过程装备与控制工程课程设计-15立方米液氯储罐设计.doc

中北大学课 程 设 计 说 明 书学生姓名： 史佳霖 学 号： 1202034319 学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 过程装备与控制工程 题 目： （15）m3液氨储罐设计 指导教师： 崔宝珍 、刘波 职称： 副教授 2014年07月10日中北大学课程设计任务书 2014/2015 学年 第 二 学期学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 过程装备与控制工程 学 生 姓 名： 史佳霖 学 号： 1202034319 课程设计题目： （15）m3液氨储罐设计 起 迄 日 期： 06 月 29 日07月 10日 课程设计地点： 校内 指 导 教 师： 崔宝珍 、 刘波 基层教学组织负责人： 吕海峰 下达任务书日期: 2014年06月29日课 程 设 计 任 务 书1设计目的：1) 使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。2) 掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。3) 掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。4) 掌握工程图纸的计算机绘图。2设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1 原始数据设计条件表序号项 目数 值单 位备 注1名 称液氨储罐2用 途液氨储存3最高工作压力2.12mpa由介质温度确定4工作温度-20485公称容积（vg）15m36工作压力波动情况可不考虑7装量系数(v)0.858工作介质液氨（中度危害）9使用地点室外10安装与地基要求11其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称adn50hg/t20592-2009fm排污管bdn40hg/t20592-2009fm放空口cdn50hg/t20592-2009fm液氨入口ddn50hg/t20592-2009fm液氨出口edn500hg/t21518-2005fm人孔fdn50hg/t20592-2009fm气氨出口gdn80hg/t20592-2009fm安全阀接口hdn20hg/t20592-2009fm压力表接口idn32hg/t20592-2009fm液位计接口课 程 设 计 任 务 书2设计内容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）绘制设备总装配图；5）编制设计说明书。3设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等； 2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸采用计算机绘制。中北大学过程设备设计课程设计15m液氨卧式储罐课 程 设 计 任 务 书4主要参考文献：1 国家质量技术监督局，gb150-1998钢制压力容器，中国标准出版社，19982 国家质量技术监督局，压力容器安全技术监察规程，中国劳动社会保障出版社，19993 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求，2000，114 郑津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社，20015 黄振仁、魏新利，过程装备成套技术设计指南，化学工业出版社，20026 国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社，19967 蔡纪宁主编，化工设备机械基础课程设计指导书，化学工业出版社，2003年5设计成果形式及要求：1）完成课程设计说明书一份； 2）草图一张（a1图纸一张）3）总装配图一张 (a1图纸一张)； 6工作计划及进度：2014年06月29日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06月30、07月1、2、3日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制07月4日07月7日：设计图纸绘制（草图和装配图）06月8日07月9日：撰写设计说明书07月10日：答辩及成绩评定基层教学负责人审查意见： 签字： 年 月 日目录1 前言12 设计选材及结构22.1 工艺参数的设定22.1.1 设计压力22.1.2 筒体的选材及结构23 设计计算33.1 筒体的直径d,长度l和标准椭圆封头的公称直径d33.2 筒体壁厚计算33.3 标准椭圆封头壁厚计算43.4 压力试验44 附件选择64.1 人孔选择64.2 人孔补强的计算64.2.1 内压容器开孔后所需的补强面积64.2.2 有效补强面积即已有的加强面积74.3 进出料接管的选择84.4 接管和法兰94.5 各接管钢材的选择104.6 垫片的选择114.7螺栓（螺柱）的选择124.8 鞍座的选择124.8.1 鞍座结构和材料的选取124.8.2容器载荷计算144.8.3鞍座选取标准144.8.4鞍座强度校核154.9 视镜的选用164.10 液面计的选用164.11安全阀的选用174.12 焊接接头的设计175 容器校核196 总结30参考文献31iii1 前言液氨是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用广泛。分子式nh3，分子量17.03，相对密度0.7714g/l，熔点-77.7，沸点-33.35，自燃点651.11，蒸汽压1013.08kpa(25.7)。氨在20水中溶解度34%,25时,在无水乙醇中溶解度10%,在甲醇中溶解度16%,溶于氯仿、乙醚,它是许多元素和化合物的良好溶剂。水溶液呈碱性。液态氨将侵蚀某些塑料制品,橡胶和涂层。遇热、明火,难以点燃而危险性较低; 但氨和空气混合物达到上述浓度范围遇明火会燃烧和爆炸,如有油类或其它可燃性物质存在,则危险性更高。2 设计选材及结构2.1 工艺参数的设定2.1.1 设计压力液氨在50是的饱和蒸汽压为2.032 mpa，由于按压力容器安全技术监察规程规定，盛装液化气体无保冷设施的压力容器，其设计压力应不低于液化气50时的饱和蒸汽压力pv=2.059mpa，大气压pa=0.1mpa. 而最高工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压可取液氨容器的设计压力为最大工作压力的1.1倍。即p=(2.032-0.1)1.1=2.12。工作温度为-2048,则设计温度取50。2.1.2 筒体的选材及结构根据液氨的物性选择罐体材料，碳钢对液氨有良好的耐蚀性腐蚀率在0.1/年以下，且又属于中压储罐，可以考虑20r和q345r这两种钢材。如果纯粹从技术角度看，建议选用20r类的低碳钢板， q345r钢板的价格虽比20r贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，q345r钢板为比较经济。所以在此选择q345r钢板作为制造筒体和封头材料。钢板标准号为gb713-2011。 3 设计计算3.1 筒体的直径d,长度l和标准椭圆封头的公称直径d经验公式 3l/d6,(一般取4)先估算标准椭圆封头公称直径d,其中d=d。l/4=15;先取l/d=4，得d=1.68m 。查jb/t 47462002得:表3-1 eha椭圆形封头内表面积、容积公称直径dnmm总深度hmm内表面积a容积vm16004252.90770.568417004503.26620.699918004753.65350.827019005004.06240.9687选d=1700mm，由表得：直边长度h=450-1700/4=25mm，容积=0.699；则圆筒部分=l/4=15-20.699, 得l=5.9926m；取l=6.00m。验算l/d=6.00/1.700=3.53，符合经验公式 3l/d1636500325185185183170157143圆筒的计算压力为2.12 mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数为1.00,全部无损探伤。先取许用应力为 189mpa 壁厚： mm 满足 3mm16mm， 合理所以，最终取 =9.59mm查第三版过程设备设计得，q345r压力容器常用钢板的负偏差按gb/t 713中的b类要求，取=0.3mm查材料腐蚀手册得50下液氨对钢板的腐蚀速率0.1/年，设计年限为15年，腐蚀余量=15*0.1=1.5mm1000时至少设一个人孔，压力容器上的开孔最好是圆形的，人孔公称直径最小尺寸为400。容器公称直径大于1600-3000时，一般选用dn500人孔。查国家标准 hg21524-2005，综合考虑选择水平吊盖带颈对焊法兰人孔,公称压力pn2.5、公称直径dn500、h1=350、规格53012、质量321kg、rf型密封面、采用20r材料。4.2 人孔补强的计算 开孔补强结构：压力容器开孔补强常用的形式可分为补强圈补强、厚壁管补强、整体锻件补强三种。补强圈补强是使用最为广泛的结构形式，它具有结构简单、制造方便、原材料易解决、安全、可靠等优点。因条件不苛刻，故采用补强圈补强形式。为了计算方便，采用等面积补强法。/壳体截面因开孔被削弱的承载面积，必须由补强材料予以等面积的补偿。当补强材料与被削弱壳体的材料相同时，则补强面积等于削弱的面积。补强材料选用16mnr。4.2.1 内压容器开孔后所需的补强面积 式中 开孔直径： ；强度削弱系数： 壳体开孔处的计算厚度： 接管有效厚度： 12-2.3=9.7mm则 4.2.2 有效补强面积即已有的加强面积壳体开孔后，在有效补强范围内，可作为补强的截面积（包括来自壳体、接管、焊缝金属、补强元件） 筒体上多余金属面积：有效补强宽度: b=max2d，d+2（）=2d筒体的有效厚度： mm所以 2人孔接管上多余的面积： 外侧有效高度：内侧有效高度即实际内伸高度： 接管计算厚度：所以 2焊缝金属截面积：2则 2比较得 满足以下条件的可选用补强圈补强：刚材的标准常温抗拉强度mpa；补强圈厚度应小于或等于壳体壁厚的1.5倍；壳体名义厚度；设计压力；设计温度。可知本设计满足要求，则采用补强圈补强。所需补强圈的面积为：2补强圈的结构及尺寸：为检验焊缝的紧密型，补强圈上钻m10的螺孔一个，以通入压缩空气检验焊缝质量。按照根据焊接接头分类，接管、人孔等与壳体连接的接头，补强圈与壳体连接的接头取d类焊缝。根据补强圈焊缝要求，并查得结构图为带补强圈焊缝t型接头，补强圈坡口取b型（查化工容器及设备简明设计手册）。查标准hg 21506-92 得补强圈外径,内径则取535。计算补强圈厚度： 查标准补强圈厚度取12,小于38mm，计算的补强圈厚度也满足补强圈补强的条件。查国家标准jb/t 4376-200，得对应补强圈质量为31.1。4.3 进出料接管的选择 材料：容器接管一般应采用无缝钢管，所以液体进料口接管材料选择无缝钢管，采用无缝钢管标准gb/t-8163。材料为q345r。结构：接管伸进设备内切成45度，可避免物料沿设备内壁流动，减少物料对壁的磨损与腐蚀。接管的壁厚要求：接管的壁厚除要考虑上述要求外，还需考虑焊接方法、焊接参数、加工条件、施焊位置等制造上的因素及运输、安装中的刚性要求。一般情况下，管壁厚不宜小于壳体壁厚的一半，否则，应采用厚壁管或整体锻件，以保证接管与壳体相焊部分厚度的匹配。不需另行补强的条件：当壳体上的开孔满足下述全部要求时，可不另行补强。 设计压力小于或等于2.5mpa。 两相邻开孔中心的距离应不小于两孔直径之和的2倍。 接管公称外径小于或等于89。 接管最小壁厚满足以下要求。表4-1 不另行补强的接管最小壁厚接管公称直径/mm202532405080最小壁厚/mm3.03.55.06.04.4 接管和法兰液氨储罐液面计接口、人孔、压力表孔、安全阀接孔、放空口、液氨进口、液氨出口、气氨出口、排污口。根据各接口的大小选择相对应的法兰及垫片。 根据设计要求及开孔补强条件，确定接管的位置如下：a.排污口：底部距右封头焊缝1500mmb.放空口：顶部距左封头焊缝300mmc.液氨进料管：顶部距左封头焊缝2700mmd.液氨出料管：顶部距右封头焊缝2700mme.人孔：顶部距左封头焊缝1500mmf.气氨出口：顶部距右封头焊缝2250mmg.安全阀接口：顶部距右封头焊缝750mmh.压力表接口：顶部距右封头焊缝1500mmi.液位计接口：筒体右侧封头表面接管和法兰布置如图3所示，法兰简图如图所示：图 4-1查hg/t 20592-2009钢制管法兰中表8.2 3-1 pn10带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。查hg/t 20592-2009钢制管法兰中附录d中表d-3pn10法兰的质量,得各法兰的质量。查hg/t 20592-2009钢制管法兰中表3.2.2，法兰的密封面均采用fm（凹凸面密封）。表 4-2 接管和法兰尺寸序号名称公称直径dn钢管外径法兰焊端外径法兰外径d螺栓孔中心圆直径k螺栓孔直径l螺栓孔数量n（个）螺栓th法兰厚度c法兰颈法兰高度h法兰质量nsra排污口 4045b150110184m1618642.676452.0b放空口 4045b150110184m1618642.676452.0c液氨进口管 5057b165125184m1618742.985452.5d液氨出口管 5057b165125184m1618742.985452.5e人孔 500530b6706202620m24285627.116129039.5f气氨出口 5057b165125184m1618742.985452.5g安全阀接口 8089b200160188m16201103.2106504.0h压力表接口 2025b10575144m1218402.364401.0i液位计接口 3238b140100184m1618562.666422.04.5 各接管钢材的选择1.排污管在储罐底部设置一个排污管，规格是403.5mm，管法兰pn10 dn40 gb9119.8-88。2.放空管接口管采用403.5mm无缝钢管,管法兰pn10 dn40 gb9119.8-88。3.液氨进料管采用505mm无缝钢管。管的一端切成45,伸入储罐少许.配用具有突面密封的平焊管法兰:法兰pn10 dn50 gb9119.8-88。4.液氨出料管采用可拆的压出管505mm,法兰(与氨输送管相连)采用法兰pn10 dn50 gb9119.8-88。5.气氨出口管采用505mm无缝钢管,管法兰pn10 dn50 gb9119.8-88。6.安全阀接口管安全阀接口管尺寸由安全阀泄放量决定。本贮罐选用806mm的无缝钢管,法兰pn10 dn80 gb9119.8-88。7.压力表接口管采用203mm无缝钢管,管法兰pn10 dn20 gb9119.8-88。8.液面计接管液氨储罐常用玻璃管液面计，由储罐公称直径=1700mm根据hg/t21550-93，选择玻璃管液面计aiw pn10,l=1450mm，hg5-227-80四支。与其相配的接管尺寸为323.5m,管法兰为法兰pn10 dn32 gb9119.8-88。4.6 垫片的选择查hg/t 20609-2009钢制管法兰用金属包覆垫片表4.0.1得：表4-3 垫片尺寸表符号管口名称公称直径内径d1外径d2a排污口4075103b排空口4075103c液氨进口管5085119d液氨出口管5085119e人孔500580624f气氨出口管5085119g安全阀接口80120154h压力表接口204572i液位计接口326588注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为gb/t 3880，代号为l3。 2: 填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。3：垫片厚度均为3mm。4.7螺栓（螺柱）的选择查hg/t 20613-2009 钢制管法兰用紧固件中表5.0.7-9和附录中表a.0.1,得螺柱的长度和平垫圈尺寸：表4-4 螺栓紧固件用平垫圈 mm公称直径螺纹螺柱长ha40m168517303b40m168517303c50m168517303d50m168517303e500m2412525444f50m168517303g80m169017303h20m127513242.5i32m1685173034.8 鞍座的选择4.8.1 鞍座结构和材料的选取 卧式容器的支座有三种形式：鞍座、圈座、和支腿，常见的卧式容器和大型卧式储罐、换热器等多采用鞍座。置于支座上的卧式容器，其情况和梁相似，有材料力学分析可知，梁弯曲产生的应力与支点的数目和位置有关。当尺寸和载荷一定时多支点在梁内产生的应力较小，因此支座数目似乎应该多些好。但对于大型卧式容器而言，当采用多支座时，如果各支座的水平高度有差异或地基沉陷不均匀，或壳体不直不圆等微小差异以及容器不同部位受力挠曲的相对变形不同，是支座反力难以为个支点平均分摊，导致课题应力增大，因而体现不出多制作的优点，故一般情况采用双支座。 采用双支座时选取的原则如下： 双鞍座卧式容器的受力状态可简化为受均布载荷的外伸梁，由材料力学知，当外伸长度a=0.207l时，跨度中央的弯矩与支座截面处的弯矩绝对值相等，所以一般近似取,其中l取两封头切线间距离，a为鞍座中心线至封头切线间距离。 当鞍座邻近封头时，则封头对支座处筒体有加强刚性的作用。为了充分利用这一加强效应，在满足下应尽量使.此外，卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩，因此容器两端的支座不能都固定在基础上，必须有一端能在基础上滑动，以避免产生过大的附加应力。通常的做法是将一个支座上做成f型，另一个做成s型,如下图。所以本设计就采用这种支座结构。根据设备的公称直径和容器的重量参照鞍座标准jb/t4712-1992选取鞍座结构及尺寸。鞍座的材料（除加强垫板除外）为q235-af，加强垫板的材料应与设备壳体材料相同为16mnr。图4-2图4-34.8.2容器载荷计算筒体的质量： =kg封头的质量: 根据封头的名义厚度查国家标准jb/t4746-2002表4-4标准椭圆形封头理论质量为354.3。 =708.6kg水压试验时水的质量：由常用压力容器手册查得公称直径1700mm,的标准椭圆封头的容积为0.699,则容器容积为： 水重 ：=15.01000=15000。附件的质量：人孔重321kg,人孔补强重31.1kg,附件总质量约为500kg.所以设备总质量m：kg4.8.3鞍座选取标准选公称直径为1700mm的容器选择轻型(a),120包角、焊制、四筋、带垫板，高度为250mm的鞍座，允许载荷q275kn207.63kn,为使封头对鞍座处的圆筒起加强作用，可取a0.5r m（）,即mm，mm则可取a=420mm左鞍座标记为jb/t4712-2007 鞍座 a1700-f.右鞍座标记为jb/t4712-2007 鞍座 a1700-s。具体尺寸如下表：表4-5 鞍座的规格公称直径dn允许载荷q kn鞍座高度 h底板腹板垫板螺栓间距鞍座质量kg弧长17002752501200200128190039087010401224.8.4鞍座强度校核鞍座腹板的水平分力： 查得鞍座包角120对应系数 支座反力： kn鞍座腹板有效界面内的水平方向平拉应力：计算高度，取鞍座实际高度和两者中的较小值: min250,2500/3=250mm鞍座腹板厚度:10mm鞍座腹板有效宽度，取垫板宽度与圆筒体的有效宽度两者中的较小值，500mm鞍座垫板有效厚度，10mm则 mpa应力校核：鞍座材料q235-af的许用应力，则4.9 视镜的选用选用不带颈视镜；不带颈视镜结构简单，便于窥视，由于视镜接缘直接焊接在设备上，容易在焊接后引起接缘上的密封面变形，所以应有可靠的焊接工艺保证。选用视镜的数据：dn=80 pn=1.57 d=130 b1=36 b2=26 h=91螺柱：个数n=8 直径d=m12 重量m=7.1kg 标准：不锈钢hgj501-86-15图4-4 视镜4.10 液面计的选用透光式玻璃面液面计，型号t；利用连通器原理，通过液面计的玻璃板视窗可以观察容器内部液面位置的变动情况。结构形式：保温型w,钢板16mn.l=900,标准hg21589.1-1995.图4-5磁性液面计4.11安全阀的选用液氨：a44h-160对于高压容器和安全泄放量达的中低压容器，最好采用全启式安全阀，考虑泄放的介质质量是否易燃、有毒、污染环境，确定采用封闭式安全阀。所以选用弹簧封闭全启式（带扳手）安全阀。图4-6安全阀4.12 焊接接头的设计采用y型对接接头和手工电弧焊，综合考虑材料选用16mnr.焊条类型：e5018 铁粉低氢钾型图4-7 y型坡口筒体和封头的焊接：=620 =6070 b=02 p=23图4-8 带补强圈焊接接头结构接管与筒体的焊接：=50+5302 b=2+0.5 51 t =8 k0.7 5 容器校核钢制卧式容器计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计 算 条 件 简 图设计压力 p2.12mpa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 di1700mm筒体长度 l6000mm筒体名义厚度 dn14mm支座垫板名义厚度 drn0mm筒体厚度附加量 c2.3mm腐蚀裕量 c12mm筒体焊接接头系数 f1封头名义厚度 dhn14mm封头厚度附加量 ch2mm鞍座材料名称q345鞍座宽度 b1200mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 a435mm鞍座高度 h250mm地震烈度 低于七度内压圆筒校核计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准gb 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 2.15mpa设计温度 t 50.00 c内径 di 1700.00mm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 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 9.75mm有效厚度 de =dn - c1- c2= 11.70mm名义厚度 dn = 14.00mm重量 3550.56kg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 = 1.7000 (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 = = 124.35 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= = 2.58375mpa设计温度下计算应力 st = = 157.64mpastf 189.00mpa校核条件stf st结论 合格左封头计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准gb 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 2.15mpa设计温度 t 50.00 c内径 di 1700.00mm曲面深度 hi 650.00mm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 0.00mm腐蚀裕量 c2 2.00mm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= 1.7000 (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 = = 74.88mpa校核条件st st校核结果合格厚度及重量计算形状系数 k = = 0.6183计算厚度 dh = = 6.01mm有效厚度 deh =dnh - c1- c2= 12.00mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 14.00mm结论 满足最小厚度要求重量 451.92 kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 4.29065mpa结论 合格右封头计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准gb 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 2.15mpa设计温度 t 50.00 c内径 di 1700.00mm曲面深度 hi 650.00mm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 0.00mm腐蚀裕量 c2 2.00mm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= 1.7000 (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 = = 74.88mpa校核条件st st校核结果合格厚度及重量计算形状系数 k = = 0.6183计算厚度 dh = = 6.01mm有效厚度 deh =dnh - c1- c2= 12.00mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 14.00mm结论 满足最小厚度要求重量 451.92 kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 4.29065mpa结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计 算 条 件简 图 计算压力 pc2.12mpa 设计温度 t50 圆筒材料q345r 鞍座材料q345 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 ssa170mpa 工作时物料密度 1314kg/m3 液压试验介质密度 1000kg/m3 圆筒内直径di1700mm 圆筒名义厚度 14mm 圆筒厚度附加量 2.3mm 圆筒焊接接头系数 1 封头名义厚度 14mm 封头厚度附加量 ch2mm 两封头切线间距离 6080mm 鞍座垫板名义厚度 0mm 鞍座垫板有效厚度 0mm 鞍座轴向宽度 b1200mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 a435mm 封头曲面高度 650mm 试验压力 pt1.7mpa 鞍座高度 h250mm腹板与筋板组合截面积 0mm2 腹板与筋板组合截面断面系数0mm3 地震烈度7圆筒平均半径 ra 857mm 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0mm地脚螺栓根径0mm鞍座轴线两侧的螺栓间距0mm地脚螺栓材料支 座 反 力 计 算 圆筒质量(两切线间)3598.01kg 封头质量(曲面部分)349.984kg 附件质量80895.5kg 封头容积(曲面部分)6.4311e+08mm3 容器容积(两切线间)v = 1.50866e+10mm3 容器内充液质量工作时, 17841.4压力试验时, = 15086.6kg 耐热层质量0kg总质量工作时, 103035压力试验时, 100280kg单位长度载荷145.534 141.643n/mm支座反力505489 491974505489n筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 4.63947e+08压力试验= 4.51543e+08nmm支座处横截面弯矩操作工况： -2.98528e+07压力试验工况： -2.90546e+07nmm系 数 计 算k1=0.106611k2=0.192348k3=1.17069k4=k5=0.760258k6=0.0138142筒 体 轴 向 应 力 计 算轴向应力计算操作状态 94.8373 88.0153mpa -17.1946 -5.75201mpa水压试验状态 -16.7264 -5.59822mpa 78.9955 72.3559mpa应力校核许用压缩应力0.00129388根据圆筒材料查gb150图4-34-12 b = 142.294mpa142.294142.294mpa 189 合格|,| 142.294 合格|,| 142.294 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)44.2639mpa圆筒封头 t = 0.8 s t = 151.2 mpa圆筒, t t = 151.2 mpa 合格封头, th t h = mpa 鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力无加强圈圆筒圆筒的有效宽度1370.88mm无垫板或垫板不起加强作用时在横截面最低点处-2.39601mpa在鞍座边角处l/rm8时, -94.1619mpa应力校核 |s5| s t = 189 合格 |s6 | 1.25s t = 236.25 合格 |s6 | 1.25s t = 236.25 mpa应力校核|s5| st = 合格|s6 | 1.25st = 合格 mpa鞍 座 应 力 计 算水平分力102878n温差引起的应力 0mpa|stsa| 6.4mm b=2.53 b0 6.4mm dg= d外 - 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷wawa= bdg y = 29420.6n操作状态下需要的最小螺栓载荷wpwp = fp + f = 34713.6 n所需螺栓总截面积 amam = max (ap ,aa ) = 308.6mm2实际使用螺栓总截面积 abab = = 1202.6mm2力 矩 计 算操fd = 0.785pc = 19411.2nld= l a+ 0.51 = 3