过程装备与控制工程专业毕业设计20m3液化石油气储罐设计.doc

太原理工大学过程设备设计课程设计说明书 题目：20m3液化石油气储罐设计 专业：过程装备与控制工程 班级：1102班 姓名： 学号： 指导老师:晁攸明,张兴芳,孙海洋2014年 12 月23 日20m3液化石油气储罐设计课程设计要求1. 按照国家压力容器标准,规范进行设计,掌握典型过程设备设计的过程。2. 设计计算采用手算,要求设计思路清晰,计算数据准确,可靠。3. 工程图纸要求计算机绘图。4. 独立完成。原始数据：序号 项目数值备注1名称液化石油气储罐2用途液化石油气储配站3最高工作压力MPa由介质温度决定4工作温度20505公称容积M3206工作压力波动情况可不考虑7装量系数0.98工作介质液化石油气（易燃）9使用地点太原市，室外 目录一工艺设计- 5-1.设计压力的确定- 5 -2.设计温度的确定- 6 -二.机械设计- 6 -1.结构设计- 7- 1.1设计条件- 7 - 1.2结构设计- 8 - 1.2.1材料选择- 8- 1.2.2筒体和封头结构设计- 10- 1.2.3筒体整体、接管、人孔分布图- 10 - 1.2.4法兰设计- 10 - 1.2.5接管设计- 13 - 1.2.6垫片的选择- 13 - 1.2.7螺栓(螺柱)的选择- 14- 1.2.8人孔和手孔结构设计- 15- 1.2.9支座结构设计- 17 - 1.2.10焊接接头设计- 21 - 2.强度计算- 23 - 2.1液柱静压力计算- 23- 2.2容器的筒体和封头厚度设计- 24 - 2.2.1筒体厚度设计- 24- 2.2.2封头厚度设计- 24- 2.2开孔补强圈计算- 25 -3.强度校核- 26 - 3.1水压试验应力计算并校核- 26- 3.2 气密性实验- 26 -4.软件强度校核表格- 27 -结束语- 40 -参考文献- 41 -课程设计内容 课程设计内容包括工艺设计和机械设计两部分。1 工艺设计 工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓和尺寸。其中设计存储量 W=Vt 式中，W储存量，t; 装量系数； V压力容器容积,20.6m3; t设计温度下饱和液体密度，0.485t/m3; 其中=0.9 V=20.6m3 t=0.485计算可得W=9.0t。1.设计压力的确定 设计压力应根据最高工作压力来确定。设计压力是指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为容器的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。设计压力的确定原则是应该根据容器最危险的操作情况而定。通常可取最高工作压力的1.05 1.10倍。表11 液化石油气饱和蒸汽压及饱和液密度温度15103050饱和蒸汽压MPa(绝压）液化石油气0.1830.3190.7221.182丙烷0.2790.6161.0581.710饱和液密度Kg/m3液化石油气571543512485该储罐用于液化石油气储配站，因此属于常温压力存储。工作压力为相应温度下的饱和蒸汽压。因为对于液化石油气的压力起主要贡献的是其中丙烷的饱和蒸汽压，所以可取50时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力。由上表可知50时丙烷饱和蒸汽压力1.710MPa,其表压为1.7100.1=1.610MPa,则其设计压力为1.6101.1=1.77MPa.2.设计温度的确定 设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属截面的平均温度值）。设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。该储罐使用地点在太原室外，因取其最高温度为设计温度，所以其设计温度为50。二.机械设计机械设计包括结构设计和强度计算两方面。1. 结构设计1.1设计条件 表21 结构设计条件表项目内容备注工作介质液化石油气工作压力MPa1.61由介质温度确定设计压力MPa1.77工作压力1.1工作温度2050设计温度50公称容积（Vg）m320计算容积（V计）m320.6工作容积（V工）m318.54装量系数0.9介质密度（t）t/m30.485材质Q345R保温要求无其他要求无 表22 管口表公称规格连接法兰标准密封面用途或名称PN25 DN20HG/T 20952-2009FM差压传感器PN25 DN500HG/T 21518-2005MFM人孔PN25 DN20HG/T 20952-2009FM温度计接管PN25 DN20HG/T 20952-2009FM压力计接管PN25 DN100HG/T 20952-2009FM安全阀接管PN25 DN50HG/T 20952-2009FM排空管PN25 DN50HG/T 20952-2009FM排污管PN25 DN50HG/T 20952-2009FM气相平衡管PN25 DN50HG/T 20952-2009FM气相管PN25 DN50HG/T 20952-2009FM出液管PN25 DN50HG/T 20952-2009FM进液管PN25 DN20HG/T 20952-2009FM连通排污管PN25 DN50HG/T 20952-2009FM备用管1.2结构设计化工设备的结构设计包括设备承压壳（一般为筒体和封头）及其零部件设计。设备零部件包括支座接管和法兰、人孔和手孔、视镜等。我国已经制订了化工设备通用零部件的系列标准，设计时可根据具体条件按照标准进行选用。1.2.1材料选择 正确选择材料对于保证设备的安全使用和降低成本是至关重要的。压力容器用材料包括容器受压壳体用钢和设备零部件用材料。零部件有受压元件（如接管、法兰）和非受压元件（如支座），所用材料涉及钢板、钢管、锻件、型钢及钢棒等。 压力容器受压元件用钢应符合压力容器GB150中的有关规定。对于非受压元件用钢，当与受压元件焊接时，也应是焊接性能良好的钢材。 压力容器壳体通常采用钢板经过成形焊接而成的，法兰视具体情况可采用钢板或锻件，螺栓和螺柱应采用钢棒，接管一般应采用无缝钢管，支座所用材料涉及钢板、型钢及钢管（视具体结构而定）。常见用压力容器用碳素钢和低合金钢板有Q245R、Q345R、Q370R等；无缝钢管常用材料有10、20、16Mn等。 对于该储罐，其设计压力属于中压，设计温度为2050，综合设备结构、工艺、实际工作条件及价格等因素，因选择Q345R作为筒体的材料，16Mn为钢管的材料。1.2.2筒体和封头结构设计 筒体直径由工艺条件决定，但要注意符合压力容器的公称直径标准。查表可知20m3容积的储罐筒体内径为2000mm，长度为5700mm。标准椭圆形封头是中低压容器中经常采用的封头形式，其最新标准为压力容器封头GB/T251982010。封头的公称直径必须与筒体的公称直径相一致，查表可得封头参数如表 表23 EHA椭圆形封头参数公称直径DN/mm总深度H/mm内表面积A/m2容积V封/m320005254.4931.1257图1 椭圆形封头1.2.3筒体整体、接管、人孔分布图1.2.4法兰设计 法兰有压力容器法兰和管法兰，二者属于不同的标准体系。容器法兰按JB/T 470047072000压力容器法兰标准设计。管法兰按HG/T205922009钢制管法兰标准进行设计，设计内容如下：根据设计压力、操作温度和法兰材料决定法兰的公称压力PN。公称压力应比设计压力稍高，该储罐设计压力为1.77MPa,故选PN为25。根据公称直径DN、公称压力PN及介质特性决定法兰类型及密封面形式。法兰选带劲对焊法兰（WN),密封面形式为凹凸面（MFM)。 图2 带颈对焊法兰图3 法兰的连接尺寸 图4 密封面形式表24 PN 2.5带颈对焊法兰钢制管法兰尺寸（mm) 管口符号 管口名称 公称直径DN 钢管外径B 法兰外径D 法兰厚度C 法兰高度H法兰理论质量Kg a液位计接管 20 25 105 18 40 1.0 c温度计接管 20 25 105 18 40 1.0 d压力计接管 20 25 105 18 40 1.0 e安全阀接管 100 108 235 24 65 6.5 f排空管 50 57 165 20 48 3.0 g排污管 50 57 165 20 48 3.0 h气相平衡管 50 57 165 20 48 3.0 i气相管 50 57 165 20 48 3.0 j出液管 50 57 165 20 48 3.0 k进液管 50 57 165 20 48 3.0 l连通管排污口 20 25 105 18 40 1.0 m 备用管 50 57 165 20 48 3.01.2.5接管设计 容器一般采用无缝钢管，使用标准GB8163。钢管的材料选用16Mn。与壳体连接形式为平齐式。表25 接管尺寸（mm）管口符号管口名称公称直径DN钢管外径B数量管口伸出量管子壁厚伸长量质量（kg)a液位计接管2025210030.163c温度计接管2025110030.163d压力计接管2025110030.163e安全阀接管100108215051.905f排空管5057115040.7845g排污管5057115040.7845h气相平衡管5057115040.7845i气相管5057115040.7845j出液管5057115040.7845k进液管5057115040.7845l连通管排污口2025110030.163m备用管5057115040.78451.2.6垫片的选择查过程设备设计第三版表4-11垫片的选用，根据介质为液化石油气、公称压力为2.5MPa、工作温度为500oC以及密封面为凸面得出垫片的形式可以选用缠绕垫、柔性石墨复合垫，其材料可以选用0Cr13、钢带-石棉板、石墨-0Cr13等骨架。 图3-5凹凸面型垫片1.2.7螺栓（螺柱）的选择 根据密封所需压紧力大小计算螺栓载荷，选择合适的螺柱材料。计算螺栓直径与个数，按螺纹和螺栓标准确定螺栓尺寸。选择螺栓材料为Q345。查钢制管法兰、垫片、紧固件中表5.7-9和附录中标A.0.1，得螺柱的长度和平垫圈尺寸：图3-6双头螺柱图3-7螺母1.2.9人孔和手孔结构设计一般当设备的公称直径超过900mm时应开设人孔，所以该储罐应开设人孔。人孔有圆形和长圆形两种。人孔大小的设置原则是方便人的进出。因此，人孔的公称直径规定为400600mm，可根据容器直径及所处地区的冷暖程度来选择。容器公称直径大于等于1000mm且筒体与封头为焊接连接时，容器应至少设置一个人孔。卧式容器筒体长度大于等于6000mm时，应考虑设置两个以上人孔。 现行的人孔手孔标准为HG/T21514215352005钢制人孔和手孔。该储罐人孔选用回转盖带颈对焊法兰人孔。图5 回转盖带颈对焊法兰人孔 表26 回转盖带颈对焊法兰人孔明细表 件号 标准号 名称 数量 材料 类比代号 1筒节116MnR 2HG20613等长双头螺栓 见尺寸表8.8级 3 HG20613 螺母8级 4HG20595 法兰116Mn 5HG20606 垫片1非金属平垫 6HG20601 法兰盖116MnR 7 把手1 Q235-A.F 8 轴销1 9GBT91 销2 Q215 10GBT95 垫圈2 100HV 11 盖轴耳（1）1 Q235A. F 12 法兰轴耳(1）1 13 法兰轴耳（2）1 14 盖轴耳（2）1表27 回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸表密封面形式PN(MPa)DN(mm)dwS(mm)d(mm)D(mm)D1(mm)H1(mm)H2(mm)b (mm)凹凸面2.55005301250673066028012344b1 (mm)b2(mm)A (mm)B (mm)L (mm)d0 (mm)螺柱螺母螺柱总质量（kg)数量直径长度4346405200300302040M3321703021.2.9支座结构设计鞍式支座是卧式容器常采用的支座形式，设计时可根据具体情况通过鞍式支座 第一部分：鞍式支座JB/T4712.12007确定。设计中鞍式支座的地脚螺栓中心至封头切线位置的距离应不大于1/4筒体中径。若无法满足时，应尽量使该距离不大于0.2倍的两封头切线间距离。估算鞍座负荷鞍座总负荷量等于各部分质量之和 m=m1+2m2+m3+m4其中：m1为筒体的质量，对于Q345R的碳素钢，=7850kg/m3 故 m1=L(R+0.0012)2-R2=5.79.87850(1.00122-12)=3287.13Kg m2为单个封头的质量， 查压力容器封头GB/T25198-2010 中表C.2 EHA椭圆形封头质量得 415.3Kgm3为充水质量：故m3 （max)=V=100020.6=20600Kgm4为附件质量: 选取人孔后，查得人孔及补偿圈质量为343.5kg ，其他质量总和估计为100Kg.即m4=343.5+100=443.5Kg由上可得总质量: m=m1+2m2+m3+m4=3287.13+2415.3+20600+443.5=25161.23kg所以每一个鞍座承受的的重量G=25161.239.8=246580.054KN。由此查容器支座第一部分：鞍式支座JBT4712.12007选择轻型，焊制A，包角120度，带垫板的鞍座，筋板数为4。鞍座标记 JBT4712.12007 鞍座A 2008S JBT4712.12007 鞍座A 2008F查表JB4712.12007得鞍座尺寸表如下，表28 鞍座支座结构尺寸 （mm）公称直径DN 2000 筋板l3330 垫板弧长2330允许载荷Q/kN 300b2190b4430鞍座高度h250b3260410底板l1 142038e80b1220鞍座质量kg160 螺栓 配置间距l21260112增加100mm高度增加的质量kg17孔长l40螺孔d24腹板210螺纹M20图6 鞍式支座结构图鞍座位置的确定 当外伸长度A=0.207L时（L为两封头切线间距离，A为鞍座中心线距封头切线间距离），支座处弯矩的绝对值与跨中截面弯矩的绝对值相等，使其最大弯矩达到最小。通常取尺寸A不超过0.2L值，否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。对于标准椭圆封头 Di/2(H-h)=2 ，得h=HDi/4=5252000/4=25mm所以L=5700+252=5750mm 得 A0.2L=0.25750=1150mm 由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此，JB 4731还规定当满足A0.2L时，最好使A0.5R m（中径）（）, 即 Rm=1000+122=1006mm A0.5R m =0.51006=503mm 取A=525mm L=5750mm 材料：鞍座为Q235A,垫板为16Mn。 1.2.10焊接接头设计容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝，熔合区和热影响区的总称。焊接接头的型式直接影响到焊接的质量与容器的安全。焊接接头的型式及焊接材料应在化工设备的装配及零部件图中以适当的方式表示出来。（1）回转壳体的焊接结构设计 回转壳体的拼接接头必须采用对接接头。壳体上的所有纵向及环向接头，凸形接头上的拼接接头，及A，B类接头，必须采用对接焊头，不允许采用搭接焊。对接焊易于焊透，质量容易保证，易于作无损检测，可获得最好的焊接接头质量。（2）接管与带补强圈的焊接结构设计 接管与壳体及补强圈之间的焊接一般智能采用角焊和搭焊，具体的焊接结构还与安全的要求有关，涉及到是否开坡口，单面焊与双面焊，焊透与否等问题。 作为开孔补强元件的补强圈，一方面要求就尽量与补强前的壳体贴合紧密，另一方面与接管，壳体之间的焊接接头设计也应力求完善合理。但只能采用搭接和角接，难于保证全融透，也无法进行无损检测，因而焊接质量不易保证（3）焊接方法和材料选择 一般压力容器的设计中，都是按电弧焊的要求来进行焊接结构设计，并选择用相应的焊接材料。 手工电弧焊设备简单，便于操作，适用于各种焊接，在压力容器制造中应用十分广泛，钢板对接，接管与筒体，封头的连接等都可以采用手工电弧焊。 焊条电弧焊的焊接材料是焊条。 表29 焊条的选用 XX与XX焊接 焊条型号 焊条牌号示例 Q345R与Q345R E5015 J507 Q345R与16MnRE5015 J507Q235A与Q235AE4303J42216Mn与Q235AE4315J427筒体和封头的焊接：=620 =6070 b=02 p=2 3采用Y型对接接头和手工电弧焊图3-11 Y型坡口 接管与筒体的焊接：=45+5 b=20.5 p20.5 H1=t t =8 k30.78图3-13带补强圈焊接接头结构2.强度计算 依据我国现行压力容器常规设计的标准GB150-1998钢制压力容器、JB/T4731-2005钢制卧式容器。2.1.液柱静压力：根据设计为卧式储罐，所以储存液体最大高度h maxD=2000mm。P静（max）=gh max=0.499.82000=0.0096Mpa P液P设 5%=0.089Mpa 则 P静 可以忽略不记。 Pc=P设=1.77Mpa2.2容器的筒体和封头厚度设计2.2.1筒体厚度设计 内压容器的计算厚度由中径公式确定= 式中 t材料许用应力，假定罐体厚度范围为=616mm， 查表可得 t=189MPa Pc 计算压力 ，Pc =P=1.77MPa ，忽略液柱的静压力 Di 罐体内直径，Di =2000mm 焊接接头系数=1（因为筒体为单面对接接头形式相当于单面对接焊的全焊透对接接头，采用100无损检测，故取=1.0）综上得计算厚度=(1.772000)(21891.0-1.77)=9.409mm 取腐蚀余量C2=1mm得设计厚度d=+C2=9.409+1=10.409mm对于Q345R，取钢板负偏差C1=0.3mm,因而可取名义厚度n=12mm(满足616mm),故取n=12mm。2.2.2封头厚度设计标准椭圆封头是经常采用的封头形式，其计算公式由下式确定 =假设封头厚度=616mm,工作条件与筒体相同可得计算厚度 =PCDI 2t -0.5Pc =(1.772000)(21891.0 0.51.77)=9.387mm取腐蚀余量C2=1mm得设计厚度d=+C2=9.387+1=10.387mm对于Q345R，取钢板负偏差C1=0.3mm因而可取名义厚度n=12mm(满足=616mm)，故可取n=12mm。2.3开孔补强圈计算 根据GB150壳体开孔满足下述全部要求时，可不另行补圈 设计压力小于等于2.5MPa 两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍接管工程外径小于等于89mm接管最小壁厚满足下表要求。 表210 接管最小壁厚 （mm）接管工程直径253238454857657689最小壁厚 3.54.05.06.0 3.强度校核 3.1水压试验应力计算并校核 试验压力Pt=1.25Pt=1.251.77189189=2.2138MPa 有效厚度e=n-C2-C1=12-1-0.3=10.7mm 校核圆筒应力：t=Pt(Di+e)2e=2.2138106（2000+10.7）（210.7）=207.65MPa0.9e=0.91.0345=310.5MPa 校核合格 3.2 气密性实验因为液化石油气易燃易爆，故不允许有微量泄漏，所以应进行气密性实验。气密性实验压力为1.77MPa。4. 软件强度校核表格钢制卧式容器计算单位太原理工大学 过控11计 算 条 件 简 图设计压力 p1.77MPa设计温度 t50筒体材料名称Q345R封头材料名称Q345R封头型式椭圆形筒体内直径 Di2000mm筒体长度 L5700mm筒体名义厚度 dn12mm支座垫板名义厚度 drn10mm筒体厚度附加量 C1.3mm腐蚀裕量 C11mm筒体焊接接头系数 F1封头名义厚度 dhn12mm封头厚度附加量 Ch1.3mm鞍座材料名称Q235-B鞍座宽度 b220mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 A475mm鞍座高度 H250mm地震烈度 八(0.2g)度内压圆筒校核计算单位太原理工大学 过控11计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.77MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2000.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 9.41mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.70mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 3393.84Kg压力试验时应力校核压力试验类型 液压试验试验压力值PT = 1.25P = 1.7700 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 166.31 MPa校核条件 sT sT校核结果 合格压力及应力计算最大允许工作压力 Pw= = 2.01154MPa设计温度下计算应力 st = = 166.31MPastf 189.00MPa校核条件stf st结论 合格左封头计算计算单位 太原理工大学 过控11计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.77MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2000.00mm曲面深度 hi 500.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25Pc= 1.7700 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 165.86MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 9.39mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 415.41 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.01690MPa结论 合格右封头计算计算单位 太原理工大学 过控11计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.77MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2000.00mm曲面深度 hi 500.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.00mm焊接接头系数 f 1.00压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值 PT = 1.25Pc= 1.7700 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 165.86MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 9.39mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 415.41 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.01690MPa结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位太原理工大学 过控11计 算 条 件简 图 计算压力 pC1.77MPa 设计温度 t50 圆筒材料Q345R 鞍座材料Q235-B 圆筒材料常温许用应力 s189MPa 圆筒材料设计温度下许用应力st189MPa 圆筒材料常温屈服点 ss345MPa 鞍座材料许用应力 ssa147MPa 工作时物料密度 485kg/m3 液压试验介质密度 1000kg/m3 圆筒内直径Di2000mm 圆筒名义厚度 12mm 圆筒厚度附加量 1.3mm 圆筒焊接接头系数 1 封头名义厚度 12mm 封头厚度附加量 Ch1.3mm 两封头切线间距离 5750mm 鞍座垫板名义厚度 10mm 鞍座垫板有效厚度 10mm 鞍座轴向宽度 b220mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 A475mm 封头曲面高度 500mm 试验压力 pT1.77MPa 鞍座高度 H250mm腹板与筋板组合截面积 20080mm2 腹板与筋板组合截面断面系数369095mm3 地震烈度8(0.2g)圆筒平均半径 Ra 1006mm 物料充装系数 0.9一个鞍座上地脚螺栓个数2地脚螺栓公称直径20mm地脚螺栓根径17.294mm鞍座轴线两侧的螺栓间距1260mm地脚螺栓材料16Mn支 座 反 力 计 算 圆筒质量(两切线间)3423.71kg 封头质量(曲面部分)413.367kg 附件质量0kg 封头容积(曲面部分)1.0472e+09mm3 容器容积(两切线间)V = 2.01586e+10mm3 容器内充液质量工作时, 8799.21压力试验时, = 20158.6kg 耐热层质量0kg总质量工作时, 13049.6压力试验时, 24409kg单位长度载荷19.9548 37.3248N/mm支座反力64021.6 119751119751N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 5.58607e+07压力试验= 1.04486e+08Nmm支座处横截面弯矩操作工况： -1.60909e+06压力试验工况： -3.00976e+06Nmm系 数 计 算K1=1K2=1K3=0.879904K4=0.401056K5=0.760258K6=0.0132129K6=0.010861K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算轴向应力计算操作状态 84.8494 83.2538MPa -1.64285 -0.0473229MPa水压试验状态 -3.07134 -0.0885161MPa 86.2794 83.295MPa应力校核许用压缩应力0.0010058根据圆筒材料查GB150图4-34-12 B = 131.858MPa131.858131.858MPa 189 合格|,| 131.858 合格|,| 131.858 合格sT2 ,sT3 0.9ss = 310.5 合格MPa筒体和封头的切应力时(时,不适用)MPa时圆筒中：9.78883封头中：4.4617MPa应力校核封头椭圆形封头, 165.421碟形封头, 半球形封头, MPa圆筒封头 t = 0.8 s t = 151.2 70.8294MPa圆筒, t t = 151.2 MPa 合格封头, th t h = 70.8294 MPa 合格鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力无加强圈圆筒圆筒的有效宽度391.401mm无垫板或垫板不起加强作用时在横截面最低点处MPa在鞍座边角处L/Rm8时, MPaL/Rm8时, MPa无加强圈筒体垫板起加强作用时鞍座垫板宽度 ； 鞍座垫板包角横截面最低点处的周向应力-1.12369MPa鞍座边角处的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, -19.1826MPa鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, -30.9985MPa应力校核 |s5| s t = 189 合格 |s6 | 1.25s t = 236.25 合格 |s6 | 1.25s t = 236.25 合格MPa有加强圈圆筒加强圈参数加强圈材料, e = mm d = mm加强圈数量, n = 个组合总截面积, A0 = mm2组合截面总惯性矩, I0 = mm4设计温度下许用应力MPa加强圈位于鞍座平面上 在鞍座边角处圆筒的周向应力：MPa 在 鞍 座 边 角 处 ，加 强 圈 内 缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 ：MPa有加强圈圆筒加强圈靠近鞍座横 截 面 最 低 点 的 周 向 应 力 无垫板时，（ 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 ） 采用垫板时，（垫板起加强作用）MPa 在横截上靠近水平中心线的周向应力：MPa 在横截上靠近水平中心线处，不与筒壁相接的加强圈内缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 ：MPa加强圈靠近鞍座鞍座边角处点处的周向应力 无垫板或垫板不起 加强 作用L/Rm8时, MPa 无垫板或垫板不起 加强 作用L/Rm8时, MPa 采用垫板时，（垫板起加强作用）L/Rm8时, MPa采用垫板时，（垫板起加强作用）L/Rm8时, MPa应力校核|s5| st = 合格|s6 | 1.25st = 合格|s7 | 1.25st = |s8 | 1.25stR = MPa鞍 座 应 力 计 算水平分力24371.8N腹板水平应力计算高度250mm鞍座腹板厚度10mm鞍座垫板实际宽度430mm鞍座垫板有效宽度391.401mm腹板水平应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 , 垫板起加强作用, 3.79978MPa应力判断 s9 s sa = 98 合格MPa腹板与筋板组合截面应力由地震水平分力引起的支座强度计算圆筒中心至基础表面距离 1262mm轴向力20486.9 N, -13.1772MPa, MPa|ssa| 1