压力容器卧罐设计计算书.doc

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-98软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESS EQUIPMENT DESIGN 工程名 ： PROJECT 设备位号： ITEM 设备名称： EQUIPMENT 图 号： DWG NO。 设计单位： DESIGNER设 计Designed by日期Date校 核Checked by日期Date审 核Verified by日期Date审 定Approved by日期Date钢制卧式容器计算单位 计 算 条 件 简 图设计压力 p1.8MPa设计温度 t50筒体材料名称16MnR(热轧)封头材料名称16MnR(热轧)封头型式椭圆形筒体内直径Di2200mm筒体长度 L7080mm筒体名义厚度 dn14mm支座垫板名义厚度 drn8mm筒体厚度附加量 C1.5mm腐蚀裕量 C11.5mm筒体焊接接头系数 F1封头名义厚度 dhn14mm封头厚度附加量 Ch1.5mm鞍座材料名称Q235-B鞍座宽度 b240mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 A580mm鞍座高度 H250mm地震烈度 低于7度内压圆筒校核计算单位 计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.80MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2200.00mm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试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 1.50mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 11.71mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.50mm名义厚度 dn = 14.00mm重量 5411.85Kg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 = 2.2500 (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 = = 199.12 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= = 1.92090MPa设计温度下计算应力 st = = 159.30MPastf 170.00MPa校核条件stf st结论 合格左封头计算计算单位 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.80MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2200.00mm曲面高度 hi 525.00mm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 1.50mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0650计算厚度 d = = 12.44mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.50mm最小厚度 dmin = 6.60mm名义厚度 dn = 14.00mm结论 满足最小厚度要求重量 583.75 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.80908MPa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 1.80MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 2200.00mm曲面高度 hi 525.00mm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 1.50mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0650计算厚度 d = = 12.44mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 12.50mm最小厚度 dmin = 6.60mm名义厚度 dn = 14.00mm结论 满足最小厚度要求重量 583.75 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.80908MPa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 pC1.8MPa 设计温度 t50 圆筒材料16MnR(热轧) 鞍座材料Q235-B 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 ssa145MPa 工作时物料密度 420kg/m3 液压试验介质密度 1000kg/m3 圆筒内直径Di2200mm 圆筒名义厚度 14mm 圆筒厚度附加量 1.5mm 圆筒焊接接头系数 1 封头名义厚度 14mm 封头厚度附加量 Ch1.5mm 两封头切线间距离 7160mm 鞍座垫板名义厚度 8mm 鞍座垫板有效厚度 8mm 鞍座轴向宽度 b240mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 A580mm 封头曲面高度 525mm 试验压力 pT2.25MPa 鞍座高度 H250mm腹板与筋板组合截面积 36816mm2 腹板与筋板组合截面断面系数964458mm3 地震烈度7圆筒平均半径 Ra 1107mm 物料充装系数 0.9一个鞍座上地脚螺栓个数1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)5473.16kg 封头质量(曲面部分)583.959kg 附件质量17990kg 封头容积(曲面部分)1.39382e+09mm3 容器容积(两切线间)V = 3.00051e+10mm3 容器内充液质量工作时, 11341.9压力试验时, = 30005.1kg 耐热层质量0kg总质量工作时, 35973压力试验时, 54636.2kg单位长度载荷44.9068 68.2049N/mm支座反力176484 268045268045N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 1.96075e+08压力试验= 2.978e+08Nmm支座处横截面弯矩操作工况： -6.00601e+06压力试验工况： -9.12199e+06Nmm系 数 计 算K1=0.106611K2=0.192348K3=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.0151107K6=K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算轴向应力计算操作状态 83.7805 80.8746MPa -4.07649 -0.649178MPa水压试验状态 -6.18828 -0.985978MPa 105.821 101.408MPa应力校核许用压缩应力0.00106818根据圆筒材料查GB150图6-36-10 B = 136.507MPa136.507136.507MPa 170 合格|,| 136.507 合格|,| 136.507 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)17.311MPa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 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434.206mm无垫板或垫板不起加强作用时在横截面最低点处-3.7546MPa在鞍座边角处L/Rm8时, MPaL/Rm8时, -60.4403MPa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MPa鞍座边角处的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, MPa鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, MPa应力校核 |s5| s t = 170 合格 |s6 | 1.25s t = 212.5 合格 |s6 | 1.25s t = 212.5 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54553.1N腹板水平应力计算高度250mm鞍座腹板厚度14mm鞍座垫板实际宽度400mm鞍座垫板有效宽度400mm腹板水平应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 , 15.5866垫板起加强作用, MPa应力判断 s9 s sa = 96.6667 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 1364mm轴向力 N, MPa, MPa|ssa| 1.2sbt= 地脚螺栓应力拉应力 MPasbt 1.2sbt = MPa 剪应力 MPatbt 0.8sbt = MPa 温差引起的应力 N -23.0924MPa|stsa| ssa = 145 注：带#的材料数据是设计者给定的开孔补强计算计算单位 接 管: a, 53014计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法, 单 孔设 计 条 件简 图计算压力 pc1.8MPa设计温度50壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16MnR(热轧)板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n14mm壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C21.5mm壳体材料许用应力t170MPa 接管实际外伸长度682mm接管实际内伸长度66mm接管材料16MnR(热轧)接管焊接接头系数1名称及类型板材接管腐蚀裕量3mm补强圈材料名称16MnR(热轧)凸形封头开孔中心至封头轴线的距离mm补强圈外径840mm补强圈厚度10mm接管厚度负偏差 C1t 0mm补强圈厚度负偏差 C1r 0mm接管材料许用应力t170MPa补强圈许用应力t170MPa开 孔 补 强 计 算壳体计算厚度 11.71mm接管计算厚度t2.672 mm补强圈强度削弱系数 frr1接管材料强度削弱系数 fr1开孔直径 d508mm补强区有效宽度 B1016 mm接管有效外伸长度 h184.33mm接管有效内伸长度 h263 mm开孔削弱所需的补强面积A 5948mm2壳体多余金属面积 A1401.8 mm2接管多余金属面积 A22413mm2补强区内的焊缝面积 A396.5 mm2A1+A2+A3=2911 mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A43100mm2A-(A1+A2+A3)3037mm2结论: 补强满足要求。开孔补强计算计算单位 接 管: d, 1596计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法, 单 孔设 计 条 件简 图计算压力 pc1.8MPa设计温度50壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16MnR(热轧)板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n14mm壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C21.5mm壳体材料许用应力t170MPa 接管实际外伸长度725mm接管实际内伸长度10mm接管材料20G(热轧)接管焊接接头系数1名称及类型管材接管腐蚀裕量3mm补强圈材料名称16MnR(热轧)凸形封头开孔中心至封头轴线的距离mm补强圈外径300mm补强圈厚度12mm接管厚度负偏差 C1t 0.75mm补强圈厚度负偏差 C1r 0mm接管材料许用应力t137MPa补强圈许用应力t170MPa开 孔 补 强 计 算壳体计算厚度 11.71mm接管计算厚度t0.972 mm补强圈强度削弱系数 frr1接管材料强度削弱系数 fr0.806开孔直径 d154.5mm补强区有效宽度 B309 mm接管有效外伸长度 h130.45mm接管有效内伸长度 h27 mm开孔削弱所需的补强面积A 1819mm2壳体多余金属面积 A1121.5 mm2接管多余金属面积 A262.71mm2补强区内的焊缝面积 A349.5 mm2A1+A2+A3=233.7 mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A41692mm2A-(A1+A2+A3)1586mm2结论: 补强满足要求。开孔补强计算计算单位 接 管: e, 57814计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法, 单 孔设 计 条 件简