M液氯儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)說明書

1、20M³液氯儲(chǔ)罐課程設(shè)計(jì)說明書 學(xué) 院： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書課程設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù)（資料）一：課程設(shè)計(jì)要求1) 使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計(jì)的過程。2) 設(shè)計(jì)計(jì)算采用手算，要求設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠。3) 工程圖紙要求計(jì)算機(jī)繪圖。4) 獨(dú)立完成。二：原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)條件表序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值備注1名稱液氯儲(chǔ)罐2用途液氯存儲(chǔ)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（）20m36工作壓力波動(dòng)情況可不考慮7裝量系數(shù)f0.98工作介質(zhì)液氯9使用地點(diǎn)太原市（室外）課程設(shè)計(jì)

2、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)算與校核；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)說明書。學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）2總裝配一張（折合A1圖紙一張） 摘要液氯：化學(xué)名稱：液態(tài)氯分子式：Cl2，分子量：70.906性能：液氯為黃綠色液體，沸點(diǎn)-34.6，溶點(diǎn)-100.98，在常壓下即氣化成氣體，吸入人體能嚴(yán)重中毒，有劇烈刺激作用和腐蝕性，在日光下與其它易燃?xì)怏w混合時(shí)發(fā)生燃燒和爆炸，氯是很活潑的元素，可以和大多數(shù)元素(或化合物)起反應(yīng)。液氯為黃綠色的油狀液體，有毒，在15時(shí)比重為1.4256，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，-34.6沸騰。在-101.5時(shí)凝固，如遇有水份對(duì)鋼鐵有強(qiáng)烈腐蝕

3、性。液氯為基本化工原料，可用于冶金、紡織、造紙等工業(yè)，并且是合成鹽酸、聚氯乙烯、塑料、農(nóng)藥的原料。用高壓鋼瓶包裝，凈重500kg、1000kg，貯于陰涼干燥通風(fēng)處，防火、防曬、防熱。用途：液氯一般氣化后使用，用途較為廣泛，為強(qiáng)氧化劑，用于紡織、造紙工業(yè)的漂白，自來水的凈化、消毒，鎂及其它金屬的煉制，制取農(nóng)藥、洗滌劑、塑料、橡膠、醫(yī)藥等各種含氯化合物。液氯屬劇毒品，應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼、通風(fēng)的庫房中，專庫專儲(chǔ)。切勿與易燃物，易爆物及氨氣共儲(chǔ)或拼車運(yùn)輸。目錄課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書I摘要II1設(shè)備總體尺寸的確定-1-1.1.儲(chǔ)罐筒公稱直徑，筒體長(zhǎng)度以及橢圓封頭結(jié)構(gòu)型式尺寸的確定-1-1.1.1選用標(biāo)準(zhǔn)橢

4、圓形- 1-1.1.2確定EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積及容積和筒體長(zhǎng)度的確定- 2-1.2.壓力容器類型選擇- 2-1.2.1參數(shù)確定- 2-1.3.材料的選擇- 3-初步選擇- 3-殼體的材料選擇，受壓殼體的厚度設(shè)計(jì)及其校核- 3-水壓試驗(yàn)- 3-2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)- 4-2.1.設(shè)計(jì)條件- 6- 2.2人孔及法蘭設(shè)計(jì)- 6-人孔結(jié)構(gòu)及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)-7-2.3開孔接管位置設(shè)計(jì)- 7-2.4接管法蘭設(shè)計(jì)-9-2.5鞍座設(shè)計(jì)- 10-2.5.1鞍座尺寸設(shè)計(jì)及位置確定- 10- 2.5.2鞍座位置確定- 12- 2.6液面計(jì)的選擇- 12- 2.7.焊接接頭設(shè)計(jì)- 12-3強(qiáng)度校核- 17-四結(jié)束語- 28-參

5、考文獻(xiàn)- 29-1液氯儲(chǔ)罐的工藝設(shè)計(jì) 1.1儲(chǔ)罐筒公稱直徑，筒體長(zhǎng)度以及橢圓封頭結(jié)構(gòu)型式尺寸的確定 = 20，長(zhǎng)徑比為36，取L/D=4則 L=4D則：，于是 選用標(biāo)準(zhǔn)橢圓形 確定EHA橢圓形封頭內(nèi)表面積及容積和筒體長(zhǎng)度的確定 選取EHA橢圓形封頭的直徑 將圓筒直徑圓整為,得選取的橢圓形封頭為：公稱直徑DN/mm總深度H/mm內(nèi)表面積A/m2容積封頭/m319005004.06240.9687表1.1橢圓封頭尺寸筒體長(zhǎng)度確定 解得： 將其圓整為 ： 誤差為： 綜上?。?DN1900mm，取L6500 mm儲(chǔ)罐的存儲(chǔ)量由以上數(shù)據(jù)計(jì)算儲(chǔ)罐的存儲(chǔ)量：T=50T=-20 ?。?1.2壓力容器類型選擇溫

6、度 -20204050飽和蒸汽壓MPa0.0820.5651.0271.401飽和液密度kg/L1.5281.4061.3421.307表1.2液氯物理性質(zhì)參數(shù)確定（1）設(shè)計(jì)壓力溫壓力容器其容器內(nèi)的物料溫度隨季節(jié)溫度變化，工作壓力為相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓，工作壓力Pw取液氯t=50時(shí)的飽和蒸汽壓（表壓），查表得：液氯50時(shí)的飽和蒸汽壓為1.401MPa（絕壓），則Pw=1.1×（）=1.436MPa設(shè)計(jì)壓力由于，所以此容器屬于低壓容器，又由于介質(zhì)為高度危害，所以此類容器屬于第三類容器。根據(jù)過程設(shè)備設(shè)計(jì)，在容器設(shè)計(jì)選用零部件時(shí)，應(yīng)選用設(shè)計(jì)壓力相近且稍高一級(jí)的公稱壓力，故公稱壓力（2）液

7、柱靜壓力液氯的密度為,太原地區(qū)的重力加速度為，則根據(jù)公式，可得（3）焊接接頭系數(shù)本次液氯儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)采用雙面焊對(duì)接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透對(duì)接接頭，100%無損檢測(cè)，所以=1.0.1.3材料的選擇 初步選擇純液氯是高危害性的介質(zhì)，但其腐蝕性小,貯罐可選用一般鋼材,有因?yàn)槭褂脺囟葹?，根據(jù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中鋼板的使用條件，應(yīng)選用Q245R或Q345R。Q245，Q345比較1）耗材 厚度越大，耗用量越大。Q345厚度小，省材料，重量小，但Q345價(jià)格貴，由此看來，兩者均可。 2）制造，運(yùn)輸，安裝費(fèi)用 板厚小，重量少，則更經(jīng)濟(jì)。綜合上述分析，選用Q345(16MnR)更合適， 常用的有20R和16M

8、nR兩種。如果純粹從技術(shù)角度看，建議選用20R類的低碳鋼板， 16MnR鋼板的價(jià)格雖比20R貴，但在制造費(fèi)用方面，同等重量設(shè)備的計(jì)價(jià)，16MnR鋼板為比較經(jīng)濟(jì)。所以在此選擇16MnR鋼板作為制造筒體和封頭材料。殼體的材料選擇，受壓殼體的厚度設(shè)計(jì)及其校核 選材：Q345R 設(shè)3<<16mm，s=345MPa,t=189MPa =7.38mm<16mm =+C1+C2=9.68mm向上圓整至10mm 最小厚度校核：對(duì)于碳素鋼、低合金鋼，最小厚度不小于3mm，取3mm。 滿足要求 MPa 0.9s=0.9×1×345MPa=310.5MPa>226.69M

9、Pa 校驗(yàn)合格 三.封頭材料選擇，受壓殼體的厚度設(shè)計(jì) 選材： Q345 設(shè)<3<16mm，s=345MPa,t=189MPa =7.36mm =+C1+C2=9.66mm向上圓整至10mm 最小厚度校核：對(duì)于碳素鋼、低合金鋼，最小厚度不小于3mm，取3mm。 滿足要求 水壓試驗(yàn)試驗(yàn)方法：試驗(yàn)時(shí)容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時(shí)應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡，試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持容器外表面的干燥。試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般不少于30min。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長(zhǎng)的時(shí)間以便對(duì)所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。查表得：16MnR：

10、水壓試驗(yàn)時(shí)的壓力水壓試驗(yàn)的應(yīng)力校核：水壓試驗(yàn)時(shí)的應(yīng)力水壓試驗(yàn)時(shí)的許用應(yīng)力為 16MnR： ，所以滿足要求2機(jī)械設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)條件表2-1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件表項(xiàng)目數(shù)值備注工作介質(zhì) 液氯工作壓力（MPa） 1.330設(shè)計(jì)壓力（MPa） 1.463工作溫度（）50由介質(zhì)溫度確定工設(shè)計(jì)溫度（）50公稱容積（）20計(jì)算容積（計(jì)）22可不考慮工作容積（工）19.8裝量系數(shù)f液氯介質(zhì)密度(t/m3)1307材質(zhì)保溫要求無保冷措施其他要求 表2-2管口表 符號(hào)ITEM公稱尺寸N.SIZE公稱壓力PN連接標(biāo)準(zhǔn)CONNECT.STD法蘭型式TYPE密封面形式FACING用途或名稱SERVICE設(shè)備中心線至法蘭面距離/m

11、mh252.5HG20592WNFM液位計(jì)接口1116d502.5HG20592WNFM液氯進(jìn)口管1120a502.5HG20592WNFM液氯出口管1120e502.5HG20592WNFM空氣進(jìn)口管1120b502.5HG20592WNFM空氣出口管1120g802.5HG20592WNFM安全閥接口1124c252.5HG20592WNFM壓力表接口1116f4502.5HG20592WNFM人孔1321i502.5HG20592WNFM排污口11202.2人孔及法蘭設(shè)計(jì)人孔結(jié)構(gòu)及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)圖2.1人孔結(jié)構(gòu)尺寸示意本次設(shè)計(jì)壓力為1.436MPa,采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。人孔采用帶頸對(duì)焊

12、法蘭法蘭密封面形式為凹凸面（MFM），選擇公稱壓力為2.5MPa，查表可得：DNdw×sdDDiH1H2450480×12456670600250121bb1b2ABLd042414637517525024螺柱螺母螺柱總質(zhì)量20個(gè)40個(gè)M33×2×165245表2.3人孔尺寸材料選擇：零件名稱筒節(jié) 法蘭法蘭蓋 墊片公稱壓力MPa允許工作溫度材料類別及代號(hào)16MnR16MnII16MnR金屬包覆墊2.5-2050表2.4人孔選材2.3開孔接管位置設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)個(gè)各接管尺寸：（1）液氯進(jìn)口管與法蘭設(shè)計(jì)要求DN=50,取管伸出筒外長(zhǎng)度150mm，接入筒體的長(zhǎng)度為1

13、350mm 取等級(jí)壓力為2.5MPa，選材20鋼。（2）液氯出口管與法蘭設(shè)計(jì)要求DN=50,取管伸出筒外長(zhǎng)度150mm。距筒體底部的長(zhǎng)度為10mm。液氨出口接管的PN為2.5MPa選用的材料為20鋼。（3）空氣進(jìn)口與空氣出口設(shè)計(jì)由實(shí)際要求得：空氣進(jìn)口的DN為50mm,空氣出口的DN為50mm外伸高度為150mm，內(nèi)伸高度為0；取等級(jí)壓力為2.5MPa，材料選用20鋼。（4）安全閥接口管設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求：選公稱直徑為DN80mm, 接口管伸出筒體高度150mm 取等級(jí)壓力2.5MPa,選用材料20鋼。 （5）壓力表接管設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求得：選用的公稱直徑為DN25mm壓力表接管伸出筒體高度150m

14、m壓力表接管的等級(jí)壓力為2.5MPa選用的材料20鋼。（6）液位計(jì)接口的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求得：選用的公稱直徑為DN25mm壓力表接管伸出筒體高度250mm壓力表接管的等級(jí)壓力為2.5MPa選用的材料20鋼。（7） 排污口接管設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求得：選用的公稱直徑為DN50mm排污口接管伸出筒體高度150mm。排污口接管的壓力等級(jí)為2.5MPa，選材20鋼。（8） 接管尺寸表用途公稱直徑DN外徑壁厚伸出筒體長(zhǎng)度伸入筒體長(zhǎng)度理論質(zhì)量Kg/m液氯進(jìn)口管5057×3.515011004.62液氯出口管5057×3.515018904.62空氣進(jìn)口管5057×3.515004.6

15、2空氣出口管5057×3.515004.62液位計(jì)2532×3.51500 2.46安全閥8089×4.51500 12.28壓力表2532×3.51500 2.46排污口5057×3.51000 4.62表2.5接管尺寸符號(hào)ITEM公稱尺寸N.SIZE公稱壓力PN連接標(biāo)準(zhǔn)CONNECT.STD法蘭型式TYPE密封面形式FACING用途或名稱SERVICE設(shè)備中心線至法蘭面距離/mmh252.5HG20592WNFM液位計(jì)接口1138d502.5HG20592WNFM液氯進(jìn)口管1142a502.5HG20592WNFM液氯出口管1142e502

16、.5HG20592WNFM空氣進(jìn)口管1142b502.5HG20592WNFM空氣出口管1142g802.5HG20592WNFM安全閥接口1148c252.5HG20592WNFM壓力表接口1138f4502.5HG20592WNFM人孔1266i502.5HG20592WNFM排污口1142表2.6管口表2.4接管法蘭設(shè)計(jì)，查得最大允許工作壓力為2.5MPa，查得20鋼（50）（1）液氯進(jìn)出口法蘭設(shè)計(jì)選用帶頸對(duì)焊法蘭（WN），凹面密封面（），設(shè)計(jì)壓力為2MPa,取公稱壓力2.5MPa,選材16MnR。（2）空氣進(jìn)出口法蘭設(shè)計(jì)選用帶徑對(duì)焊法蘭（WN），凹面密封面（），公稱壓力2.5MPa,選

17、材16MnR。（3）壓力表接口法蘭設(shè)計(jì)選用帶徑對(duì)焊法蘭（WN），凹面密封面（），等級(jí)壓力2.5MPa,選材16MnR。（4）安全閥接管法蘭設(shè)計(jì)選用帶徑對(duì)焊法蘭（WN），凹面密封面（），等級(jí)壓力2.5MPa,選材16MnR。（5）液面計(jì)接管法蘭設(shè)計(jì)法蘭的密封面形式凹面（FM）法蘭墊片采用柔性石星墊片采用16個(gè)螺栓16個(gè)墊圈，采用16MnR。各接管法蘭尺寸查表HG/T 2059220635-2009得：圖2.2法蘭尺寸示意序號(hào)接管法蘭公稱直徑DN焊接外徑A1連接尺寸法蘭厚度C法蘭頸法蘭高度H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ThNSH1Ra液氯出口管5057165125

18、184M12207538648b空氣出口管5057165125184M12207538648c壓力表接口253211585144M12184636440d液氯進(jìn)口管5057165125184M12207538648e空氣進(jìn)口管5057165125184M12207538648g安全閥接口8089200160188M1624105412858h液面計(jì)接口253211585144M12184636440i排污口5057165125184M12184638648表2.7接管法蘭尺寸2.5 鞍座設(shè)計(jì)鞍座尺寸設(shè)計(jì) 圖2.4鞍座尺寸示意 選擇雙鞍式支座，支座中心與焊縫的距離為500mm選材為Q235-B、

19、墊板材料為Q345R筒體的公稱直徑DN1900mm筒體質(zhì)量： 筒體質(zhì)量： 封頭質(zhì)量： 充液質(zhì)量：由于，故取液氯的質(zhì)量。 附件質(zhì)量：查表得，人孔質(zhì)量為265kg，法蘭質(zhì)量25kg ,接管質(zhì)量 4.4kg所以，查JB4712.1-2007得，選取重型 焊制 BI，包角120 有墊板DN1900mm時(shí)：公稱直徑DN（mm）鞍座高度h（mm）底座（mm）腹板2筋板()11b11l3b2b319002501360220161431519026012墊板（）螺栓間距鞍座質(zhì)量（kg）弧長(zhǎng)4222046010901200214表2.8鞍座尺寸鞍座位置的確定：通常取尺寸A不超過0.2L值由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭,有故由于

20、封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對(duì)于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。因此，JB 4731還規(guī)定當(dāng)滿足A0.2L時(shí)，最好使A0.5R m 綜上有：A=450mm。鞍座標(biāo)記為：JB/T 4712.1-2007,支座 BI1900-F JB/T 4712.1-2007,支座 BI1900-S2.6液面計(jì)的選擇此容器選用磁性液位計(jì)翻版顯示型，由于此儲(chǔ)罐介質(zhì)溫度在太原地區(qū)隨四季溫度的變化而變化，最低-20，最高50，密度黏度也隨之變化，又根據(jù)需要滿足筒體內(nèi)徑DN=1900，公稱壓力PN=2.5其他的液位計(jì)均不符合要求，所以選用此液

21、位計(jì)。 液位計(jì)必須安裝在最高液面以上液化石油氣的裝量系數(shù)為0.9，材質(zhì)選用321號(hào)不銹鋼.液位計(jì)選用的PN=2.5MPa液位計(jì)，按其常用規(guī)格安裝在距離筒體中心線L=1700mm2.7焊接接頭設(shè)計(jì)（1）殼體A，B類焊接接頭的設(shè)計(jì)該容器上的A,B類接頭必須采用對(duì)接焊，不允許采用搭接焊。對(duì)接焊易于焊透，質(zhì)量容易保證，易于作無損檢測(cè)，可獲得最好的焊接接頭質(zhì)量。該容器上的接管與殼體以及補(bǔ)強(qiáng)圈之間的焊接一般只能采用角接和搭接。（2）殼體C，D類焊接接頭的設(shè)計(jì) 平蓋，管板與圓筒非對(duì)接連接的接頭，法蘭與殼體，接管連接的接頭，內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向接頭，均屬C類焊接接頭，但已規(guī)定為A，

22、B類的焊接接頭除外。接管、人孔、凸緣、補(bǔ)強(qiáng)圈等與殼體連接的接頭均屬于E類焊接接頭，但已規(guī)定為A，B類的除外。（3）焊接接頭坡口設(shè)計(jì)容器筒體，封頭與接管法蘭的厚度均在=326mm的范圍，為了減小焊接變形和殘余應(yīng)力，因此可取接頭坡口形式為V形。（5）常用焊接方法與焊條的選擇采用手工電弧焊，該方法設(shè)備簡(jiǎn)單，便于操作，使用于各種焊接，在壓力容器制造中應(yīng)用十分廣泛，鋼板對(duì)接，接管與筒體、封頭的連接等都可以采用?？紤]母材力學(xué)性能與化學(xué)材料，構(gòu)件的結(jié)構(gòu)與剛性和經(jīng)濟(jì)性，該容器所用焊條使用型號(hào)如下表： 接頭母材焊接方法焊條型號(hào)焊條牌號(hào)16MnR+16MnR筒體與筒體連接對(duì)接E5015-(GB/T5117)J50

23、7人孔與筒體角接20 +16MnR接管與法蘭對(duì)接E4303(GB/T5117)422接管與筒體角接Q235-B+16MnR墊板與筒體搭接E4303(GB/T5117)422表2.10焊條選型容器盛放高度危害介質(zhì)，要進(jìn)行焊后熱處理。3 強(qiáng)度校核鋼制臥式容器計(jì)算單位過控1001計(jì) 算 條 件 簡(jiǎn) 圖設(shè)計(jì)壓力 p1.463MPa設(shè)計(jì)溫度 t50筒體材料名稱16MnR(正火)封頭材料名稱Q345R封頭型式橢圓形筒體內(nèi)直徑Di1900mm筒體長(zhǎng)度 L6500mm筒體名義厚度 dn12mm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 dhn

24、12mm封頭厚度附加量 Ch2.3mm鞍座材料名稱Q235-A.F鞍座寬度 b220mm鞍座包角 120°支座形心至封頭切線距離 A450mm鞍座高度 H250mm地震烈度 低于7度內(nèi)壓圓筒校核計(jì)算單位過控1001計(jì)算條件筒體簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc 1.49MPa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00° C內(nèi)徑 Di 1900.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 170.00MPa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 170.00MPa試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) 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(jì)算

25、計(jì)算厚度 d = = 8.35mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.00mm名義厚度 dn = 12.00mm重量 3677.82Kg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 = 1.25P = 1.8300 (或由用戶輸入)MPa壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力水平 sTsT£ 0.90 ss = 310.50MPa試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力 sT = = 174.76 MPa校核條件 sT£ sT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= = 1.78010MPa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = 142.01MPastf 170.00MPa校核條

26、件stf st結(jié)論 合格左封頭計(jì)算計(jì)算單位 過控1001計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc 1.49MPa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00° C內(nèi)徑 Di 1900.00mm曲面高度 hi 475.00mm材料 Q345R (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 170.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 170.00MPa鋼板負(fù)偏差 C1 0.30mm腐蝕裕量 C2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 1.00厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù) K = = 1.0000計(jì)算厚度 d = = 8.33mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名義厚度 dn = 12.

27、00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 375.90 Kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 Pw= = 1.73137MPa結(jié)論 合格右封頭計(jì)算計(jì)算單位 過控1001計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc 1.49MPa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00° C內(nèi)徑 Di 1900.00mm曲面高度 hi 475.00mm材料 Q345R (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 170.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 170.00MPa鋼板負(fù)偏差 C1 0.30mm腐蝕裕量 C2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 1.00厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù) K = = 1.0000計(jì)算厚度 d = = 8.33mm有效厚度 de

28、 =dn - C1- C2= 9.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名義厚度 dn = 12.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 375.90 Kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 Pw= = 1.73137MPa結(jié)論 合格臥式容器（雙鞍座）計(jì)算單位過控1001計(jì) 算 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pC1.463MPa 設(shè)計(jì)溫度 t50 圓筒材料16MnR(正火) 鞍座材料Q235-A.F 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 s170MPa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力st170MPa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) ss345MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 ssa140MPa 工作時(shí)物料密度 1528kg/m3 液壓試驗(yàn)

29、介質(zhì)密度 1000kg/m3 圓筒內(nèi)直徑Di1900mm 圓筒名義厚度 12mm 圓筒厚度附加量 2mm 圓筒焊接接頭系數(shù) 1 封頭名義厚度 12mm 封頭厚度附加量 Ch2.3mm 兩封頭切線間距離 6550mm 鞍座墊板名義厚度 10mm 鞍座墊板有效厚度 10mm 鞍座軸向?qū)挾?b220mm 鞍座包角 120° 鞍座底板中心至封頭切線距離 A450mm 封頭曲面高度 475mm 試驗(yàn)壓力 pT1.83MPa 鞍座高度 H250mm腹板與筋板組合截面積 0mm2 腹板與筋板組合截面斷面系數(shù)0mm3 地震烈度<7圓筒平均半徑 Ra 956mm 物料充裝系數(shù) 0.9一個(gè)鞍座上地

30、腳螺栓個(gè)數(shù)1地腳螺栓公稱直徑0mm地腳螺栓根徑0mm鞍座軸線兩側(cè)的螺栓間距0mm地腳螺栓材料支 座 反 力 計(jì) 算 圓筒質(zhì)量(兩切線間)3706.21kg 封頭質(zhì)量(曲面部分)373.298kg 附件質(zhì)量533.954kg 封頭容積(曲面部分)8.97841e+08mm3 容器容積(兩切線間)V = 2.03668e+10mm3 容器內(nèi)充液質(zhì)量工作時(shí), 28008.4壓力試驗(yàn)時(shí), = 20366.8kg 耐熱層質(zhì)量0kg總質(zhì)量工作時(shí), 32995.2壓力試驗(yàn)時(shí), 25353.6kg單位長(zhǎng)度載荷45.0695 34.6315N/mm支座反力161874 124385161874N筒 體 彎 矩

31、計(jì) 算圓筒中間處截面上的彎矩工作時(shí)= 1.76611e+08壓力試驗(yàn)= 1.35708e+08N·mm支座處橫截面彎矩操作工況： -3.23023e+06壓力試驗(yàn)工況： -2.48211e+06N·mm系 數(shù) 計(jì) 算K1=1K2=1K3=0.879904K4=0.401056K5=0.760258K6=0.0132129K6=0.010861K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 體 軸 向 應(yīng) 力 計(jì) 算軸向應(yīng)力計(jì)算操作狀態(tài) 76.0856 70.0439MPa -6.15421 -0.112561MPa水壓試驗(yàn)狀態(tài) -4.72651 -0.086492MPa

32、92.2029 87.5604MPa應(yīng)力校核許用壓縮應(yīng)力0.000989474根據(jù)圓筒材料查GB150圖6-36-10 B = 129.393MPa129.393129.393MPa < 170 合格|,| < 129.393 合格|,| < 129.393 合格sT2 ,sT3 < 0.9ss = 310.5 合格MPa筒體和封頭的切應(yīng)力時(shí)(時(shí),不適用)MPa時(shí)圓筒中：14.899封頭中：7.0009MPa應(yīng)力校核封頭橢圓形封頭, 143.284碟形封頭, 半球形封頭, MPa圓筒封頭 t = 0.8 s t = 136 69.2165MPa圓筒, t < t

33、= 136 MPa 合格封頭, th < t h = 69.2165 MPa 合格鞍 座 處 圓 筒 周 向 應(yīng) 力無加強(qiáng)圈圓筒圓筒的有效寬度387.088mm無墊板或墊板不起加強(qiáng)作用時(shí)在橫截面最低點(diǎn)處MPa在鞍座邊角處L/Rm8時(shí), MPaL/Rm<8時(shí), MPa無加強(qiáng)圈筒體墊板起加強(qiáng)作用時(shí)鞍座墊板寬度 ； 鞍座墊板包角橫截面最低點(diǎn)處的周向應(yīng)力-1.58964MPa鞍座邊角處的周向應(yīng)力L/Rm8時(shí), MPaL/Rm<8時(shí), -23.9577MPa鞍座墊板邊緣處圓筒中的周向應(yīng)力L/Rm8時(shí), MPaL/Rm<8時(shí), -41.2471MPa應(yīng)力校核 |s5| < s

34、 t = 170 合格 |s6 | < 1.25s t = 212.5 合格 |s6 | < 1.25s t = 212.5 合格MPa有加強(qiáng)圈圓筒加強(qiáng)圈參數(shù)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設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力MPa加強(qiáng)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(qiáng) 圈 內(nèi) 緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ：MPa有加強(qiáng)圈圓筒加強(qiáng)圈靠近鞍座橫 截 面 最 低 點(diǎn) 的 周 向 應(yīng) 力 無墊板時(shí)，（ 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 ）

35、 采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用）MPa 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(qiáng)圈內(nèi)緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ：MPa加強(qiáng)圈靠近鞍座鞍座邊角處點(diǎn)處的周向應(yīng)力 無墊板或墊板不起 加強(qiáng) 作用L/Rm8時(shí), MPa 無墊板或墊板不起 加強(qiáng) 作用L/Rm<8時(shí), MPa 采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用）L/Rm8時(shí), MPa采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用）L/Rm<8時(shí), MPa應(yīng)力校核|s5| < st = 合格|s6 | < 1.25st = 合格|s7 | < 1.25st = |s8 | < 1.2

36、5stR = MPa鞍 座 應(yīng) 力 計(jì) 算水平分力32945N腹板水平應(yīng)力計(jì)算高度250mm鞍座腹板厚度14mm鞍座墊板實(shí)際寬度460mm鞍座墊板有效寬度387.088mm腹板水平應(yīng)力無 墊 板 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 , 墊板起加強(qiáng)作用, 4.46961MPa應(yīng)力判斷 s9 < s sa = 93.3333 合格MPa腹板與筋板組合截面應(yīng)力由地震水平分力引起的支座強(qiáng)度計(jì)算圓筒中心至基礎(chǔ)表面距離 1212mm軸向力 N, MPa, MPa|ssa| 1.2sbt= 地腳螺栓應(yīng)力拉應(yīng)力 MPasbt 1.2sbt = MPa 剪應(yīng)力 MPatbt 0.8×Ko

37、5;sbt = MPa 溫差引起的應(yīng)力 N 0MPa|stsa| < ssa = 140 注：帶#的材料數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)者給定的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位過控1001接 管: 450, 480×12計(jì) 算 方 法 : GB150-1998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法, 單 孔設(shè) 計(jì) 條 件簡(jiǎn) 圖計(jì)算壓力 pc1.487MPa設(shè)計(jì)溫度50殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16MnR(正火)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)1殼體內(nèi)直徑 Di1900mm殼體開孔處名義厚度n12mm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(shí)際外伸長(zhǎng)度250mm接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度0

38、mm接管材料16MnR(正火)接管焊接接頭系數(shù)1名稱及類型板材接管腐蝕裕量2mm補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱16MnR(正火)凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補(bǔ)強(qiáng)圈外徑760mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度8mm接管厚度負(fù)偏差 C1t 0mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r 0mm接管材料許用應(yīng)力t170MPa補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力t170MPa開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算殼體計(jì)算厚度 8.346mm接管計(jì)算厚度t2.003 mm補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr1接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr1開孔直徑 d460mm補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B920 mm接管有效外伸長(zhǎng)度 h174.3mm接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h20 mm開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積A 3839mm2殼體

39、多余金屬面積 A1760.7 mm2接管多余金屬面積 A21188mm2補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A364 mm2A1+A2+A3=2013 mm2 ，小于A，需另加補(bǔ)強(qiáng)。補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A42240mm2A-(A1+A2+A3)1826mm2結(jié)論: 補(bǔ)強(qiáng)滿足要求。四、結(jié)束語通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)過程設(shè)備設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。過而能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測(cè)調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知