設(shè)計說明書06月24日：答辯及成績評定系主任審查意見： 簽字： 年 月 日前言壓力容器的用途十分廣泛。它是在石油化學(xué)工業(yè)、能源工業(yè)、科研和軍工等國民經(jīng)濟(jì)的各個部門都起著重要作用的設(shè)備。壓力容器一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔和接管、支座等六大部分構(gòu)成容器本體。此外，還配有安全裝置、表計及完成不同生產(chǎn)工藝作用的內(nèi)件。壓力容器由于密封、承壓及介質(zhì)等原因，容易發(fā)生爆炸、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財產(chǎn)的安全及污染環(huán)境的事故。目前，世界各國均將其列為重要的監(jiān)檢產(chǎn)品，由國家指定的專門機(jī)構(gòu)，按照國家規(guī)定的

7、法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)實施監(jiān)督檢查和技術(shù)檢驗。本次課程設(shè)計目的主要是使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計的全過程；掌握查閱和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計方法和設(shè)計方案的可行性研究和論證；掌握電算設(shè)計計算，要求設(shè)計思路清晰，計算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計算機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用；掌握工程圖紙的計算機(jī)繪圖。目錄1 工藝設(shè)計 11.1存儲量11.2設(shè)備的選型及輪廓尺寸12筒體及封頭設(shè)計 22.1材料的選擇22.2筒體壁厚設(shè)計計算22.3封頭壁厚的設(shè)計計算33接管及接管法蘭設(shè)計 43.1接管尺寸選擇43.2管口表及連接標(biāo)準(zhǔn)43.3接管法蘭的選擇53.4墊片的選擇63.5緊固件的選擇7

8、4人孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 84.1密封面的選擇84.2人孔的設(shè)計84.3核算開孔補強95支座的設(shè)計 125.1支座的選擇125.2支座的位置136液面計及安全閥選擇147總體布局148焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計及焊條的選擇149強度校核1710參考文獻(xiàn) 351 工藝設(shè)計1.1 存儲量盛裝液化氣體的壓力容器設(shè)計存儲量式中：w儲存量，t； 裝載系數(shù)； v壓力容器容積； 設(shè)計溫度下的飽和溶液的密度，；根據(jù)設(shè)計條件=1.2 設(shè)備的選型及輪廓尺寸粗略計算內(nèi)徑： 一般 ，取得，圓整得： 選用eha橢圓封頭，查eha橢圓形封頭內(nèi)表面積及容積表可得：深度，內(nèi)表面積，容積根據(jù)，圓整得: 誤差所以，筒體的公稱直徑,長度2 筒體及封頭設(shè)

9、計2.1 材料的選擇液氯屬于高危害性的介質(zhì)，但其腐蝕性小,使用溫度為，根據(jù)壓力容器設(shè)計手冊中鋼板的使用條件，選擇16mnr鋼板作為制造筒體和封頭材料。2.2 筒體壁厚設(shè)計計算2.2.1 設(shè)計壓力液氯儲罐的工作溫度-2045，故選取設(shè)計溫度t=50，由壓力容器介質(zhì)手冊【1】查的，該溫度下的絕對飽和蒸汽壓為1.432mpa。在本次設(shè)計中的液氯儲罐上裝有安全閥，通常認(rèn)為設(shè)計壓力為工作壓力的1.05倍，所以設(shè)計壓力。2.2.2 液柱靜壓力由某些無機(jī)物重要物理性質(zhì)表【1】查的，液氯的密度為，內(nèi)徑由各地區(qū)重力加速度表查的太原地區(qū)的，則根據(jù)公式可得2.2.3 計算壓力因為，所以可忽略靜壓力的影響。即2.2.

10、4 設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力為，假設(shè)筒體厚度為，由鋼板許用應(yīng)力表可得的2.2.5 焊接接頭系數(shù)本次液氯儲罐的設(shè)計采用雙面焊對接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接接頭，100%無損檢測，所以。2.2.6 內(nèi)壓容器的計算厚度根據(jù)內(nèi)壓容器的計算厚度公式【2】： 在之間，故假設(shè)是成立的。取腐蝕裕量， 。由常用鋼板厚度負(fù)偏差表可查的，在的鋼板標(biāo)準(zhǔn)下的負(fù)偏差。查鋼板厚度的常用規(guī)格表，將其圓整為，即名義厚度的鋼板。2.3 封頭壁厚的設(shè)計計算2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計算厚度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計算厚度公式【2】： 取腐蝕裕量，由常用鋼板厚度負(fù)偏差表可查的，在的鋼板標(biāo)準(zhǔn)下的負(fù)偏差。查鋼板厚度的常用規(guī)格表，將其圓

11、整為，即名義厚度的鋼板，可見標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭與筒體等厚。3 接管及接管法蘭設(shè)計3.1 接管尺寸選擇3.1.1 液氯進(jìn)、出口接管和空氣進(jìn)、出口接管選用補強管。查化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊【3】得：圖3.1 補強管表3.1補強管的尺寸表【3】用途公稱直徑dn外徑壁厚補強管外伸或內(nèi)伸最小高度理論質(zhì)量液氯進(jìn)口管80251.6液氯出口管安全閥空氣進(jìn)口管65221.2空氣出口管3.1.2表3.2 液位計接口、壓力計接口、人孔接管尺寸表用途公稱直徑dn外徑壁厚理論質(zhì)量液位計20253.52.21壓力計25323.52.46人 孔500530123.2 管口表及連接標(biāo)準(zhǔn)表3.3 管口表接管代號公稱尺寸連接尺寸標(biāo)

12、準(zhǔn)連接面形式用途或名稱adn80hg20595-1997fm液氯進(jìn)口管bdn80hg20595-1997fm安全閥接口c1-2dn500fm人 孔ddn65hg20595-1997fm空氣進(jìn)口管edn65hg20595-1997fm空氣出口管fdn25hg20595-1997fm壓力表接口g1-2dn20hg20595-1997fm液位計接口hdn80hg20595-1997fm液氯出口管3.3 接管法蘭的選擇圖3.2 接管法蘭結(jié)構(gòu)表3.4 接管法蘭結(jié)構(gòu)尺寸表【3】序號名稱公稱直徑dn鋼管外徑法蘭外徑d螺栓孔中心圓直徑k螺栓孔直徑l螺栓孔數(shù)量n螺栓th法蘭厚度c法蘭頸法蘭高度h法蘭質(zhì)量nsrb

13、ba液氯進(jìn)口8089200160188m16201103.2106504.22b安全法接口8089200160188m16201103.2106504.22d空氣進(jìn)口6576185145184m1620922.9106483.74e空氣出口6576185145184m1620922.9106483.74f壓力表口253211585144m1216462.664401.26g1-2液位計口202510575144m1216402.364401.05h液氯出口8089200160188m16201103.2106504.22表3.5 接管法蘭標(biāo)記名稱法蘭標(biāo)記液氯進(jìn)口管法蘭hg 20595 法蘭 w

14、n 80-1.6 fm s=8mm 16mnr液氯出口管法蘭安全閥接口管法蘭空氣進(jìn)口管法蘭hg 20595 法蘭 wn 65-1.6 fm s=7mm 16mnr空氣出口管法蘭液面計接管法蘭hg 20595 法蘭 wn 20-1.6 fm s=3.5mm 16mnr壓力表接管法蘭hg 20595 法蘭 wn 25-1.6 fm s=3.5mm 16mnr3.4 墊片的選擇墊片選用石棉橡膠墊片，查hg/t 20606-1997鋼制管法蘭用非金屬平墊片，得：圖3.3 金屬包覆墊片表3.6 墊片尺寸表【3】符號管口名稱墊片厚度公稱直徑內(nèi)徑d1外徑d2a液氯進(jìn)口1.58089120b安全閥口1.580

15、89120d空氣進(jìn)口1.56577109e空氣出口1.56577109f壓力表口1.5253457g1-2液位計口1.5202750h液氯出口1.580891203.5 緊固件的選擇查hg 20613-97 鋼制管法蘭用緊固件得螺柱的長度和平墊圈尺寸：表4 螺栓及墊片【3】符號公稱直徑螺紋螺柱長緊固件用平墊圈 mmha80m169017303b80m169017303d65m169017303e65m169017303f25m128513242.5g1-220m127513242.5h80m1690173034 人孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1 密封面的選擇由于本次設(shè)計的介質(zhì)是高度危害的，所以本次設(shè)計采用

16、凹凸法蘭密封面（mfm）。4.2 人孔的設(shè)計本次設(shè)計的儲罐設(shè)計壓力為1.466mpa，根據(jù)鋼制人孔和手孔【3】，采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔。該人孔標(biāo)記為：人孔 圖4.1 人孔結(jié)構(gòu)示意圖表4.1 人孔結(jié)構(gòu)尺寸【3】密封面型式公稱壓力pn公稱直徑dndwsddd1h1h2bmfm2.55005301250673066028012344b1b2abld0螺柱螺母螺柱總質(zhì)量數(shù)量直徑長度4348405200300302040m3321703024.3 核算開孔補強本次設(shè)計人孔的公稱外徑為，所以進(jìn)行補強圈補強。 4.3.1 圓柱開孔所需補強面積a由鋼板許用應(yīng)力表可知厚度為厚度的低合金鋼在時的。由鋼管許用應(yīng)

17、力表可知厚度為厚度的低合金鋼在時的。由強度消弱系數(shù)計算公式得：鋼管厚度負(fù)偏差，腐蝕裕量厚度接管有效厚度開孔直徑圓柱開孔所需補強面積：4.3.2 有效補強范圍內(nèi)的補強面積1) 有效補強范圍內(nèi)的寬度b有效不強范圍內(nèi)的寬應(yīng)b取二者中的較大值，其中,，顯然，所以。2) 有效補強范圍的外側(cè)高度有效補強范圍的外側(cè)高度應(yīng)取二者中的較小值，其中，接管實際外伸高度為。小于接管實際外伸高度，所以。3) 有效補強范圍的內(nèi)側(cè)高度有效補強范圍的內(nèi)側(cè)高度應(yīng)取二者中的較小值，其中，接管實際內(nèi)伸高度設(shè)計為，接管實際內(nèi)伸高度小于，所以。4) 殼體有效厚度減去計算厚度之外的多余面積圓筒計算厚度，接管有效厚度5) 接管有效厚度減去

18、計算厚度之外的多余面積接管計算厚度根據(jù)公式6) 焊縫金屬面積由于本次設(shè)計的儲罐是存放有毒介質(zhì)的，所以選用d類接頭形式進(jìn)行焊接， 因此，7) 有效補強范圍內(nèi)的補強面積根據(jù)公式8) 補強圈的選取因為，所以需要另加補強，其補強面積為：。，查表 規(guī)定的補強圈尺寸系列應(yīng)選用的補強圈厚度為，補強材料一般與殼材料相同，可確定補強圈為： 。 345 支座的設(shè)計5.1 支座的選擇5.1.1容器的自重及附件的質(zhì)量筒體的質(zhì)量由eha橢圓形封頭質(zhì)量可知封頭質(zhì)量由回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔尺寸表得人孔的總質(zhì)量為。液氯進(jìn)口管、液氯出口管、安全閥接管質(zhì)量： 空氣進(jìn)口管、空氣出口管質(zhì)量：由熱軋鋼管品種表得所用鋼管的理論質(zhì)量壓力表

19、接管、液位計接管：接管的總質(zhì)量法蘭的總質(zhì)量由jb/t 4736-2002規(guī)定的補強圈尺寸系列表得，補強圈的質(zhì)量為。其他的質(zhì)量則容器的自重為5.1.2 試驗充滿水的質(zhì)量由水的重要物理性質(zhì)表得時水的密度為，所以。5.1.3 充滿液氯的質(zhì)量正常操作時的液氯質(zhì)量。查jb/t4712.1-2007 容器支座得：圖4.1 鞍座的結(jié)構(gòu)表4.1 鞍座的結(jié)構(gòu)尺寸表【4】公稱直徑dn允許載荷q /kn鞍座高度h底板腹板筋板l1b1l3b2b32600440250188030014102952683608墊板螺栓配置鞍座質(zhì)量kg增加100mm高度增加的質(zhì)量/kg弧長b4e間距l(xiāng)2螺孔d螺紋孔長l3030610101

20、20164024m204029826鞍座標(biāo)記為： 5.2 支座的位置因為鞍座位置的要求為，并盡量使，綜合考慮選擇。6 液面計及安全閥選擇本次設(shè)計采用磁性液位計，普通型，壓力等級為1.6 mpa。根據(jù)實際要求，選用液位計的中心距為2000 mm。標(biāo)記 hg/t 21584-95 uz 1.6m-2000-1.314 bf 321c。根據(jù)公稱壓力pn=1.6和適用介質(zhì)，選擇型號為a41h-16c的安全閥。7 總體布局各種接管總體布局如圖7.1。圖7.1 接管布局圖接管中心線間距500mm，接管與封頭間距740mm,與人孔間距1500mm，與焊縫距離不小于150mm,鞍座距封頭600mm。8 焊接結(jié)

21、構(gòu)設(shè)計及焊條的選擇綜合考慮各種因素，針對本次設(shè)計儲存的介質(zhì)是高毒性介質(zhì)，所以本次設(shè)計的殼體a、b類焊接接頭應(yīng)為x型的如圖。而對于法蘭與殼體、接管連接的接頭，應(yīng)采用全焊透接頭。 對于人孔、補強圈與殼體的接頭選用，如圖圖8.1 v型焊接接頭圖8.2 接管與筒體的接頭圖8.3 補強圈接頭形式表8.1 焊條型號及牌號(jb/t 4709-2007)接頭母材焊條型號焊條牌號16mnr+16mnre5016j50620 +16mnre309-16a307q235-a+16mnre309-16a3079 強度校核鋼制臥式容器計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計 算 條 件 簡 圖設(shè)計壓力 p1.466mpa

22、設(shè)計溫度 t50筒體材料名稱16mnr(熱軋)封頭材料名稱16mnr(熱軋)封頭型式橢圓形筒體內(nèi)直徑di2500mm筒體長度 l8300mm筒體名義厚度 dn14mm支座墊板名義厚度 drn10mm筒體厚度附加量 c2mm腐蝕裕量 c12mm筒體焊接接頭系數(shù) f1封頭名義厚度 dhn14mm封頭厚度附加量 ch2mm鞍座材料名稱q235-a鞍座寬度 b300mm鞍座包角 120支座形心至封頭切線距離 a640mm鞍座高度 h250mm地震烈度 低于7度內(nèi)壓圓筒校核計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計算條件筒體簡圖計算壓力 pc 1.50mpa設(shè)計溫度 t 50.00 c內(nèi)徑 di 2500.0

23、0mm材料 16mnr(熱軋) ( 板材 )試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00mpa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 170.00mpa試驗溫度下屈服點 ss 345.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.00mm腐蝕裕量 c2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 1.00厚度及重量計算計算厚度 d = = 11.06mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 12.00mm名義厚度 dn = 14.00mm重量 7204.08kg壓力試驗時應(yīng)力校核壓力試驗類型 液壓試驗試驗壓力值pt = 1.25p = 1.8325 (或由用戶輸入)mpa壓力試驗允許通過的應(yīng)力水平 stst 0.90 ss = 310.50

24、mpa試驗壓力下圓筒的應(yīng)力 st = = 191.80 mpa校核條件 st st校核結(jié)果 合格壓力及應(yīng)力計算最大允許工作壓力 pw= = 1.62420mpa設(shè)計溫度下計算應(yīng)力 st = = 156.79mpastf 170.00mpa校核條件stf st結(jié)論 合格左封頭計算計算單位 全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 pc 1.50mpa設(shè)計溫度 t 50.00 c內(nèi)徑 di 2500.00mm曲面高度 hi 625.00mm材料 16mnr(熱軋) (板材)試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00mpa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 170.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.00mm

25、腐蝕裕量 c2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 1.00厚度及重量計算形狀系數(shù) k = = 1.0000計算厚度 d = = 11.04mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 12.00mm最小厚度 dmin = 3.75mm名義厚度 dn = 14.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 764.10 kg壓 力 計 算最大允許工作壓力 pw= = 1.62809mpa結(jié)論 合格右封頭計算計算單位 全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計算條件橢圓封頭簡圖計算壓力 pc 1.50mpa設(shè)計溫度 t 50.00 c內(nèi)徑 di 2500.00mm曲面高度 hi 625.00mm材料 16mnr(熱軋) (

26、板材)試驗溫度許用應(yīng)力 s 170.00mpa設(shè)計溫度許用應(yīng)力 st 170.00mpa鋼板負(fù)偏差 c1 0.00mm腐蝕裕量 c2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 1.00厚度及重量計算形狀系數(shù) k = = 1.0000計算厚度 d = = 11.04mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 12.00mm最小厚度 dmin = 3.75mm名義厚度 dn = 14.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 764.10 kg壓 力 計 算最大允許工作壓力 pw= = 1.62809mpa結(jié)論 合格臥式容器（雙鞍座）計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站計 算 條 件 簡 圖 計算壓力 pc1.4

27、66mpa 設(shè)計溫度 t50 圓筒材料16mnr(熱軋) 鞍座材料q235-a 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 s170mpa 圓筒材料設(shè)計溫度下許用應(yīng)力st170mpa 圓筒材料常溫屈服點 ss345mpa 鞍座材料許用應(yīng)力 ssa140mpa 工作時物料密度 1314kg/m3 液壓試驗介質(zhì)密度 1000kg/m3 圓筒內(nèi)直徑di2500mm 圓筒名義厚度 14mm 圓筒厚度附加量 2mm 圓筒焊接接頭系數(shù) 1 封頭名義厚度 14mm 封頭厚度附加量 ch2mm 兩封頭切線間距離 8380mm 鞍座墊板名義厚度 10mm 鞍座墊板有效厚度 10mm 鞍座軸向?qū)挾?b300mm 鞍座包角 120 鞍座

28、底板中心至封頭切線距離 a640mm 封頭曲面高度 625mm 試驗壓力 pt1.8325mpa 鞍座高度 h250mm腹板與筋板(小端)組合截面積 58324mm2 腹板與筋板(小端)組合截面斷面系數(shù)2.17297e+06mm3 地震烈度0 配管軸向分力 0n圓筒平均半徑 1257mm 物料充裝系數(shù) 0.9支 座 反 力 計 算 圓筒質(zhì)量(兩切線間)7273.72kg 封頭質(zhì)量(曲面部分)752.935kg 附件質(zhì)量9211.3kg 封頭容積(曲面部分)2.04531e+09mm3 容器容積(兩切線間)v = 4.52258e+10mm3 容器內(nèi)充液質(zhì)量工作時, 53484.1壓力試驗時,

29、= 45225.8kg 耐熱層質(zhì)量0kg總質(zhì)量工作時, 71475壓力試驗時, 63216.7kg單位長度載荷76.1193 67.3245n/mm支座反力350656 310141350656n筒 體 彎 矩 計 算圓筒中間處截面上的彎矩工作時= 4.66394e+08壓力試驗= 4.12506e+08nmm支座處橫截面彎矩工作時 -1.32532e+07壓力試驗 -1.17219e+07nmm系 數(shù) 計 算k1=0.106611k2=0.192348k3=1.17069k4=k5=0.760258k6=0.0139382k6=0.0114571k7=k8=k9=0.203522c4=c5=

30、筒 體 軸 向 應(yīng) 力 計 算軸向應(yīng)力計算操作狀態(tài) 84.6155 78.8687mpa -7.83378 -1.15731mpa水壓試驗狀態(tài) -6.92515 -1.0236mpa 102.906 97.823應(yīng)力校核許用壓縮應(yīng)力0.0009024根據(jù)圓筒材料查gb150圖6-36-10 b = 118.614mpa118.614118.614mpa 170 合格|,| 118.614 合格|,| 118.614 合格st2 ,st3 0.9ss = 310.5 合格時(時,不適用)20.9725mpa時圓筒中：封頭中：mpa應(yīng)力校核封頭橢圓形封頭, 碟形封頭, 半球形封頭, mpa圓筒封頭

31、 t = 0.8 s t = 136 mpa圓筒, t t = 136 合格封頭, th t h = mpa鞍 座 處 圓 筒 周 向 應(yīng) 力無加強圈圓筒圓筒的有效寬度506.946mm無墊板或墊板不起加強作用時在橫截面最低點處mpa在鞍座邊角處l/rm8時, mpal/rm8時, mpa無加強圈筒體墊板起加強作用時鞍座墊板寬度 ； 鞍座墊板包角橫截面最低點處的周向應(yīng)力-2.39033mpa鞍座邊角處的周向應(yīng)力l/rm8時, mpal/rm8時, -43.9158mpa鞍座墊板邊緣處圓筒中的周向應(yīng)力l/rm8時, mpal/rm8時, -64.6295mpa應(yīng)力校核 |s5| s t = 17

32、0 合格 |s6 | 1.25s t = 212.5 合格 |s6 | 1.25s t = 212.5 合格mpa有加強圈圓筒加強圈參數(shù)加強圈材料, e = mm d = mm加強圈數(shù)量, n = 個組合總截面積, a0 = mm2組合截面總慣性矩, i0 = mm4設(shè)計溫度下許用應(yīng)力mpa加強圈位于鞍座平面上 在鞍座邊角處圓筒的周向應(yīng)力：mpa 在 鞍 座 邊 角 處 ，加 強 圈 內(nèi) 緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ：mpa有加強圈圓筒加強圈靠近鞍座橫 截 面 最 低 點 的 周 向 應(yīng) 力 無墊板時，（ 或 墊 板 不 起 加 強 作 用 ） 采用墊板時，（墊板起加強作用）m

33、pa 在橫截上靠近水平中心線的周向應(yīng)力：mpa 在橫截上靠近水平中心線處，不與筒壁相接的加強圈內(nèi)緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ：mpa加強圈靠近鞍座鞍座邊角處點處的周向應(yīng)力 無墊板或墊板不起 加強 作用l/rm8時, mpa 無墊板或墊板不起 加強 作用l/rm8時, mpa 采用墊板時，（墊板起加強作用）l/rm8時, mpa采用墊板時，（墊板起加強作用）l/rm8時, mpa應(yīng)力校核|s5| st = 合格|s6 | 1.25st = |s8 | 1.25str = mpa鞍 座 應(yīng) 力 計 算水平分力71366.2n腹板水平應(yīng)力計算高度250mm鞍座腹板厚度10mm鞍座墊板

34、實際寬度610mm鞍座墊板有效寬度506.946mm腹板水平應(yīng)力無 墊 板 或 墊 板 不 起 加 強 作 用 , 墊板起加強作用, 9.42818mpa應(yīng)力判斷 s9 s sa = 93.3333 合格mpa腹板與筋板組合截面軸向彎曲應(yīng)力由地震、配管軸向水平分力引起的支座軸向彎曲強度計算圓筒中心至基礎(chǔ)表面距離 1514mm軸向力 n 時, mpa時 mpa 由圓筒溫差引起的軸向力 n mpa應(yīng)力判斷ssa 1.2ssa = mpa注：帶#的材料數(shù)據(jù)是設(shè)計者給定的開孔補強計算計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站接 管: , 898計 算 方 法 : gb150-1998 等 面 積 補 強 法,

35、 單 孔設(shè) 計 條 件簡 圖計算壓力 pc1.498mpa設(shè)計溫度50殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16mnr(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)1殼體內(nèi)直徑 di2500mm殼體開孔處名義厚度n14mm殼體厚度負(fù)偏差 c1mm殼體腐蝕裕量 c22mm殼體材料許用應(yīng)力tmpa 接管實際外伸長度150mm接管實際內(nèi)伸長度1500mm接管材料20(gb9948)接管焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接管腐蝕裕量1mm補強圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補強圈外徑mm補強圈厚度mm接管厚度負(fù)偏差 c1t mm補強圈厚度負(fù)偏差 c1r mm接管材料許用應(yīng)力tmpa補強圈許用應(yīng)力tmpa開 孔

36、 補 強 計 算殼體計算厚度 mm接管計算厚度t mm補強圈強度削弱系數(shù) frr接管材料強度削弱系數(shù) fr開孔直徑 dmm補強區(qū)有效寬度 b mm接管有效外伸長度 h1mm接管有效內(nèi)伸長度 h2 mm開孔削弱所需的補強面積a mm2殼體多余金屬面積 a1 mm2接管多余金屬面積 a2mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積 a3 mm2a1+a2+a3= mm2 補強圈面積 a4mm2a-(a1+a2+a3)mm2結(jié)論: 根據(jù)gb150第8.3節(jié)的規(guī)定,本開孔可不另行補強。開孔補強計算計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站接 管: , 898計 算 方 法 : gb150-1998 等 面 積 補 強 法, 單

37、孔設(shè) 計 條 件簡 圖計算壓力 pc1.498mpa設(shè)計溫度50殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16mnr(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)1殼體內(nèi)直徑 di2500mm殼體開孔處名義厚度n14mm殼體厚度負(fù)偏差 c1mm殼體腐蝕裕量 c22mm殼體材料許用應(yīng)力tmpa 接管實際外伸長度150mm接管實際內(nèi)伸長度0mm接管材料20(gb9948)接管焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接管腐蝕裕量1mm補強圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補強圈外徑mm補強圈厚度mm接管厚度負(fù)偏差 c1t mm補強圈厚度負(fù)偏差 c1r mm接管材料許用應(yīng)力tmpa補強圈許用應(yīng)力tmpa開 孔 補 強 計

38、 算殼體計算厚度 mm接管計算厚度t mm補強圈強度削弱系數(shù) frr接管材料強度削弱系數(shù) fr開孔直徑 dmm補強區(qū)有效寬度 b mm接管有效外伸長度 h1mm接管有效內(nèi)伸長度 h2 mm開孔削弱所需的補強面積a mm2殼體多余金屬面積 a1 mm2接管多余金屬面積 a2mm2補強區(qū)內(nèi)的焊縫面積 a3 mm2a1+a2+a3= mm2 補強圈面積 a4mm2a-(a1+a2+a3)mm2結(jié)論: 根據(jù)gb150第8.3節(jié)的規(guī)定,本開孔可不另行補強。開孔補強計算計算單位全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站接 管: , 53012計 算 方 法 : gb150-1998 等 面 積 補 強 法, 單 孔設(shè) 計

39、 條 件簡 圖計算壓力 pc1.498mpa設(shè)計溫度50殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16mnr(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)1殼體內(nèi)直徑 di2500mm殼體開孔處名義厚度n14mm殼體厚度負(fù)偏差 c10mm殼體腐蝕裕量 c22mm殼體材料許用應(yīng)力t170mpa 接管實際外伸長度236mm接管實際內(nèi)伸長度0mm接管材料16mn(熱軋)接管焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接管腐蝕裕量1mm補強圈材料名稱16mnr(熱軋)凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補強圈外徑840mm補強圈厚度14mm接管厚度負(fù)偏差 c1t 1.5mm補強圈厚度負(fù)偏差 c1r 0mm接管材料許用應(yīng)力t163mpa補強圈許用應(yīng)力t170mpa開 孔 補 強 計 算殼體計算厚度 11.06mm接管計算厚度t2.336 mm補強圈強度削弱