10M3液化石油气储罐课程设计说明书.docx

目录前言.1第一章 储罐的设计参数液化石油气参数2设计温度.2设计压力.2主体材料.3第二章 工艺设计筒体的直径3筒体的长度3储罐的容积3储罐的设计储存量.3第三章 结构设计设计条件.4筒体设计.4封头设计.5接管、法兰、垫片和螺栓设计.5人孔、视镜、液面计及安全阀设计.8支座结构设计.10焊接结构设计.12第四章 强度校核SW6简介.12校核条件.13内压圆筒校核.14封头校核.15鞍座及相关应力校核.17开孔补强校核.23第五章 技术条件编制技术条件编制.28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、综合分析文献资料的能力，进行设计方法和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 称液化石油气储罐2用 途液化石油气储配站3最高工作压力 1.9184MPa由介质温度确定4工作温度-20485公称容积（Vg）10/20/25/40/50M36工作压力波动情况可不考虑7装量系数(V)0.98工作介质液化石油气（易燃）9使用地点室外10安装与地基要求储罐底壁坡度0.010.0211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i20HG20592-1997MFM液位计接口e32HG20592-1997MFM放气管c450HG/T21514-2005MFM人 孔d32HG20592-1997MFM安全阀接口j32HG20592-1997MFM排污管a32HG20592-1997MFM液相出口管k32HG20592-1997MFM液相回流管b32HG20592-1997MFM液相进口管f32HG20592-1997MFM气相管g20HG20592-1997MFM压力表接口h20HG20592-1997MFM温度计接口课 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。 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：2013年06月08日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06月09、13、14、15日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制06月16日06月19日：设计图纸绘制（草图和装配图）06月20日06月21日：撰写设计说明书06月22日：答辩及成绩评定系主任审查意见： 签字： 年 月 日前言 随着我国化工行业的蓬勃发展，各地建立了大量的液化气储备站。对于存量小于500m3时，一般选用卧式圆筒形储罐。液化气储罐是储存易燃易爆介质，直接关系到人们生命财产安全的重要设备。因此属于设计、制造要求高、检验要求严格的III类压力容器。本次设计的10m3液化石油气储罐设计就为此种情况。 液化石油气储罐是盛装液化石油气的常用设备，由于该介质具有易燃易爆的特点，因此在设计该储罐时，要注意与一般气体储罐的不同点，尤其要注意安全，还要注意在制造、安装等方面的特点。 目前我国普通采用常温压力储罐，常温储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形储罐和圆筒形储罐相比：前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般储存总量大于500m3时选用球形储罐比较经济；而圆筒形储罐具有加工制造简单，安装费用少等优点，但金属耗量大占地面积大，所以在总储量小于500m3时选用卧式储罐比较经济，圆筒形储罐，只有某些特殊情况下才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气储罐设计。 卧式液化石油气储罐也是一种储存压力容器，也应按GB150钢制压力容器进行制造、试验和验收；并接受固定式压力容器安全技术检查规程的监督。液化石油气储罐，不论是卧式还是球罐都属于III类压力容器。储罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。储罐上设有液相管、气相管、排污管以及安全阀、压力表表、液面计等。 本设计适用于原油热裂解所得液化石油气。第一章 储罐的设计参数1、液化石油气参数 液化石油气的主要组成部分由于石油产地的不同，各地石油气组成成分也不同。取其大致比例如下：表1-1液化石油气组成成分组成成分异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷乙炔各成分百分比0.012.2547.323.4821.963.791.190.02对于设计温度下各成分的饱和蒸气压力如下：表1-2各温度下各组分的饱和蒸气压力温度，饱和蒸汽压力，MPa异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷乙炔-2501.30.20.060.040.0250.0070-2001.380.270.0750.0480.030.0090002.3550.4660.1530.1020.0340.02402003.7210.8330.2940.2050.0760.058050071.7440.670.50.20.160.00112、设计温度 根据本设计工艺要求，使用地点为室外，用途为液化石油气储配站工作温度为-2048，介质为易燃易爆的气体。 从表中我们可以明显看出,温度从50降到-25时,各种成分的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。 由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证正常工作，对设计温度留一定的富裕量。所以，取最高设计温度t=50，最低设计温度t=25。根据储罐所处环境，最高温度为危险温度，所以选t=50为设计温度。3、设计压力 该储罐用于液化石油气储配供气站，因此属于常温压力储存。工作压力为相应温度下的饱和蒸气压。因此，不需要设保温层。 根据道尔顿分压定律，我们不难计算出各种温度下液化石油气中各种成分的饱和蒸气分压，如表：表1-3各种成分在相应温度下的饱和蒸气分压温度, 饱和蒸气分压, MPa异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戍烷正戍烷乙烯-2500.0290.09460.0140.00880.000950.0000830-2000.0310.1270.01760.01050.001140.0001090000.0530.22040.03590.02240.001290.00025602000.0840.3940.0690.0450.002880.0006305000.1580.82490.15730.10980.00760.00190有上述分压可计算再设计温度t=50时，总的饱和蒸汽压力P=0.01%0+2.25%7+47.3%1.744+23.48%0.67+21.96%0.5+3.79%0.2+1.19%0.16+0.02%0.0011=1.259 MPa因为P液化石油气(1.259)P丙烷（1.744）当液化石油气在50时的饱和蒸汽压力高于异丁烷在50时的饱和蒸汽压力时，若无保冷设施，则取50时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力。对于设置有安全泄放装置的储罐，设计压力应为1.051.1倍的最高工作压力。所以有Pc=1.11.744=1.9184MPa。4、主体材料：位置筒体封头人孔接管法兰鞍座材料Q345RQ345R16MnR16MnR16MnR16MnR选用筒体及封头材料为Q345R，蟽t=170Mpa(取使用温度范围内最低值；厚度范围取316mm；热轧处理）。第二章 工艺设计对于承受内压，且设计压力Pc=1.9184MPa10m且比较接近，所以结构设计合理。4、 储罐的设计储存量W： 参考相关资料，石油液化气密度一般为500-600Kg/m3，取石油液化气的密度为600Kg/m3，盛装液化石油气体的压力容器设计储存量为： W=Vt=0.910.032600=5417.28t第三章 结构设计1、设计条件：设计条件表项目内容备注工作介质液化石油气原油热裂解产物工作压力 MPa1.7440设计压力 MPa1.9184工作温度 -2048设计温度 50公称容积（Vg） m310计算容积（V计） m310.032工作容积（V工） m39.0288装量系数（v）0.9介质密度（t） t/ m30.6材质Q345R（热轧）保温要求无其它要求无其中：工作容积：V工=0.910.032=9.0288 m3保温要求：容器内物料温度随季节温度变化，工作压力为相应温度下的饱和蒸汽压，此储罐为常温压力储存，此类储存不设保温层。2、结构设计：1）筒体设计：根据工艺设计，筒体的内径D=1400mm，长度L=6000mm。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=1400mm。P静（max）=gh max gD=6009.81.4=8.232Kpa由于 所以P静可以忽略不记。筒体厚度：根据中径公式：材料许用应力蟽t=170Mpa；计算压力Pc=1.9184Mpa；内径Di=1400mm；焊接接头系数=1（因为筒体为双面对接接头形式相当于双面对接焊的全焊透对接接头，采用100%无损检测，故取=1）。所以筒体厚度 对于低碳钢和低合金钢，需满足腐蚀裕度C21mm，取C2=2.5mm设计厚度=+ C2=7.94+2.5=10.44mm对于Q345R(热轧)，取钢板负偏差C1=0.3mm，因而=+C1=10.44+0.3=10.73mm 满足=316mm，圆整后取名义厚度=12mm有效厚度=-C1-C2=12-2.5-0.3=9.2mm2）封头设计：根据工艺设计，椭圆形封头公称直径DN=1400mm，总深度H=375mm，内表面积A=2.2346m2，容积V封=0.3977m3。根据标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头，以内径为公称直径的标准椭圆形封头的直边高度只与公称直径有关：当DN2000mm时，直边高度h=25mm。根据标准椭圆形封头厚度计算公式：假设封头厚度=316mm，工作条件与筒体相同，则：封头厚度 取腐蚀裕度C2=2.5mm设计厚度=+ C2=7.92+2.5=10.42mm对于Q345R(热轧)，取钢板负偏差C1=0.3mm，因而=+C1=10.42+0.3=10.72mm满足=316mm，圆整后取名义厚度=12mm有效厚度=-C1-C2=12-2.5-0.3=9.2mm根据查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表B.2得封头质量为208Kg3）接管、法兰、垫片和螺栓设计：接管设计：液化石油气储罐应设置液位计接口，放气管，人孔，安全阀接口，排污管，液相出口管，液相回流管，液相进口管，气相管，压力表接口，温度计接口。根据水压实验压力Pt=1.251.9184=2.398MPa，取接管公称压力PN=2.5MPa。根据压力容器与化工设备实用手册PN=2.5MPa时，可选接管公称通径DN=32mm。接管外径的选用以B系列（公制管）为准，查压力容器与化工设备实用手册流体输送用无缝钢管（GB816387），选材料为16Mn，热轧（未标注），冷轧。对应的接管尺寸如下如表：名称公称直径管子外径数量管口伸出量(mm)管子壁厚伸长量质量（kg）液位计接口2025230030.48放气管323811503.51.26安全阀口323811503.51.26排污管32381903.50.76液相出口管32381903.50.76液相回流管323811503.51.26液相进口管323811503.51.26气相管323811503.51.26压力表接口（冷轧）2025110030.163温度计接口（冷轧）2025110030.163接管法兰设计：查HG/T 20592-97钢制管法兰，选接管法兰的公称压力PN=2.5MPa。选用PN=2.5MPa带颈平焊法兰（SO），由介质特性和使用工况，查密封面型式的选用，表3.0.2。选择密封面型式为凹凸面（MFM），压力等级为1.04.0MPa，接管法兰材料选用16MnR。法兰形式及尺寸标注示意如图所示： 根据各接管公称通径，查表4-4得各法兰的尺寸：名称公称通径DN钢管 外径连接尺寸法兰厚度C法兰高度法兰颈法兰内径坡口 宽度法兰理论质量（kg）法兰外径螺栓孔中心圆直径螺栓孔直径螺栓孔数量螺纹ThB系列液位计口202510575144M121626452641.03放气管3238140100184M161839603952.02安全阀口3238140100184M161839603952.02排污口3238140100184M161839603952.02液相出口3238140100184M161839603952.02液相回流管3238140100184M161839603952.02液相进口3238140100184M161839603952.02气相管3238140100184M161839603952.02压力表口202510575144M121626452641.03温度计口202510575144M121626452641.03接管法兰垫片设计：根据设计压力为Pc=1.9184MPa，并考虑液化石油气腐蚀性，查HG20592-1997，采用金属包覆垫片，金属材料为纯铝板L3，标准为GB/T 3880，最高工作温度200，最大硬度40HB。填充材料为非石棉纤维橡胶板，代号为NAS，最高工作温度为290。根据工程直径得对应垫片尺寸如表：管口名称公称直径DN(mm)内径D1(mm)外径D2(mm)厚度(mm)液位计口2040613放气管3260823安全阀口3260823排污口3260823液相出口3260823液相回流管3260823液相进口3260823气相管3260823压力表口2040613温度计口2040613接管法兰垫片形式如图所示：接管法兰紧固件设计：根据HG20592-1997中紧固件的使用规定，配合金属包覆垫和带颈平焊法兰可选用35CrMoA（35CM）等长双头螺柱（HG20613，长度代号为l22），配合螺柱使用六角螺母（30CrMo，HG20613）：其中：公称直径为32对应螺柱长为85，公称直径为80对应螺柱长为100，公称直径为20对应螺柱长为70。4）人孔、视镜、液面计及安全阀结构设计：人孔设计：因为所设计储罐的工程直径为1400mm，所以开设一公称直径为450mm的圆形人孔。根据公称压力PN=2.5MPa，以及介质要求的密封形式，查HG/T 21514-2005可选择回转盖带颈对焊法兰人孔（HG/T 21518-2005）：件号标准号名称数量材料1筒节116MnR2HG 20613等长双头螺柱见尺寸表8.8级35CrMoA3HG 20613螺母见尺寸表8级4HG 20595法兰116Mn5HG20606垫片1非金属平垫6HG20601法兰盖116MnR7把手1Q235AF8轴销1Q235AF9GB/T 91销2Q21510GB/T 95垫片2100HV11盖轴耳（1）1Q235AF12法兰轴耳（1）1Q235AF13法兰轴耳（2）1Q235AF14盖轴耳（2）1Q235AF其明细尺寸见下表：封面形式公称压力公称直径dwsdDD1H1H2bb lb 2ABLd 0螺柱数量螺母数量螺柱尺寸总质量kg凹凸面2.5MPa45048012456670600250121424146375175250242040M332165245人孔补强圈设计：开孔直径d=di+2C=456+22=460mm筒体设计厚度=7.94mm强度削弱系数fr=1；接管有效厚度；开孔所需补强面积A=d+2(1fr)=4607.94=3652.4mm2有效宽度B=2d=2460=920mm外侧有效高度h1=；内侧有效高度h1=0mm筒体有效厚度=9.2mm；筒体多余金属面积A1=；接管计算厚度；接管多余金属面积A2=；接管区焊缝面积（焊缝取6mm）A3=2脳0.5脳6脳6=36mm2；有效补强面积Ae=A1+A2+A3=579.6+983.7+36=1599.3mm2；所需另行补强面积A4=AAe=3652.41599.3=2053.1mm2查压力容器与化工设备实用手册，人孔接管直径为450mm，选取补强圈外径760mm，内径485mm，补强圈厚度为：，圆整为8mm，质量16.9kg：配用焊接形式如图所示：液面计设计：本设计选用磁性液位计，普通型，压力等级为2.5 MPa。根据实际要求，选用液位计的长度为700mm。标记为HG/T 21584-95 UZ 2.5M-700-0.4563 BF 321C。视镜设计：查HG/T21619-1986压力容器视镜，所选视镜玻璃用钢化硼硅玻璃，衬垫为石棉橡胶板(GB3385-83)，压紧环、螺柱(GB897-76)、螺母(GB52-76)所用材料为A3，接缘材料选Cr18Ni9Ti。视镜的尺寸如下：公称直径公称压力DD1b1b2H螺柱重量(kg)标准图图号数量直径不锈钢502.451301003426846M125.1HGJ501-86-13 视镜示意图 安全阀示意图安全阀设计：液化石油气属易燃易爆介质，火灾危险性属甲A类，因此应选用弹簧封闭全启式安全阀，这种安全阀泄放量大，回座性能好，可将放散出来的液化石油气引向高空或其它安全地点。储罐的安全泄放量Ws= 其中：液化石油气气化潜热q=380kJ/kg；储罐受热面积A=代入，得Ws=8337kg/h选择安全阀型号为A42Y-16C，公称直径为80mm：公称通径doDKgg1bff1Z-dDN80502001601352038-18100D1K1g3g2b1ff1Z1-d1LL1H2201801552238-181701355255）支座结构设计：.鞍座选型：本卧式储罐设计采用双鞍座支撑。估算鞍座的负荷：储罐总重量m=m1+2m2+m3+m4 其中：筒体质量m1=kg 封头总质量2m2=2208=416kg 因为所以充液质量m3=kg 附件质量m4=m人孔+m接管=245+200(估计值)=445kg综上：储罐总重量m=2486+416+10032+445=13379kg每个鞍座的负荷为Q=133799.8/2=65.56kN由此查JB 4712.1-2007 容器支座。选取轻型，焊制A，包角为120，有垫板的鞍座.，筋板数为4。查JB 4712.1-2007表2得鞍座尺寸，示意图如下图：鞍座尺寸表（单位：mm）：公称直径 DN允许载荷 Q底板腹板筋板垫板螺栓间距l2鞍座质量 kg增加100mm高度增加的质量l1b112l3b2b33弧长b44e1400160900170201023014020061640350870840809.鞍座位置设计：因为当外伸长度A=0.207L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，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过0.2L值。根据标准JB 4731 钢制卧式容器规定外伸长度A0.2L=0.2（L+2h），A最大不超过0.25L，否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。根据JB/T47462002，当DN2000mm时，直边高度为h=25mm。故 A0.2(L+2h)=0.2(6000+225)=1210mm。此外，由于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。JB 4731还规定当满足A0.2L时，最好使A0.5Ro其中：Ro=DN+/2即Ro=1400+12/2=1406mm。所以A0.5Rm =0.51406=703 mm ,取A=700 mm。综上述：A=700 mm （A为封头切线至鞍座中心线间距离，L为筒体和两封头直边段的总长）固定支座设在储罐接管较多的左端。6）焊接结构设计：.焊接接头类型设计：筒体上所有纵向及环向接头、封头上的拼接接头均为A类焊接接头；法兰与接管的连接接头为C类焊接接头；接管、人孔、补强圈等与客体连接的接头为D类焊接接头。所有焊接接头都尽量采用全焊透结构。.焊接接头坡口类型及尺寸设计：筒体、封头拼接及其相互间的连接纵、环焊缝采用I型坡口双面对接焊，埋弧自动焊D=1mm =12mm。 I型坡口 带钝边单V型坡口接管与壳体间的焊缝采用带钝边单V型坡口，对接+角接组合焊缝，=12mm =50掳 b=2mm p=2mm。人孔、补强圈与壳体的焊接接头坡口类型及尺寸如图所示（=8mm =12mm）：考虑Q345R的材料选择以及设计温度，选择焊条材料类型E5015。第四章 强度校核 本设计强度校核采用的SW6是GB150、GB151、GB12337、JB4710及JB4731等一系列与压力容器、化工过程设备设计计算有关的国家标准、行业标准为计算模型的设计计算软件。SW6包括十个设备计算程序，分别为卧式容器、塔器、固定管板换热器、浮头式换热器、填函式换热器、U形管换热器、带夹套立式容器、球形储罐、高压容器及非圆形容器等，以及零部件计算程序和用户材料数据库管理程序。SW6零部件计算程序可单独计算最为常用的受内、外压的圆筒和各种封头，以及开孔补强、法兰等受压元件，也可对HG20582-1998钢制化工容器强度计算规定中的一些较为特殊的受压元件进行强度计算。十个设备计算程序则几乎能对该类设备各种结构组合的受压元件进行逐个计算或整体计算。本设计的主要参数均经过SW6校核。钢制卧式容器计算单位计 算 条 件 简 图设计压力 p1.9184MPa设计温度 t50筒体材料名称Q345R(热轧)封头材料名称16MnR(热轧)封头型式椭圆形筒体内直径Di1400mm筒体长度 L6000mm筒体名义厚度 dn12mm支座垫板名义厚度 drn8mm筒体厚度附加量 C2.5mm腐蚀裕量 C12.5mm筒体焊接接头系数 F1封头名义厚度 dhn12mm封头厚度附加量 Ch2.5mm鞍座材料名称16MnR鞍座宽度 b170mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 A700mm鞍座高度 H250mm地震烈度 8度内压圆筒校核计算单位计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.93MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 1400.00mm材料 Q345R(热轧) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.50mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 7.98mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.50mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 2507.12Kg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 = 2.5000 (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 = = 185.46 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= = 2.29159MPa设计温度下计算应力 st = = 142.93MPastf 170.00MPa校核条件stf st结论 合格注：水压试验压力确定Pt=1.25 取为2.5MPa左封头计算计算单位 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.93MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 1400.00mm曲面高度 hi 350.00mm材料 16MnR(热轧) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.50mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 d = = 7.96mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.50mm最小厚度 dmin = 2.10mm名义厚度 dn = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 207.96 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.29934MPa结论 合格右封头计算计算单位 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.93MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 1400.00mm曲面高度 hi 350.00mm材料 16MnR(热轧) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.50mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 d = = 7.96mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.50mm最小厚度 dmin = 2.10mm名义厚度 dn = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 207.96 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 2.29934MPa结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位计 算 条 件 简 图 计算压力 pC1.9184MPa 设计温度 t50 圆筒材料Q345R(热轧) 鞍座材料16MnR 圆筒材料常温许用应力 s170MPa 圆筒材料设计温度下许用应力st170MPa 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 600kg/m3 液压试验介质密度 1000kg/m3 圆筒内直径Di1400mm 圆筒名义厚度 12mm 圆筒厚度附加量 2.5mm 圆筒焊接接头系数 1 封头名义厚度 12mm 封头厚度附加量 Ch2.5mm 两封头切线间距离 6050mm 鞍座垫板名义厚度 8mm 鞍座垫板有效厚度 8mm 鞍座轴向宽度 b170mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 A700mm 封头曲面高度 350mm 试验压力 pT2.5MPa 鞍座高度 H250mm腹板与筋板(小端)组合截面积 11200mm2 腹板与筋板(小端)组合截面断面系数151144mm3 地震烈度8 配管轴向分力 0N圆筒平均半径 706mm 物料充装系数 0.9支 座 反 力 计 算 圆筒质量(两切线间)2528.08kg 封头质量(曲面部分)203.587kg 附件质量445kg 封头容积(曲面部分)3.59189e+08mm3 容器容积(两切线间)V = 1.00316e+10mm3 容器内充液质量工作时, 5417.08压力试验时, = 10031.6kg 耐热层质量0kg总质量工作时, 8797.33压力试验时, 13411.9kg单位长度载荷13.2459 20.194N/mm支座反力43159.7 65798.765798.7N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 3.16375e+07压力试验= 4.82326e+07Nmm支座处横截面弯矩工作时 -4.16386e+06压力试验 -6.34796e+06Nmm系 数 计 算K1=0.106611K2=0.192348K3=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.052178K6=0.04289K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算轴向应力计算操作状态 73.4115 73.9092MPa -2.12784 -1.45595MPa水压试验状态 -3.24233 -2.21965MPa 96.1387 96.8974应力校核许用压缩应力0.00127571根据圆筒材料查GB150图6-36-10 B = 141.09MPa141.09141.09MPa 170 合格|,| 141.09 合格|,| 141.09 合格sT2 ,sT3 0.9ss = 310.5 合格时(时,不适用)8.19521MPa时圆筒中：封头中：MPa应力校核封头椭圆形封头, 碟形封头, 半球形封头, MPa圆筒封头 t = 0.8 s t = 136 MPa圆筒, t t = 136 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313.588mm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