臥室儲(chǔ)罐課設(shè)

1、序號(hào)項(xiàng)目數(shù)值備注1名稱液氯儲(chǔ)罐2用途液氯儲(chǔ)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32m36工作壓力波動(dòng)情況可不考慮7裝量系數(shù)0.98工作介質(zhì)液氯（高度危害）9使用地點(diǎn)邯鄲市，室外1.設(shè)備工藝設(shè)計(jì)1.1盛裝液化石油氣體的壓力容器設(shè)計(jì)存儲(chǔ)量存儲(chǔ)量：式中：W儲(chǔ)存量，t；裝載系數(shù)；V壓力容器容積；設(shè)計(jì)溫度下的飽和溶液的密度，；根據(jù)設(shè)計(jì)條件=0.9321.30245=37.51056t1.2設(shè)備的初步選型及輪廓尺寸1.2.1設(shè)備的初步選型（1）封頭選型：目前我國(guó)普遍采用常溫壓力儲(chǔ)罐一般有兩種形式，球形貯罐和圓筒形貯罐。從受力與制造方面分析來看，球形封頭是最理想的結(jié)構(gòu)形式。但

2、缺點(diǎn)是深度大，沖壓較為困難；橢圓封頭濃度比半球形封頭小得多，易于沖壓成型，是目前中低壓容器中應(yīng)用較多的封頭之一。平板封頭因直徑各厚度都較大，加工與焊接方面都要遇到不少困難。從鋼材耗用量來年：球形封頭用材最少，比橢圓開封頭節(jié)約，平板封頭用材最多。因此，從強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)和制造方面綜合考慮，采用橢圓形封頭最為合理。（2）筒體選擇：因?yàn)閳A筒形貯罐加工制造安裝簡(jiǎn)單，安裝費(fèi)用少，但金屬耗量大占地面積大，所以在總貯量小于500,單罐容積小于100時(shí)選用臥式貯槽比較經(jīng)濟(jì)。1.2.2設(shè)備的輪廓尺寸確定粗略計(jì)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

3、積，容積根據(jù)，圓整得: 誤差L/D=8500/2100=4.0476,在范圍內(nèi)所以，筒體的公稱直徑,長(zhǎng)度2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)溫度的確定根據(jù)固定式壓力容器安全技術(shù)檢測(cè)規(guī)程 液氯儲(chǔ)罐的工作溫度-2045，設(shè)計(jì)溫度要大于最高工作溫度，故選取設(shè)計(jì)溫度t=50，2.1.2設(shè)計(jì)壓力的確定根據(jù)固定式壓力容器安全技術(shù)檢測(cè)規(guī)程（1） 由上得液氯儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度t=50，由本次的化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查得，該溫度下液氯的絕對(duì)飽和蒸汽壓為1.303MPa。由于通常的設(shè)計(jì)壓力在沒有說明的情況下，均指表壓在本次設(shè)計(jì)中的液氯儲(chǔ)罐上裝有安全閥，通常認(rèn)為設(shè)計(jì)壓力為工作壓力的1.051.1

4、0倍，工作壓力：p=1.303-0.1=1.203Mpa.所以安全閥的開啟壓力：P=1.1×（1.303-0.1）=1.3233MPa。（2）.液柱靜壓力由化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書查得，液氯的密度為1307，內(nèi)徑2100mm。由各地區(qū)重力加速度表查的邯鄲地區(qū)的，則根據(jù)公式可（3）.計(jì)算壓力因，所以可忽略靜壓力的影響。即。2.1.3.設(shè)計(jì)條件表工作壓力1.2 Mpa工作溫度45設(shè)計(jì)壓力1.33 Mpa設(shè)計(jì)溫度50計(jì)算壓力1.33 Mpa2.2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)（1）封頭選用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（1）

5、.材料的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,因?yàn)槭褂脺囟葹?，根?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。常用的有20R和16MnR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。2.2.2接管及接管法蘭設(shè)計(jì)(1)接管設(shè)計(jì)查輸送流體無縫鋼管 GB 8163得本次設(shè)計(jì)所用的接管的尺寸表如下所示：公稱尺寸外徑壁厚用途或名稱理論質(zhì)量PN2.5，DN5057×6液氯進(jìn)口管7.55PN2.5,

6、DN2532×4排氣管2.76PN2.5,DN2532×4溫度儀接口2.76PN2.5,DN2532×4壓強(qiáng)表接口2.76PN2.5,DN3238×5安全閥接口4.07PN2.5,DN5057×6液氯出口管7.55PN2.5,DN3238×5排污管4.07PN2.5,DN3238×5液位計(jì)接口4.07本次設(shè)計(jì)所用的接管及管口表如下表2管口表接管代號(hào)公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱F1DN50HG20595-2009FM液氯進(jìn)口管A 1DN25HG20595-2009FM排氣管E 1DN25HG20595-2009FM

7、溫度儀接口C1DN25HG20595-2009FM壓強(qiáng)表接口D 1DN32HG20595-2009FM安全閥接口H 1DN50HG20595-2009FM液氯出口管I 1DN32HG20595-2009FM排污管G1,2DN32HG20595-2009FM液位計(jì)接口(2)接管法蘭的選澤查壓力容器中化學(xué)介質(zhì)毒性危害和爆炸危害程度分類HG-20660-2000得：液氯的毒性為高等危害，故采用帶頸對(duì)焊法蘭，密封面為凹凸面，帶加強(qiáng)環(huán)的纏繞式墊片和專用級(jí)緊固件結(jié)合。根據(jù)設(shè)計(jì)壓力為P=1.33Mpa，操作溫度為2045，故采用鍛件，材料選16，類別為1C1，由于設(shè)計(jì)壓力為為P=1.33Mpa，查中華人民共

8、和國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).HG/T 20592-2009得，PN16材料16為的鋼制管法蘭材料的最大允許工作壓力16.0bar,因此該法蘭的公稱壓力為PN16，由于PN25,但介質(zhì)有毒，所以采用專用級(jí)全螺紋螺柱和型六角螺母接管的法蘭結(jié)構(gòu)如下：表3 接管法蘭結(jié)構(gòu)尺寸表【3序號(hào)名稱或用途公稱直徑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(Kg)NSRBBf1液氯進(jìn)口管5057165125184M16207448545 3.0a 1排氣管253211585144M1218462.664401.0e 1溫度儀接口253211585144M1218

9、462.664401.0C1壓強(qiáng)表接口253211585144M1218462.664401.0d 1安全閥接口3238140110184M1618562.666422.0h 1液氯出口管5057165125184M16207448545 3.0i 1排污管3238140110184M1618562.666422.0g1,2液位計(jì)接口3238140110184M1618562.666422.0表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 WN 50（B）-16 FM 20液氯出口管法蘭排氣管HG 20595 法蘭 WN 25（B）-16 FM 20壓強(qiáng)表溫度儀接口液面計(jì)接

10、管法蘭HG 20595 法蘭 WN 25(B)-16 FM 20安全閥接管法蘭排污管HG 20595 法蘭 WN 25（B）-16 FM 20.墊片的選擇因?yàn)楣Q壓力PN=2.5MPa，而且工作溫度不是太高，液氯的腐蝕性可以忽略，而且該密封屬于靜密封，凸凹?jí)壕o面安裝時(shí)易于對(duì)中，還能有效地防止非金屬墊片被擠出壓緊面，所以墊片選用石棉橡膠墊片即可滿足要求，查HG/T 20606鋼制管法蘭用非金屬平墊片，得：圖2.2 石棉橡膠墊片表2.6 凹凸面法蘭用MFM型墊片尺寸表符號(hào)管口名稱墊片厚度公稱直徑內(nèi)徑D1外徑D2A安全閥口1.5322838B液氯進(jìn)口1.5504557C空氣出口1.5252432D液

11、氯出口1.5504557E空氣進(jìn)口1.5252432F I液位計(jì)口1.5322838G壓力表口1.5252432H排污管口1.53228382.2.3附件設(shè)計(jì)（1）、安全閥設(shè)計(jì)由于液氯屬于有毒介質(zhì)，高度危害，所以需要?dú)怏w全部通過排氣管排放，介質(zhì)不能向外泄漏故選用彈簧全啟全封閉安全閥。所以根據(jù)公稱壓力PN=2.5和適用介質(zhì)，選擇型號(hào)為A41H-16C的安全閥。（2）、液位計(jì)設(shè)計(jì)液面計(jì)是用以指示容器內(nèi)物料液面的裝置，其類型很多，大體上可分為：玻璃管液面計(jì)、透光式玻璃板液面計(jì)、反射式玻璃板式玻璃板液面計(jì)、浮標(biāo)式玻璃板液面計(jì)、防霜液面計(jì)、磁性液位計(jì)等。應(yīng)為本次設(shè)計(jì)要成裝毒性為高度介質(zhì)的容器，所以不能選

12、用玻璃管液面計(jì)。又因?yàn)橐獌?chǔ)存的介質(zhì)稍有色澤，所以不能選用透光式玻璃板液面計(jì)。本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)高度小于，因而不能選用浮標(biāo)式玻璃板液面計(jì)。本次設(shè)計(jì)的工作溫度為，所以不能用防霜液面計(jì)。綜合上述的內(nèi)容，筒體內(nèi)徑DN=2100mm，結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益，本次設(shè)計(jì)采用磁性液位計(jì)，普通型，壓力等級(jí)為1.6 MPa。根據(jù)實(shí)際要求，選用液位計(jì)的長(zhǎng)度為1400mm。標(biāo)記HG/T21584-95Z-1.6FM-1700-LS。（3）、視鏡設(shè)計(jì)視鏡用來觀察設(shè)備內(nèi)部物料的工作情況，本次設(shè)計(jì)選用不帶頸視鏡，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易粘料，有比較寬的視察范圍。（4）壓力表的選擇壓力容器上的壓力表的最大量程應(yīng)與設(shè)備的工作壓力相適應(yīng)。壓力表的

13、量程一般為設(shè)備工作壓力的倍，1.33Mpa*1.5=1.995Mpa，近似取2Mpa.壓力表的使用壓力范圍，應(yīng)不超過刻度極限的,2Mpa*0.7=1.4Mpa>1.33Mpa.符合要求。又考慮到液氯是高毒性的介質(zhì)，所以綜合考慮應(yīng)選用鉭材料的壓力表，測(cè)量范圍為。（5）、人孔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓力容器人孔是為了檢查設(shè)備的內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)件。人孔主要由筒節(jié)、法蘭、蓋板和手柄組成。一般人孔有兩個(gè)手柄。本次設(shè)計(jì)在綜合考慮公稱壓力、公稱直徑工作溫度以及人孔的結(jié)構(gòu)和材料等諸方面因素的情況下，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。 .密封面的選擇由于本次設(shè)計(jì)的介質(zhì)是高度危害的，所以本次設(shè)計(jì)采用凹凸法蘭密

14、封面（MFM）。 .人孔的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力為1.33MPa，根據(jù)鋼制人孔和手孔【3】，采用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。該人孔標(biāo)記為：人孔 圖3.1 人孔結(jié)構(gòu)示意圖表3.1 人孔結(jié)構(gòu)尺寸【3】密封面型式公稱壓力PN公稱直徑DNdwSdDD1H1H2 bMFM2.55005301250673066028012344b1b2ABLd0螺柱螺母螺柱總質(zhì)量數(shù)量直徑長(zhǎng)度4348405200300302040M3321703022.2.4支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）、支座的結(jié)構(gòu)形式確定容器支座有鞍式支座、腿式支座、支撐式支座、耳式支座、裙式支座等，用來支撐容器的重量。鞍式支座是應(yīng)用最廣泛的一種臥式支座。因?yàn)楸?/p>

15、次設(shè)計(jì)的容器直徑在以上，所以選用輕型鞍座，又因?yàn)槿萜饔袩崦浝淇s的位移要求，所以應(yīng)選兩個(gè)輕型鞍座分別為固定式和滑動(dòng)式。（2）、制作結(jié)構(gòu)尺寸的確定.支座的選擇鞍座結(jié)構(gòu)該臥式容器采用雙鞍式支座，材料選用Q235-A-F。估算鞍座的負(fù)荷： 儲(chǔ)罐總質(zhì)量筒體質(zhì)量：?jiǎn)蝹€(gè)封頭的質(zhì)量：查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002鋼制壓力容器用封頭中表B.2 EHA橢圓形封頭質(zhì)量，可知，充液質(zhì)量：，附件質(zhì)量：人孔質(zhì)量為302kg，其他接管質(zhì)量總和估100kg，即綜上所述，G=mg=398.009kN,每個(gè)鞍座承受的重量為199.0045kN由此查JB4712.1-2007容器支座，選取輕型，焊制為A,包角為120，有墊板的鞍

16、座。DN為2100mm,筋板數(shù)為6.查JB4712.1-2007得鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表4：固定式（F型） 滑動(dòng)式（S型） 表4：鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸 單位：mm公稱直徑DN允許載荷Q /kN鞍座高度h底板腹板筋板l1b1l3b2b32100400250150024014102302082908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(zhǎng)b4e間距l(xiāng)2螺孔d螺紋孔長(zhǎng)l245050010100130024M204019619.鞍座位置的確定通常取尺寸A不超過0.2L值，中國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB 4731鋼制臥式容器規(guī)定A0.2L=0.2（L+2h），A最大不超過0.25L.否則由于容器外伸端的

17、作用將使支座截面處的應(yīng)力過大。由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭,有封頭直邊：故由于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（）,即 ，取A=528mm綜上有：A=528mm。鞍座標(biāo)記為： 2.3設(shè)備的強(qiáng)度計(jì)算2.3.1、壁厚計(jì)算（1）筒體的壁厚計(jì)算.設(shè)計(jì)溫度下材料的許用應(yīng)力查表GB150可得出，T=時(shí)，假設(shè)筒體厚度為316mm，由材料許用應(yīng)力表可得的.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)

18、，所以。.內(nèi)壓容器的計(jì)算厚度 根據(jù)內(nèi)壓容器的計(jì)算厚度公式： 7.4141978mm在316mm之間，故假設(shè)是成立的。取腐蝕裕量，設(shè)計(jì)厚度：由GB713鍋爐和壓力容器用鋼板中列舉的壓力容器專用鋼板的厚度負(fù)偏差按照GB/T 709中的B類要求，即鋼板的負(fù)偏差。，查鋼板厚度的常用規(guī)格表，將其圓整為12mm，即名義厚度的鋼板。有效厚度（2）.封頭壁厚的設(shè)計(jì)計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計(jì)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭的計(jì)算厚度公式取腐蝕裕量，由GB713鍋爐和壓力容器用鋼板中列舉的壓力容器專用鋼板的厚度負(fù)偏差按照GB/T 709中的B類要求，即鋼板的負(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，可見標(biāo)準(zhǔn)橢

19、圓形封頭與筒體等厚。2.3.2壓力試驗(yàn)校核壓力試驗(yàn)類型：水壓試驗(yàn)水壓試驗(yàn)時(shí)液體的溫度不低于5°C,取20°C時(shí)，根據(jù)GB150,16MnR：，-耐壓試驗(yàn)壓力P-允許的最大工作壓力-耐壓試驗(yàn)系數(shù)，液體取1.25，氣體液體混合取1.10-試驗(yàn)溫度下金屬材料的許用應(yīng)力，Mpa-設(shè)計(jì)溫度下金屬材料的許用應(yīng)力，Mpa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,故筒體滿足水壓試驗(yàn)時(shí)的要求。初步厚度設(shè)計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭筒體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 p1.33MPa設(shè)計(jì)溫度 t50筒體材料名稱Q345R封頭材料名稱Q345R封頭型式

20、橢圓形筒體內(nèi)直徑 Di2100mm筒體長(zhǎng)度 L8500mm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 dhn12mm封頭厚度附加量 Ch2.3mm鞍座材料名稱Q345鞍座寬度 b1500mm鞍座包角 120°支座形心至封頭切線距離 A568mm鞍座高度 H250mm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)算壓力 Pc 1.36MPa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00° C內(nèi)徑 Di 2100.00mm材料 16Mn (

21、板材 )試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 178.00MPa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 178.00MPa試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ss 305.00MPa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)算計(jì)算厚度 d = = 8.03mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.00mm名義厚度 dn = 12.00mm重量 5312.53Kg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 = 1.6625 (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 = 274.50MPa試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力

22、 sT = = 175.39 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= = 1.68720MPa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = 143.15MPastf 178.00MPa校核條件stf st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)圖計(jì)算壓力 Pc 1.36MPa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00° C內(nèi)徑 Di 2100.00mm曲面深度 hi 565.00mm材料 Q345R (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 189.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 189.00MPa鋼板負(fù)偏差

23、C1 0.30mm腐蝕裕量 C2 2.00mm焊接接頭系數(shù) f 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= 1.6625 (或由用戶輸入)MPa壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力stsT£ 0.90 ss = 310.50MPa試驗(yàn)壓力下封頭的應(yīng)力sT = = 163.99MPa校核條件sT£ sT校核結(jié)果合格厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù) K = = 0.9089計(jì)算厚度 dh = = 6.86mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 9.70mm最小厚度 dmin = 3.15mm名義厚度 dnh = 12.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重

24、量 482.93 Kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 Pw= = 1.91604MPa結(jié)論 合格右封頭計(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 150.3-2011 計(jì)算條件橢圓封頭簡(jiǎn)圖計(jì)算壓力 Pc 1.36MPa設(shè)計(jì)溫度 t 50.00° C內(nèi)徑 Di 2100.00mm曲面深度 hi 565.00mm材料 16MnDR (板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 st 181.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 s 181.00MPa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= 1.66

25、25 (或由用戶輸入)MPa壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力stsT£ 0.90 ss = 283.50MPa試驗(yàn)壓力下封頭的應(yīng)力sT = = 163.99MPa校核條件sT£ sT校核結(jié)果合格厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù) K = = 0.9089計(jì)算厚度 dh = = 7.17mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 9.70mm最小厚度 dmin = 3.15mm名義厚度 dnh = 12.00mm結(jié)論 滿足最小厚度要求重量 482.93 Kg壓 力 計(jì) 算最大允許工作壓力 Pw= = 1.83494MPa結(jié)論 合格臥式容器（雙鞍座）計(jì)算單位河北工程大學(xué)計(jì) 算 條 件簡(jiǎn) 圖

26、計(jì)算壓力 pC1.33MPa 設(shè)計(jì)溫度 t50 圓筒材料16Mn 鞍座材料Q345 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 s178MPa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力st178MPa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) ss345MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 ssa170MPa 工作時(shí)物料密度 1307kg/m3 液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度 1000kg/m3 圓筒內(nèi)直徑Di2100mm 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 8580mm 鞍座墊板名義厚度 10mm 鞍座墊板有效厚度 10mm 鞍座軸向?qū)挾?b1500mm 鞍座包角 1

27、20° 鞍座底板中心至封頭切線距離 A568mm 封頭曲面高度 565mm 試驗(yàn)壓力 pT1.6625MPa 鞍座高度 H250mm腹板與筋板組合截面積 2500mm2 腹板與筋板組合截面斷面系數(shù)5000mm3 地震烈度<7圓筒平均半徑 Ra 1056mm 物料充裝系數(shù) 0.9一個(gè)鞍座上地腳螺栓個(gè)數(shù)2地腳螺栓公稱直徑24mm地腳螺栓根徑20.752mm鞍座軸線兩側(cè)的螺栓間距1300mm地腳螺栓材料40Cr支 座 反 力 計(jì) 算 圓筒質(zhì)量(兩切線間)5362.68kg 封頭質(zhì)量(曲面部分)455.479kg 附件質(zhì)量199kg 封頭容積(曲面部分)1.21226e+09mm3 容

28、器容積(兩切線間)V = 3.21423e+10mm3 容器內(nèi)充液質(zhì)量工作時(shí), 37808.9壓力試驗(yàn)時(shí), = 32142.3kg 耐熱層質(zhì)量0kg總質(zhì)量工作時(shí), 44281.6壓力試驗(yàn)時(shí), 38614.9kg單位長(zhǎng)度載荷46.5526 40.5953N/mm支座反力217245 189445217245N筒 體 彎 矩 計(jì) 算圓筒中間處截面上的彎矩工作時(shí)= 3.14247e+08壓力試驗(yàn)= 2.74033e+08N·mm支座處橫截面彎矩操作工況： -8.20634e+06壓力試驗(yàn)工況： -7.15618e+06N·mm系 數(shù) 計(jì) 算K1=0.106611K2=0.1923

29、48K3=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.0162159K6=K7=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) 79.1986 72.4212MPa -8.97457 -1.21844MPa水壓試驗(yàn)狀態(tài) -7.82213 -1.06252MPa 95.6061 89.696MPa應(yīng)力校核許用壓縮應(yīng)力0.000885122根據(jù)圓筒材料查GB150圖4-34-12 B = 117.124MPa117.124117.124MPa < 178 合格|,| < 117.124 合格|,| < 117.124 合格sT2

30、 ,sT3 < 0.9ss = 274.5 合格MPa筒體和封頭的切應(yīng)力時(shí)(時(shí),不適用)19.2088MPa時(shí)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 t = 0.8 s t = 142.4 MPa圓筒, t < t = 142.4 MPa 合格封頭, th < t h = MPa 鞍 座 處 圓 筒 周 向 應(yīng) 力無加強(qiáng)圈圓筒圓筒的有效寬度1675.61mm無墊板或墊板不起加強(qiáng)作用時(shí)在橫截面最低點(diǎn)處-0.985687MPa在鞍座邊角處L/Rm8時(shí), -56.0837MPaL/Rm<8時(shí), MPa無加強(qiáng)圈筒體墊板起加強(qiáng)作用

31、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MPa鞍座邊角處的周向應(yīng)力L/Rm8時(shí), MPaL/Rm<8時(shí), MPa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), MPa應(yīng)力校核 |s5| < s t = 178 合格 |s6 | < 1.25s t = 222.5 合格 |s6 | 1.25s t = 222.5 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

32、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 ） 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

33、/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 | < 1.25stR = MPa鞍 座 應(yīng) 力 計(jì) 算水平分力44214.2N腹板水平應(yīng)力計(jì)算高度250mm鞍座腹板厚度10mm鞍座墊板實(shí)際寬度500mm鞍座墊板有效寬度500mm腹板水平應(yīng)力無 墊 板 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 , 17.6857墊板起加強(qiáng)作用, MPa應(yīng)力判斷 s9 < s sa = 113.333 合格MPa腹板與筋板組合截面應(yīng)力由地震水

34、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 1312mm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×sbt = MPa 溫差引起的應(yīng)力 N -44.3181MPa|stsa| > ssa = 170 合格窄面整體(或帶頸松式)法蘭計(jì)算計(jì)算單位河北工程大學(xué)設(shè) 計(jì) 條 件簡(jiǎn) 圖設(shè)計(jì)壓力 p1.357MPa計(jì)算壓力 pc1.357MPa設(shè)計(jì)溫度 t50.0° C軸向外載荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm殼材料名稱16Mn體許用應(yīng)力 178.0MPa

35、法材料名稱Q345R許用sf185.0MPa蘭應(yīng)力stf185.0MPa材料名稱40Cr螺許用sb196.0MPa應(yīng)力stb188.5MPa栓公稱直徑 d B18.0mm螺栓根徑 d 114.0mm數(shù)量 n4個(gè)Di125.0Do165.0墊 結(jié)構(gòu)尺寸Db125.0D外93.0D內(nèi)57.003.5 mmLe20.0LA-8.5h25.018.5材料類型軟墊片N18.0m2.75y(MPa)25.5壓緊面形狀1a,1bb7.59DG77.8片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D內(nèi) )/2b0 > 6.4mm b=2.53 b0 > 6.4mm DG= D外 -

36、 2b螺 栓 受 力 計(jì) 算預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WaWa= bDG y = 47317.6N操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷WpWp = Fp + F = 20302.1 N所需螺栓總截面積 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 241.4mm2實(shí)際使用螺栓總截面積 AbAb = = 615.8mm2力 矩 計(jì) 算操FD = 0.785pc = 16643.2NLD= L A+ 0.51 = -4.2mmMD= FD LD = -70733.7N.mm作FG = Fp = 13841.2NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 23.6mmMG= FG LG = 326513.

37、5N.mmMpFT = F-FD = -10192.6NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 11.8mmMT= FT LT = -120222.1N.mm外壓: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 內(nèi)壓: Mp = MD+MG+MT Mp = 135557.7N.mm預(yù)緊 MaW = 84002.5NLG = 23.6mmMa=W LG = 1981618.1N.mm計(jì)算力矩 Mo= Mp 與Masft/sf中大者 Mo = 1981618.1N.mm螺 栓 間 距 校 核實(shí)際間距 = 98.2mm最小間距 42.0 (查GB150-2011表9-3)mm

38、最大間距 72.9mm 形 狀 常 數(shù) 確 定20.92h/ho = 1.2 K = Do/DI = 1.320 2.4由K查表9-5得T=1.789Z =3.694Y =7.145U=7.851整體法蘭查圖9-3和圖9-4FI=0.68745VI=0.100040.03287松式法蘭查圖9-5和圖9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查圖9-7由 d1/do 得f = 1.00000整體法蘭 = 20108.7松式法蘭 = 0.00.4=f e+1 =1.66g = y/T = 0.931.88 = 1.32剪應(yīng)力校核計(jì) 算 值許 用 值結(jié) 論預(yù)緊狀態(tài) 0.00MPa操

39、作狀態(tài) 0.00MPa輸入法蘭厚度f = 20.0 mm時(shí), 法蘭應(yīng)力校核應(yīng)力性質(zhì)計(jì) 算 值許 用 值結(jié) 論軸向應(yīng)力 155.13MPa =277.5 或 =445.0( 按整體法蘭設(shè)計(jì)的任 意 式法蘭, 取 ) 校核合格徑向應(yīng)力 56.16MPa = 185.0校核合格切向應(yīng)力 75.72MPa = 185.0校核合格綜合應(yīng)力 = 115.43MPa = 185.0校核合格剛度系數(shù) 0.509 校核合格法蘭校核結(jié)果校核合格2.3.4開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位河北工程大學(xué)接 管: N1, 57×12計(jì)算方法: GB150.3-2011等面積補(bǔ)強(qiáng)法，單孔設(shè) 計(jì) 條 件簡(jiǎn) 圖計(jì)算壓

40、力 pc1.3569MPa設(shè)計(jì)溫度50殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16Mn（熱軋）板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)1殼體內(nèi)直徑 Di2100mm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t178MPa接管軸線與筒體表面法線的夾角(°) 0凸形封頭上接管軸線與封頭軸線的夾角(°) 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度 200mm接管連接型式 接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度 1900mm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 2mm補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱 凸形封頭開孔中心至 封頭軸線的距離 mm補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 mm接管厚度負(fù)偏差 C1t 1.375mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r mm接管材料許用應(yīng)力t 137MPa補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力t MPa開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算非圓形開孔長(zhǎng)直徑 39.4mm開孔長(zhǎng)徑與短徑之比 1 殼體計(jì)算厚度 7.415mm接管計(jì)算厚度t 0.187mm補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr 0接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr 0.806開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算直徑 d 39.