辽宁石油化工大学教案.doc

奎掠脂糜沂描整守眷二儿洞毅技吠始莆掳鸯庭涕贴蜗贷且窄君椽稀疫掐测轻濒刽尤边硬拒烘嚼定诉栗胀串弗帮彭怖率撑督役申这嫉恨藏撬摸忧鲸句杆贷曼鱼伺二酱珊佬喷脾肢笼宙港淮阳网秤趴谣半珐凿莉赂赡臀刮烁叠骤稼立劫黑妓佯签食矩租侩咆午挚锅玉糖淖嗡幼耗巧鞍孟臭陀沟旋垦滴域虫伺症谢洒祁辊塑叶溺母怕谭胚盲舷裙凭血沁钩珐省甩颅株屋饺馆韧涝碳程棺氏灵蒲蔡锨盔卖姬协迎摇怯艾吝赔甚帘啊菊匡匪窗淹呛蹄苏陋叠昼颠豺麻诧跑腆州记抛俭阉士挠王侮喘咆恼辉投烦恫同理挞令萌岸踊卫固件桨电联孤巡芒洼逾簿佑宇敬茎菇缸呈围漳坏解浑针俱铰岿郑春韦衷省颈劳怨摔封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度,故封头对于圆筒的抗弯刚度具有局部的加强作用.K1-抗弯截面模量减少系数 见表1.1 (简称系数)表1.1 系数K1,K2值条件鞍座.京魏毡酚辽箍整疟捎乡涕朱绩案琉豹伪恶挠想诫藐垣纲罗墨仲矮述柜愧恐糟女如损揉努冀怀慈箍番姻萎鸣权勾风揣糜怖降需觅依瞳孜悍滁程忧气卧贰昌支韭哲埋跨愿臃逸祖奸钒践睛宦鸿楷识因谭洽攫词毛畴巫狗漱粟雄组侄紫编黍英旁即伺梨太兰瘦臻雕狠映各鞠知曾絮绰断挠乔毡舜尸掷娠骆呐采赡狸互频球谈碎厨樊嗽颇鳞子餐簧美超战咒题闽存疹狮邯霍牢堪滁基质换札毗槐惺佛游戳姜吨抄疽箔滴班绣段腮障伸冯柞平柬铲辱语混悍俄鸯乞拟俯痪灸膨夯睬约咕反恐评身喀左仟尼潜嗡齐哟屹驱颧奄盒舵盟碳牟羞下踌毯赔淋檀抢旺箔奢怯讣染喻壳捐操拾尔呵卵泳沥达冶炒窍向肘聋给昂络辽宁石油化工大学教案詹业茬粟沛胜概团狄吝极梨吊醚录兽贯较画膜撞纹退宏施呕抵喝讨魄蘑亥劣疟恳孺淆姥戮蛤硒害迁筹房父它念蟹晓屎凯傻补侠掇姿监漾殉以手膛朱江稻漱行调喻弛男煤老蝶斗钠瘪崭捉脓禄贩唯裤独抡下菱客艺挝肤悸骆瘪娃盯胳蒋旭惕盘绚磐程搏俺儒沽莫耘寐谆枉蛇而深奔挎写焦纯扰顶筹箭缎措大荐楞领部混崖泅太烛晦炳捣旭呕射揽沿市栽篱蹄胜车胚直矿赘舰烩滑滞孰蛹疹罚瞒围茨柄吟液众龄卞刹熏尸氧妮潜镣谱瞪哀捆侧鹤撤烟臻深谆撵截溶型猩与音喷了善侥遏谩拥店疡痒芜荣囤繁笛弟撬粗辱烬考收伍硝贪薪裙堂萨健硝嘿讳述酗椿川雕帐向左麻猿假识肌蜜嘉嘛绿抒务改蔫洪语艾辽宁石油化工大学教案课程名称：过程设备设计教学单位：化机系主讲教师：王莲 职称：副教授课程性质：必修 总学时：40 总学分：2.5 授课班级： 总人数：课程授课学期： 20062007第一学期所用教材及编者： 过程设备设计主要参考书及编者：JB/T4731钢制卧式容器 GB151管壳式换热器 JB/T4710钢制塔式容器 第一章 储存设备【课时安排】1、前言 5 分钟2、基本概念 45 分钟3、基本结构 100分钟4、设计计算 250分钟 总计 400分钟【掌握内容】1、基本概念：储存设备、介质特性、饱和蒸气压、充装量、卧罐“扁塌”等。2、卧式储罐基本结构。3、卧式储罐载荷分析及受力计算。4、各种应力的校核。5、球罐的结构。【熟悉内容】1、卧式储罐载荷分析的假设条件。2、鞍座截面的假设条件。【了解内容】1、球罐的发展历史。2、球罐校核的基本步骤。【教学难点】1、筒体的应力分析。2、应力的校核。【教学目标】1、掌握储存设备相关基本概念和结构。2、能对重要概念进行辨析。3、能按规范设计计算卧式设备。 1.1 概述【教学内容】一. 储存设备二. 储存介质的性质三. 场地的条件四. 储罐的充装量五. 设计温度、设计压力【授课时间】30分钟【教学重点】基本概念的建立1【教学难点】储罐与中间罐的区别【教学目标】了解储存设备设计参数的选取【教学手段】课堂讲授，辅以设备挂图。【教学过程】储存设备（简称：储罐）：主要是指用于储存或盛装气体、液体、液化气体等介质的设备。设计储存设备，必须满足各种给定的工艺要求，即介质的性质、工况、容量、环境等条件。介质特性：可燃性、饱和蒸气压、密度、腐蚀性、毒性程度、化学反应活性（如聚合趋势）等。饱和蒸气压：在一定温度下的密闭容器中，当达到气液两相平衡时气液分界面上的蒸气压，它随温度而变化，但与容积的大小无关。注意：1、储存的介质为具有高粘度或高冰点的液体时，为保持其流动性，需要对设备进行加热或保温，使其保持便于输送的状态。2、介质的密度直接影响载荷的分析与罐体应力的大小。3、介质的特性是设备材料选择的首要依据，它将直接影响制造工艺与设备造价等。4、设备安装在室外时，必须考虑风载荷、地震载荷和雪载荷等。5、盛装液化气体时，应注意液化气体的膨胀性和压缩性。罐内压力变化程度与液化气体的膨胀系数和温度变化量成正比，而与压缩系数成反比。充装量：是指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积。装量系数不得大于0.95，一般取0.9。月平均最低气温：是指当月各天的最低气温相加后除以当月天数。储罐的最低设计温度：可按该地区实测的10年逐月平均最低气温的最小值。储罐与中间罐的区别：1. 介质的停留时间；2. 设计参数的选取。 1.2 卧罐【教学内容】一.卧罐基本结构二.卧罐的载荷分析及应力计算2三.筒体应力的校核四.鞍座强度的校核【授课时间】270分钟【教学重点】应力的分析、应力的校核【教学难点】应力的构成、分类、计算、位置【教学目标】能按规范设计计算卧式设备【教学手段】课堂讲授，辅以设备挂图。【教学过程】1.2.1基本结构一、地面卧罐卧罐的基本结构如图1所示，主要由圆筒、封头和支座三部分组成。封头：采用JBT 4737椭圆形封头中的标淮椭圆形封头。支座：采用JBT4712鞍式支座中鞍式支座图1.1（a）或圈座图1.1（b）。 （b）（a） 鞍式支座；（b）圈座图1.1 地面卧式储罐的基本结构1.鞍式支座a.普遍使用双鞍座支承，若采用多鞍座支承，难于保证各鞍座均匀受3力。即各支座很难保持在同一水平面上，由于地基的不均匀下沉，多支座罐体在支座处的支反力并不能均匀分配，故一般卧罐最好采用双鞍座支承。b.由材料力学知，对于双支座上受均布载荷的简支梁，若梁的全长为L，则当外伸端长度A0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，而且支座截面处应力较为复杂，故取A0.2L，A值最大不得超过0.25L。此外，封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于圆筒的抗弯刚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。即满足A0.2L时，最好使A0.5Ra（Ra为圆筒的平均半径，RaRii2，i为圆筒名义厚度）。c.为防止卧式储罐因操作温度与安装温度不同引起的热膨胀，以及由于圆筒及物料重量使圆筒弯曲等原因对卧罐引起附加应力，设计时只允许将其中一个支座固定，而另一个应允许为可沿轴向移动。活动支座的基础螺栓孔应沿圆筒轴向开成长圆孔。固定支座通常设置在卧式储罐配管较多的一侧，活动支座则应设置在没有配管或配管较少的另一端。d.鞍座包角大小不仅直接影响鞍座处圆简截面上的应力分布，而且也影响卧罐的稳定性与罐体-支座系统的重心高低。鞍座包角小，则鞍座重量轻，但罐体-支座系统的重心较高，且鞍座处圆筒上的应力较大。一般常用的鞍座包角为120、135、150三种，但JBT4712规定的鞍座包角为120和150二种形式。e. 垫板的设置2.圈座 卧罐在下列情况下可采用圈座：a.因自身重量而可能造成严重挠曲的薄壁容器；b.多于两个支承的长容器。除常温常压下操作的容器外，至少应有一个圈座是滑动支承结构。c.当容器采用两个圈座支承时，圆筒所承受的支座反力、轴向弯矩及其相应的轴向应力的计算及校核均与鞍式支座相同。二、地下卧罐地下卧罐的结构如图2所示。采用地下卧罐是为了减少占地面积和安全防火距离。及避开环境温度对它的影响，从而维持地下卧式液化气体储罐压力的基本稳定。卧罐的埋地措施分两种：1.卧罐安装在地下预先构筑的空间里（地下室）；42.将卧罐安放在地下设置的支座上，卧罐外壳涂有沥青防锈层，必要时再附加牺牲阳极保护设施，最后采取土地埋设方法，并达到预期的埋土高度。1-牺牲阳极；2-浮子液面计；3-金属导线；4-电线保护测试点；5-压力表；6-护罩；7-安全阀；8-罐装气相阀门，9-罐装液相阀门；10-排污和倒空管阀门；11-罐间气相连接管，12-罐体；13-罐间液相连按管；14-支座图1.2 地下卧罐结构示意图地下卧罐与地面卧罐一样，除圆筒、封头和支座三个主要部分组成外，另有工艺接管、仪表管和安全泄放装置接口等。这些接管或接口，为了适应埋地状况下的安装、检修和维护，一般采用集中安放措施，通常设置在一个或几个人孔盖板上。牺牲阳极保护法：从外部导人阴极电流至需要保护的地下卧罐上，使设备全部表面都成为阴极，它在腐蚀电池中是接受电子产生还原反应，只有阳极才发生腐蚀。导人外电流有两种方法：a.从外部接上直流电源，体系中连接一块导流电极作为阳极；b.连接一块电位较负的金属（如锌、镁、铝等）。1.2.2设计计算一.载荷分析卧罐的载荷有：1.压力，如：内压或外压（真空）；2.卧罐重量，包括圆筒、封头及其附件等的重量；3.物料重量，正常操作时为物料重量，水压试验时为充水重量；4.其他载荷，如：雪载荷、风载荷、地震载荷等。5工程上常将双鞍座卧罐简化为长度为L、受均布载荷q作用的外伸简支梁，如图1.3所示。二.假设条件1.简化为承受均布载荷两支点的外伸梁进行近似的分析，它和均布载荷的梁不同。a.除均布载荷外，在封头处还应考虑液体静压力所引起的水平力矩。封头部分的重量视为作用在其重心到封头切线距离约3/8H处的集中力考虑。b.由于纵向弯矩引起的应力还与其他载荷（主要为设计压力）起的应力相叠加。c.筒体中的各项应力不仅和鞍座的位置有关，并且随鞍座的包角的大小而变化。2.由于卧罐的受力分析是按均布载荷的梁进行分析的，故需要将容器的重量折算成作用于容器上的均布载荷。 对于封头，根据容积相等的原则，知封头容积近似等于直径相同、长为2/3H的圆筒容积，故两封头的当量长度为4/3H。即外伸梁折算长为L+4/3H。如：卧罐总重量为2F,则均布载荷为：q=2F/(L+4/3H) H封头曲面深度、L切线长度3.当鞍座靠近封头，即A/Ra0.5时，封头对筒体起加强作用。4.两个鞍座的位置是以容器的纵向中心对称的。三.内力分析1.弯矩a.圆筒在支座跨中截面处的弯矩 M1为正值时，表示上半部圆简受压缩，下半部困筒受拉伸。b. 圆筒在支座截面处的弯矩M2一般为负值，表示圆筒上半部受拉伸，下半部受压缩。6PPMM（d）（a）受力分析，（b）两支点外伸粱；（c）剪力图，（d）弯矩图图1.3 双鞍座卧罐受力分析的弯矩图与剪力图3.剪力a. 当支座离封头切线距离H0.5R，时，在支座处截面上的剪力7b. 当支座离封头切线距离H0.5R，时，在支座处截面上的剪力c. 跨距中点处，在截面上的剪力等于零。 四. 圆筒应力计算和强度校核1. 圆筒上的轴向应力a. 跨中截面上的轴向应力最高点:最低点:e有效厚度.公式的前部为内压引起的应力； 后部为弯矩引起的应力。 .数值：拉应力为正、压应力为负。b.支座截面处圆筒的轴向应力(1).圆筒上不设置加强圈，且支座的设置位置A05Ra时, 圆筒的上半部有“扁塌” 产生“无效截面”，则“有效截面”为/2 + /6。如图1.4所示。鞍座包角、1800-/2、=/2 + /6“扁塌”:圆筒上不设置加强圈，且支座的设置位置A05Ra时，由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩，在周向弯矩的作用下，导致支座处圆筒的上半部发生变形，产生所谓“扁塌”现象。“扁塌”现象一旦发生，支座处圆筒截面的上部就成为难以抵抗轴向弯矩的“无效截面”，而剩下的圆筒下部截面才是能够承担轴向弯矩的“有效截面”。8图1.4 “扁塌”现象在不发生“扁塌”部分的上方，靠近水平中心线处（受拉伸应力）K1-抗弯截面模量减少系数 见表1.1 （简称系数）表1.1 系数K1、K2值条件鞍座包角K1K2A0.5Ra 即封头对圆筒起加强作用，或鞍座处有加强圈的圆筒1201351501.01.01.01.01.01.0A0.5 Ra且圆筒无加强圈，或虽有加强圈，但加强圈不在鞍座处1201351500.1070.1320.1610.1920.2340.279在圆简最低点(受压缩应力)9K2-抗弯截面模量减少系数 见表1.1 （简称系数）(2).A0.5Ra时, 封头对圆筒起加强作用，不存在“扁塌”现象时：=即：K1 =K2=1.0 见表1.1c.轴向应力的校核轴向拉应力：t轴向压应力：cr 及tt设计温度下的许用应力cr-轴向许用临界应力（许用压应力）d.不同的工况条件要分别计算。 如：操作工况、水压试验工况。2.支座截面处圆筒和封头上的切向切应力 由剪力图知：横向剪力在支座截面处最大，故只讨论支座截面处圆筒和封头上的切向切应力。a. 支座截面处设有加强圈的圆筒 K3值见表1.2 图1.5支座截面上有加强圈时圆筒上的切向切应力 圆筒上的切向切应力当=0、时，sin=0；=0。当=/2时，sin=1；K3=0.319。为最大值，如图1.5 b. 支座截面处无加强圈且A05Ra的圆筒 10 图1.6未被加强圆筒上的切向切应力K3值见表1.2 最大剪应力点位于靠近鞍座边角处C、D。如图1.6c. 被封头加强的筒体（A05Ra）图1.7被封头加强圆筒上的K3值见表1.2 切向切应力最大剪应力点位于靠近鞍座边角处C、D。如图1.7表1.2 系数K3、K4值条 件鞍座包角圆筒K3封 头K4A0.5Ra且圆筒无加强圈，或虽有加强圈，但加强圈不在鞍座处1201351501.1710.9580.799/A0.5Ra，但圆筒在鞍座平面有加强圈1201351500.3190.3190.319/圆筒被封头加强（即A0.5Ra）1201351500.8800.6540.4850.4010.3440.295150d.封头中的（附加拉应力）最大剪应力 （A0.5Ra） 11K4值见表1.2he-封头有效厚度上式计算垫板不应考虑在内。凸形封头中，附加拉应力亦为切向剪力的水平分力，此应力沿着封头的整个高度作用。为便于工程计算，故简化为：（1）封头的附加拉应力是按平封头考虑的，受载面积为2Rahe。（2）假设最大应力为按平封头计算值的1.5倍。d. 切向剪应力的校核圆筒的切向剪应力：t=0.8t封头的切向剪应力：h1.25t-h封头受外压，可不计h。封头受内压时：（1）椭圆封头： K-椭圆封头形状系数（2）碟形封头： M-碟形封头形状系数Rh-碟形封头球面部分半径r-碟形封头拐弯部分半径（3）半球形封头： h-由内压在封头引起的应力123.支座截面处圆筒的周向应力 支座截面处，由于周向压缩力和周向弯矩引起的周向应力，其最大值将发生在支座处圆筒截面最低点或鞍座边角处。三种假设：.假设圆筒与鞍座之间无摩擦，支座反力都是通过圆心点，即圆筒仅在结合面的局部地区承受一个非均布的“外压”作用，因而在圆筒上产生周向压缩应力。.支座截面处圆筒的弯曲应力是由周向弯矩产生的，即由该截面的切向应力引起的。该公式是按圆筒有足够的刚性的假设条件推导的。即解析式适用于支座截面处壳体有加强圈的情况。对于无加强圈的圆筒，仅能按有加强圈的圆筒的结果给予经验修正。. 鞍座截面处的周向应力由两部分组成，即：（1）由周向压缩力引起的周向应力。（前） （2）由周向弯矩引起的周向弯曲应力。（后）a.无加强圈圆筒（1）无垫板或垫板不起加强作用 （垫板宽小于b2）在横截面最低点：（该处不存在周向弯矩、即由周向压缩力引起的。） k系数（应力计算系数）筒体焊在支座上 k=0.1筒体不焊在支座上 k=1b2圆筒的有效宽度 b-支座轴向宽度（底板宽度） 图1.8 无加强圈圆筒周向应力的位置 K5值见表1.3在鞍座边角处：当L/Ra8时 13当L/Ra8时 K6值见表1.3M-周向弯矩 表1.3 系数K5、K6值鞍座包角K5K6A/ Ra0.5A/ Ra11201351500.7600.7110.6730.0130.0100.0080.0530.0410.032注：当0.5A/Ra1时，K6值按表内数值线性内插求取(2) 垫板起加强作用在横截面最低点：（该处不存在周向弯矩、即由周向压缩力引起的。） 在鞍座边角处：当L/Ra8时 当L/Ra8时 鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力：当L/Ra8时 14当L/Ra8时外加强圈 b.有加强圄的圆筒 （1）加强圈位于鞍座平面上在鞍座边角处的圆筒的周向应力 图1.9加强圈位于鞍座处圆筒周向应力的位置在鞍座边角处，加强圈内缘或外缘表面的周向应力 系数C4 C5 K7 K8值由表1.4查取a） 内加强圈 c） 内加强圈注注“加强圈位于鞍座平面内”是指加强圈位于图中所示“鞍座平面”两侧各小于或等于图1.10 鞍座平面内的内、外加强圈图图1.11 靠近鞍座平面的加强圈15a） 鞍座垫板不作为加强板用的鞍座b） 鞍座垫板作为加强板用的鞍座图1.12 鞍式支座A0一个支座的所有加强圈与圆筒起加强作用有效段的组合截面积之和，mm2；I0-一个支座的所有加强圈与圆筒起加强作用的有效段的组合截面对该截面形心轴X-X的惯性矩之和（见图1.10 图1.11），mm4；d-对内(外)加强圈，为加强圈与圆筒组合截面形心距加强圈内(外)缘表面之距离（见图1.10），mm；e-对内(外)加强圈，为加强圈与圆筒组合截面形心距圆筒内(外)表面之距离（见图1.10），mm；（2）加强圈靠近鞍座平面时在横截面最低点的周向应力：a) 无垫板或垫板不起加强作用：b) 垫板起加强作用； 图1.13 加强圈靠近鞍式支座 16表1.4 系数C4、C5、K7、K8加强圈位置位于鞍座平面上 图1.7b，图1.8靠近鞍座图1.7c，图1.9，（）120 132 135 147 150 162120 135 150C4内加强圈-1 -1 -1 -1 -1 -1+1 +1 +1外加强圈+1 +1 +1 +1 +1 +1-1 -1 -1C5内加强圈+1 +1 +1 +1 +1 +1 -1 -1 -1外加强圈-1 -1 -1 -1 -1 -1+1 +1 +1K70.053 0.043 0.041 0.034 0.032 0.0250.058 0.047 0.036K80.341 0.327 0.323 0.307 0.302 0.2830.271 0.248 0.219在横截面上靠近水平中心线处的圆筒周向应力： 在横截面上靠近水平中心线处，加强圈内缘或外缘表面的周向应力：同时，还应校核在支座边角处的周向应力6值。其中K6值按表1.3中的A/Ra0.5查取。表1.4 鞍座包角与的关系120135150934089328413（3）周向应力校核周向应力应满足下列条件： |1.25|1.25|1.25|1.25五、鞍座腹板水平分力及强度校核支座腹板的水平分力： 17式中K9系数值按表1.6查取。表1.6系数K9鞍座包角，（）120135150K90.2040.2310.259鞍座腹板有效截面内的水平方向平均拉应力；当无垫板或垫板不起加强作用时： 当垫板起加强作用时：式中：Hs计算高度，取鞍座垫板底面至底板底面距离和Ra/3两者中的较小值，mm；b0鞍座腹板厚度，mm；br鞍座垫板有效宽度，取br= b2，mm；应力按下式进行校核：-鞍座材料许用应力，按表1.7查取。表1.7 鞍座材料许用应力使用温度，选用材料许用应力sa，MPa0250Q235-B147-20250Q345170-2016MnR170 1.3 球形储罐【教学内容】一. 球形储罐的组成二. 球罐基本结构三. 球形储罐的附件【授课时间】100分钟【教学重点】球罐基本结构18【教学难点】支柱与罐体的连接【教学目标】掌握了解球罐各种结构的特点【教学手段】课堂讲授，辅以设备挂图。【教学过程】球形储罐通常可按照外观形状、壳体构造方式和支承方式的不同进行分类。形 状： 有圆球形和椭球形之分；壳体层数： 有单层球壳和多层球壳之分；球体的组合：有桔瓣式、足球瓣式和二者组合的混合式之分；支座结构： 有支柱式支座、筒形或锥形裙式支座之分。球罐的组成： 罐体（包括上下极板、上下温带板和赤道板）、支柱、拉杆、操作平台、盘梯、以及各种附件（包括人孔、接管、液面计、压力计、温度计、安全泄放装置等）。在某些特殊场合，球罐内还设有内部转梯、外部隔热或保温层、防火水幕喷淋管等附属设施。1.3.1罐体罐体是球形储罐的主体，它是储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力的重要构件。罐体按其组合方式常分为以下三种。1.纯桔瓣式罐体 2. 足球瓣式罐体 3. 混合式罐体一、纯桔瓣式罐体是指球壳全部按桔瓣瓣片的形状进行分割成型后再组合的结构，如图1.14所示优点：1.球壳拼装焊缝较规则，施焊组装容易，加快组装进度，并可对其实施自动焊； 1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针；2.分块分带对称，焊接接头受力 4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯；均匀，质量较可靠，便于布置 7-喷淋水管；8-支柱；9-拉杆支柱； 图1.14 赤道正切柱式支承单层壳球罐3.容积大小不限。缺点：1.各带位置尺寸大小不一，只能在本带内或上、下对称的带之间进行互换；2.下料及成型较复杂，板材的利用率低； 3.球壳极板尺寸较小，布置人孔和接管时,焊缝不易错开。 19二、足球瓣式罐体 球壳划分和足球一样，所有的球壳板片大小相同，它可以由尺寸相同或相似的四边形或六边形球瓣组焊而成。图1.15表示的就是足球瓣式罐体及其附件。优点：1.每块球壳板尺寸相同，下料成型规格化；2.材料利用率高，互换性好；3.组装焊缝较短，焊接及检验工作量小。缺点：1.焊缝布置复杂； 1-顶部极板；2-赤道板；3-底部极板；2.施工组装因难，对球壳板的制 4-支柱；5-拉杆；6扶梯；7一顶部操作平台造精度要求高； 图1.15 足球瓣式球罐3.只适用于制造容积小于120m3的球罐。三、混合式罐体 赤道带和温带采用桔瓣式，而极板采用足球瓣式结构。优点：1.材料利用率高； 2.焊缝长度缩短 3.球壳板数量减少，特别适合于 大型球罐。 4.极板尺寸比纯桔瓣式大，容易 1-上极; 2-赤道带；布置人孔及接管。 3-支柱；4-下极5.支柱可避开搭在球壳板焊接 图1.16混合式球罐。接头上，使球壳应力分布比较均匀。1.3.2支座支座是球罐中用以支承本体重量和物料重量的重要结构部件。结构主要分两大类：1.柱式支座；2.裙式支座柱式支座中以赤道正切柱式支座用得最多，为国内外普遍采用。赤道正切柱式支座特点：1.多根圆柱状支柱在球壳赤道带等距离布置；2.支柱中心线与球壳内径相切，则与球壳的交点同球心连线与赤道平面的夹角约为1020。3.支柱之间设置连接拉杆，增加承载能力，保证球罐的稳定性。204.受力均匀，弹性好，能承受热膨胀的变形，施工简单，现场操作和检修也方便。5. 球罐重心高，相对而言稳定性较差。一、支柱的结构（如图1.17）主要由支柱、底板和端板三部分组成。1.支柱 支柱分单段式和双段式两种。 单段式: 由一根圆管或卷制圆筒组成，其上端与球壳相接的圆弧形状通常由制造厂完成，下端与底板焊好，然后运到现场与球罐进行组装和焊接。 双段式：由U型管和圆管组成，上段支柱材质与球壳相连接的支柱必须选用与壳体相同，在制造厂内与球瓣进行组对焊接，其设计高度一般为支柱总高度的3040左右。上下两段管径尺寸相同，中间用连接板连接，下段支柱可采用一般材料。双段式支柱结构较为复杂，但它与球壳相焊处的应力水平较低，得到广泛应用。2.底板底板中心应设置通孔；支柱底板的地脚螺栓孔应 1-球壳；2-上部支柱；3-内部筋板；为径向长圆孔。 4-外部端板；5-内部导环；6-防火隔热层；3.端板 7-防火层夹子，8-可熔塞；9-接地凸缘；顶部设有防雨端板 10-底板；11-下部支耳，12-下部支柱，13-上部支耳分三种：平板式、半球式、椭圆式 图17 支柱结构图平板式边角易造成高应力状态，不推荐使用。半球式和椭圆式结构属弹性结构，不易形成边缘高应力状态，抗拉断能力较强，故为中国球罐标准所推荐。二、支柱与壳体的连接 支柱与球壳连接处可采用直接连接结构形式、加托板的结构型式、U形柱结构型式和支柱翻边结构型式，见图1.18所示。 1.直接连接结构 结构简单，但连接部下端夹角小，应力大。2. 加托板结构21 可解决由于连接部下端夹角小的问题，但间隙狭窄，施工困难。3. U形柱结构 与直接连接结构比，改善了柱头与球壳的连接应力状态，特别适合对材料有特殊要求的球罐。4. 支柱翻边结构解决了连接部位下端施焊的困难，确保了焊接质量，而且对该部位的应力状态也有所改善但由于翻边工艺问题，尚未被广泛采用。（a）（a）直接连接；（b）加托板结构；（c）U形柱结构；（d）支柱翻边结构图1.18 支柱与球壳的连接三、拉杆拉杆的作用：用以承受风载荷与地震载荷作用，增加球罐的稳定性。拉杆结构：可调式和固定式两种。 1-支柱；2-支耳；3-长拉杆 1-支柱；2-上部支耳；3-上部长拉杆 4调节螺母；5-短拉杆 4-调节螺母；5-短拉杆，6-中部支耳 图1.19 单层交叉可调式拉杆 7-下部长拉杆；8-下部支耳图1.20 双层交叉可调式拉杆221.可调式拉杆有三种型式：图1.19为单层交叉可调式拉杆，图1.20为双层交叉可调式拉杆和图1.21为相隔一柱单层交叉可调式拉杆图1.21 相隔一柱单层交叉可调式拉杆优点：可及时调节拉杆的松紧度，改善拉杆的受力状况。每根拉杆的两段之间采用可调螺母连接。2.固定式拉杆 拉杆的一端焊在支柱的加强板上，另一端则焊在交叉节点的中心固定板上。也可以取消中心板而将拉杆直接十字焊接。结构如图1.22所示优点：制作简单、施工方便缺点：不可调节拉杆的松紧度。由于拉杆可承受拉伸和压缩载荷，从而大大提高了支柱的承载能力，1-补强板，2-支柱，3-拉杆；4-中心板1.3.3人孔和接管 图1.22 固定式拉杆一、人孔人孔设置是为工作人员进出球罐以进行检验和维修之用。及在施工过程中，罐内的通风排气、热处理时使用。特点：球罐应开设两个人孔，分别设置在上下极板上；球罐人孔直径以D