25立方米氮气储罐设计-过程设备设计课程论文

Word 资料 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 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 Word 资料 1 原始数据 设计条件表 序号项 目数 值单 位备 注 1名 称氮气储罐 2用 途氮气储配站 3最高工作压力2 5MPa由介质温度确定 4工作温度 20 48 5公称容积 Vg 25 M3 6工作压力波动情况可不考虑 7装量系数 V 0 9 8工作介质氮气 9使用地点室外 10安装与地基要求储罐底壁坡度0 01 0 02 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 A80HG20592 1997MFM 物料进管 B80HG T21514 2005MFM 物料出管 C25HG20592 1997MFM 温度计接口 D25HG20592 1997MFM 压力表接口 E80HG20592 1997MFM 放气管口 F80HG20592 1997MFM 安全阀接口 G80HG20592 1997MFM 排污管 M1450HG20592 1997MFM 人孔一 M2450HG20592 1997MFM 人孔二 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 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 Word 资料 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 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 4 主要参考文献 Word 资料 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 1998 2 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 1999 3 全国化工设备设计技术中心站 化工设备图样技术要求 2000 11 4 郑津洋 董其伍 桑芝富 过程设备设计 化学工业出版社 2001 5 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 2002 6 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 1996 7 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 系主任审查意见 签字 年 月 日 Word 资料 前前 言言 本设计是针对 过程设备设计 这门课程所安排的一次课程设计 是对这 门课程的一次总结 要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计 本设计的物料为氮气 它是一种无色无味气体 氮气作为一种重要的化工 原料 应用广泛于氨氮的生产制造 分子式 N 密度 1 25g L 熔点 63K 沸点 75K 临界温度 126K 氮气通常不易燃烧且不支持燃烧 化学性质很稳定 常 温下很难跟其他物质发生反应 但在高温 高能量条件下可与某些物质发生化 学变化 用来制取对人类有用的新物质 设计基本思路 本设计综合考虑环境条件 介质的理化性质等因素 结合 给定的工艺参数 按容器的选材 壁厚计算 强度核算 附件选择 焊缝标准 的设计顺序 分别对储罐的筒体 封头 接管 管法兰 人孔接管 人孔接管 补强 液位计 鞍座 焊接形式进行了设计和选择 设备的选择大都有相应的 执行标准 设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件 也有一些设 备没有相应标准 则选择合适的非标设备 各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准 这样让设计有章可 循 并考虑到结构方面的要求 合理地进行设计 Word 资料 目 录 1 工艺设计 2 1 1 存储量 2 1 2 设备的选型及轮廓尺寸 2 2 筒体及封头设计 2 2 1 筒体材料设计 2 2 2 圆筒设计 2 2 3 封头厚度 2 3 接管 法兰 垫片和螺栓的选择 2 3 1 接管和法兰 2 3 2 垫片的选择 2 3 3 螺栓 螺柱 的选择 2 4 人孔的设计 2 4 1 人孔的选取 2 4 2 人孔补强圈设计 2 5 容器支座 2 5 1 制作所承受最大载荷 2 5 2 鞍座选择 2 5 3 支座的位置 2 5 4 焊接机构设计 2 6 附件选择 2 7 整体布局 2 8 强度校核 2 结束语 2 参考文献 2 Word 资料 1 工艺设计 1 1 存储量 盛装氮气的压力容器设计存储量 W V t 式中 W 存储量 t 装量系数 V 压力容器容积 t 设计温度下的饱和溶液的密度 t m3 已知压力容器的工作温度是 20 48 取设计温度为 50 设计压力 Pc 2 5MPa 由气体状态方程 PV nRT 得 PM RT 查得 标准状况下氮气的密度 0 1 251 kg m3 设计温度下的密度 0Pc P0 T0 T 26 094 kg m3 根据设计条件 W V t 0 9 25 26 874 604 665kg 1 2 设备的选型及轮廓尺寸 粗略计算内径 L 25m3 2 D 4 i 取 L D 4 得 Di 1996mm 圆整为 2000mm 根据氮气的性质及设计条件 选用卧式椭圆形封头容器 就力学性能而言 半球形封头效果较好 但是冲压工艺较难 不易成型 根据 JB T 4737 1995 选用 EHA 椭圆形封头 公称直径 DN mm 曲面高度 h mm 1 直边高度 h mm 2 内表面积 A m 2 容积 V m 3 2000500504 65011 2043 图 1 1 椭圆形封头 Word 资料 压力容器体积 V 2V 封头 D L 25m3 4 2 i 得 L 7190mm 圆整得 L 7600mm V实 2V封头 L 2 1 2043 22 7 6 26 285m3 2 D 4 i 4 100 5 1 5 符合设计要求 V VV 实 综上所述 筒体的公称直径为 Di 2000mm 长度 L 7600mm 2 筒体及封头设计 2 1 筒体材料设计 设计压力 工作温度 20 48 aMPcP5 2 根据 GB6654 选用 16MnR 热轧钢 2 2 圆筒设计 材料许用应力表得 16MnR 的 163MPa t 16 mm36 由 钢制压力容器的焊接接头系数值 表 选择双面焊对接接头无损检测 比例为 100 所以 1 00 14 8mm c t ic 2P DP 取腐蚀裕度 负偏差mmC2 2 mmC30 0 1 设计厚度 mmC d 8 162 8 14 2 名义厚度mmC dn 18 1 圆整 根据 钢材标准规格 GB709 88 得 名义厚度为 18mm 检查 没有变化 故取名义厚度 18mm 合适mm n 18 t 2 3 封头厚度 标准椭圆形封头形状系数 k 1 mm P DKP 76 14 c t ic 5 0 2 取腐蚀裕量 负偏差mm2C2 mmC30 0 1 Word 资料 设计厚度 mmC d 06 17 2 名义厚度 mmC dn 18 1 圆整 据 JB T 4737 1995 知 18mm n 检查 没有变化 故取名义厚度 18mm 合适mm n 18 t 3 接管 法兰 垫片和螺栓的选择 3 1 接管和法兰 氮气储罐应设置排污口 物料进口 物料出口 人孔 温度计口 压力表 口 安全阀口 放空口 法兰公称压力取 故取 at MPP5 2 aN MPP0 4 根据 压力容器与化工设备实用手册 a 时 可选接管公称通 aN MPP0 4 径 DN 80mm 根据设计压力 PN 2 5MPa 查 HG T 20592 97 钢制管法兰 表 4 4 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 0 4 0MPa 接管法 兰材料选用 16MnR 根据各接管公称通径 查表 4 4 得各法兰的尺寸 图 3 1 带颈平焊钢制管法兰 Word 资料 表 3 1 法兰尺寸 连接尺寸 法兰内 径 B1 序 号 名称 公 称 通 径 DN 钢管 外 径 B 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 螺栓 Th 法兰 厚度 C 法兰 高度 H 法兰颈 B 系列 坡口 宽度 b 法兰 理论 质量 kg A 物料 进管 8089200160188M1624401189164 86 B 物料 出管 8089200160188M1624401189164 86 C 温度 计口 253210575144M121626452641 03 D 压力 表口 253210575144M121626452641 03 E 放气 管 8089200160188M1624401189164 86 F 安全 阀口 8089200160188M1624401189164 86 G 排污 管 8089200160188M1624401189164 86 接管外径的选用以 B 国内沿用系列 公制管 为准 对于公称压力 0 25 PN 25MPa 的接管 查 压力容器与化工设备实用手册 普通无缝钢管 选材料为 16MnR 对应的管子尺寸如下如表 表 3 2 管子尺寸 序号名称公称直径管子外径数量管口伸 出量 管子壁厚伸长量质 量 kg A 物料进管 808911501 26 B 物料出管 808911501 26 C 温度计管 253212000 244 D 压力表管 253212000 244 E 放气管 808911501 26 F 安全阀管 808911501 26 Word 资料 G 排污管 808911501 26 3 2 垫片的选择 查 钢制管法兰 垫片 紧固件 表 4 0 2 3 凹凸面法兰用 MFM 型垫片尺 寸 根据设计压力为 Pc 1 9184MPa 采用金属包覆垫片 选择法兰的密封面均 采用 MFM 凹凸面密封 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 得对应垫片尺寸如表 图 3 2 凹凸面型垫片 表 3 3 垫片尺寸 序号名称公称直径 DN mm 内径 D1 mm 外径 D2 mm 厚度 mm A 物料进管 8061 5823 B 物料出管 801201423 C 温度计接口 251201423 D 压力表接口 2545 5613 E 放气管口 801201423 F 安全阀接口 801201423 G 排污管 801201423 Word 资料 3 3 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 0 07 9 和附录中标 A 0 1 得 螺柱的长度和平垫圈尺寸 图 3 4 双头螺柱 图 3 5 螺母 表 3 4 螺栓及垫圈尺寸 紧固件用平垫圈 mm序号名称 公称直径螺纹螺柱长 d1d2h A 物料进管 80M127513242 5 B 物料出管 80M168517303 C 温度计管 25M1610017303 D 压力表管 25M1610017303 E 放气管 80M1610017303 F 安全阀管 80M1610017303 G 排污管 80M1610017303 Word 资料 4 人孔的设计 4 1 人孔的选取 查 压力容器与化工设备实用手册 因筒体长度 7600mm 6000mm 需开两 个人孔 可选回转盖带颈对焊法兰人孔 由使用地为太原市室外 确定人孔的公称直径 DN 450mm 以方便工作人员 的进入检修 配套法兰与上面的法兰类型相同 根据 HG T 21518 2005 回转 盖带颈对焊法兰人孔 查表 3 1 由 PN 2 5MPa 选用凹凸面的密封形式 MFM 采用 8 8 级 35CrMoA 等长双头螺柱连接 其明细尺寸见下图 图 4 1 回转盖带颈对焊法兰人孔 Word 资料 表 4 1 人孔尺寸表 P 公斤 cm2 公称 直径 mm DD1 HH1H2b1 螺栓 个数 螺母个数螺栓规格总质量 kg 2545068561037827013252143320536M 324 4 2 人孔补强圈设计 图 4 2 补强圈 4 2 1 设计方法判别 按 HG T 21518 2005 选用回转盖带颈对焊法兰人孔 设 厚度附加量 C 2mm 开孔直径 D Di 2C 450 4 504mm 则 2000 3 667mm 3 D i D 故可以采用等面积法进行开孔补强计算 接管材料选用 16MnR 钢 其许用应力 a t MP163 根据 GB150 1998 中 1 2 ret fdA 其中 壳体开孔处的计算厚度mm45 15 接管的有效厚度16218 21 cc ntet 强度削弱系数 1 163 163 r r n r f 则 2 3 701445 15454mmA Word 资料 4 2 2 补强范围 4 2 2 1 补强有效宽度 B 的确定 按 GB150 中有 mmdB90845422 1 mmdB ntn 51814218245422 2 mmBBB908 max 21 4 2 2 2 有效高度的确定 外侧有效高度的确定 1 h 根据 GB150 1998 中式 8 9 得 mmdh nt 725 7914454 1 mmHh300 1 1 接管实际外伸高度 mmhhh725 79 min 2 11 内侧有效高度的确定 2 h 根据 GB150 1998 中式 8 9 得 4 9018454 2 nt dh 0 2 h 222 min 0hhh 4 2 2 3 有效补强面积 根据 GB150 中式 8 10 式 8 13 Ae A1 A2 A3 分别计算如下 4 2 2 3 1 筒体多余面积 1 A 2 1 7 24945 15 16454 908 1 2 mmfdBA reete 4 2 2 3 1 1 管的多余面积 接管厚度 mm P dP c t n ic t 33 3 5 211702 4505 2 2 2 2212 3448 1382 478 3 12 72 792 2 2mmfChfhA retrtet Word 资料 4 2 2 3 1 2 焊缝金属截面积 焊角取 6 0mm 22 3 1 6236 2 Amm 4 2 2 3 2 补强面积 Ae A1 A2 A3 249 7 1382 3488 36 1668 05mm2 因为 Ae A 4772 88mm2 所以开孔需另行补强 A4 A Ae 7014 3 1668 05 5346 25mm2 4 2 2 3 3 补强圈设计 根据 DN450 取补强圈外径 因为 B 所以在有效补强范 760mmD D 围 补强圈内径 mmd278482760 4 2 2 3 4 补强圈厚度 A4 19 23mm 圆整取名义厚度为 22mm t dD 根据 GB 150 JB T4736 2002 补强圈焊接形式 D 型 D1 d0 6 12 表 4 2 补强圈补强及附件的选择 接管公称直径 DN mm外径 D2内径 D1 厚度 e 1 5 n 重量 Kg 4507604821436 3 图 4 3 补强圈 Word 资料 5 容器支座 5 1 制作所承受最大载荷 54321 2mmmmmm 其中 为筒体质量 1 mkgm 9 6807 1 为封头质量 2 mkgm06 650 2 为全部法兰及附件质量 3 mkgm648 79 3 人孔质量 4 mkgm265 4 水压试验时水重 5 mkgVm26280 5 水实际 则 kgm668 3446726280265648 7906 65029 6807 总载荷NNmgQk33833767479684 9 668 34467 kNkNQQ169338 2 1 2 1 每个鞍座的重量 5 2 鞍座选择 由 容器支座 JB T 4712 1 2007 kNQ169 mmDg2000 选取轻型 A 型 鞍式支座 DN 2000mm 如图 图 5 1 鞍式支座 Word 资料 表 5 1 鞍座的结构尺寸 标记 JB T 4712 1 2007 支座 A 2000 F JB T 4712 1 2007 支座 A 2000 S 5 3 支座的位置 因为鞍座位置的要求为 A 0 2L 1520mm 并尽量使 A 0 5R0 综合考 虑选择 A 509mm 5 4 焊接机构设计 5 4 1 焊接接头设计 5 4 1 1 筒体 封头与筒体的焊接形式 由于筒体 封头与筒体焊接为 A 类 B 类 所以才用对接接头 对接接头特点 受热均匀 受力对称 便于无损检测 焊接质量容易 得到保证 5 4 1 2 管材与筒体 封头焊接 采用带补强圈的角焊接 5 4 1 3 管材与法兰相连接 采用无补强圈的角焊接 5 4 2 坡口形式 5 4 2 1 筒体 筒体与封头采用双 V 形坡口 Word 资料 5 4 2 2 接管与筒体 5 4 2 3 接管与法兰 5 4 2 4 焊条的选择 表 5 1 焊条型号及牌号 JB T 4709 2007 接头母材焊条型号焊条牌号 16MnR 16MnRE5016J506 Word 资料 6 附件选择 安全阀的选择 由操作压力决定安全阀的公称压力 由操作温度决定安全阀的使用温 度范围 所以由本设计的温度 压力 介质等基本参数选用弹簧封闭式安全阀 CA41H 25 安全阀计算 计算数据名称计算数据名称代号代号计算公式计算公式计算结果计算结果单位单位 进口管内径 d 已知 207mm 气体进口流速 v 设定 15m s 气体密度 p 查表 11 46 kg m 3 压力容器安全泄放量 WsWs 2 83x10 3pvd220845 05297kg h 安全阀出口侧压力 绝压 Po 已知 0 1MPa 安全阀整定压力 Ps 已知 1MPa 安全阀排放压力 绝压 PdPs 1 1Ps 0 11 2MPa 气体绝热系数 k 查表 1 4 气体特征系数 C 查表 356 气体摩尔质量 M 查表 28 02 kg m ol 气体温度 T 已知 T t 273 298k 气体在操作温度压力下压缩系数 Z 查图 1 气体临界条件判定 Po Pd0 083333333 2 k 1 k k 1 0 528281788 Po Pd 2 k 1 k k 1 采用全启式安全阀 排放系数 K 选定 0 65 安全阀最小排气截面积 AA Ws 7 6x10 2CKPd M Z3221 208799mm2 T 1 2 安全阀最小流通直径 d1d1 4A 1 264 05818214mm 选用安全阀喉径 do 选定 125mm 安全阀阀座口径 公称直径 DN 选定 200mm 安全阀数量选定 1 安全阀型号选定 A42H 16C 安全阀工作压力级选定 0 8 1 0MPa Word 资料 图 6 1 安全阀 7 整体布局 Word 资料 8 强度校核 钢制卧式容器钢制卧式容器计算单位 计计 算算 条条 件件 简简 图图 设计压力 p2 52 5MPa 设计温度 t5050 筒体材料名称16MnR 16MnR 热轧热轧 封头材料名称16MnR 16MnR 热轧热轧 封头型式椭圆形椭圆形 筒体内直径Di 20002000mm 筒体长度 L76007600mm 筒体名义厚度 n1818mm 支座垫板名义厚度 rn1010mm 筒体厚度附加量 C 2 2mm 腐蚀裕量 C1 2 2mm 筒体焊接接头系数 1 1 封头名义厚度 hn1818mm 封头厚度附加量 Ch 2 2mm 鞍座材料名称 16MnR16MnR 鞍座宽度 b 220220mm 鞍座包角 120120 支座形心至封头切线距离 A 559559mm 鞍座高度 H250250mm 地震烈度 低于低于7 7度 Word 资料 内压圆筒校核内压圆筒校核计算单位 计算条件筒体简图 计算压力 Pc 2 502 50MPa 设计温度 t 50 0050 00 C 内径 Di 2000 002000 00mm 材料 16MnR 16MnR 热轧热轧 板材板材 试验温度许用应力 163 00163 00MPa 设计温度许用应力 t 163 00163 00MPa 试验温度下屈服点 s 325 00325 00MPa 钢板负偏差 C1 0 000 00mm 腐蚀裕量 C2 2 002 00mm 焊接接头系数 1 001 00 厚度及重量计算 计算厚度 P D P ci t c 2 15 4615 46 mm 有效厚度 e n C1 C2 16 0016 00 mm 名义厚度 n 18 0018 00 mm 重量 6807 906807 90Kg 压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验液压试验 试验压力值 PT 1 25P t 3 75003 7500 或由用户输入 MPa 压力试验允许通过 的应力水平 T T 0 90 s 292 50292 50MPa 试验压力下 圆筒的应力 T pD Tie e 2 236 25236 25 MPa 校核条件 T T 校核结果 合格合格 压力及应力计算 最大允许工作压力 Pw 2 e t ie D 2 587302 58730 MPa 设计温度下计算应力 t PD cie e 2 157 50157 50 MPa t 163 00163 00MPa 校核条件 t t 结论 合格合格 Word 资料 左封头计算左封头计算计算单位 计算条件椭圆封头简图 计算压力 Pc 2 502 50MPa 设计温度 t 50 0050 00 C 内径 Di 2000 002000 00mm 曲面高度 hi 500 00500 00mm 材料 16MnR 16MnR 热轧热轧 板材板材 设计温度许用应力 t 163 00163 00MPa 试验温度许用应力 163 00163 00MPa 钢板负偏差 C1 0 000 00mm 腐蚀裕量 C2 2 002 00mm 焊接接头系数 1 001 00 厚度及重量计算 形状系数 K 1 6 2 2 2 D h i i 1 00001 0000 计算厚度 KP D P ci t c 20 5 15 4015 40 mm 有效厚度 e n C1 C2 16 0016 00 mm 最小厚度 min 3 003 00 mm 名义厚度 n 18 0018 00 mm 结论 满足最小厚度要求满足最小厚度要求 重量 650 06650 06 Kg 压 力 计 算 最大允许工作压力 Pw 2 0 5 t e ie KD 2 597612 59761 MPa 结论 合格合格 Word 资料 右封头计算右封头计算计算单位 计算条件椭圆封头简图 计算压力 Pc 2 502 50MPa 设计温度 t 50 0050 00 C 内径 Di 2000 002000 00mm 曲面高度 hi 500 00500 00mm 材料 16MnR 16MnR 热轧热轧 板材板材 设计温度许用应力 t 163 00163 00MPa 试验温度许用应力 163 00163 00MPa 钢板负偏差 C1 0 000 00mm 腐蚀裕量 C2 2 002 00mm 焊接接头系数 1 001 00 厚度及重量计算 形状系数 K 1 6 2 2 2 D h i i 1 00001 0000 计算厚度 KP D P ci t c 20 5 15 4015 40 mm 有效厚度 e n C1 C2 16 0016 00 mm 最小厚度 min 3 003 00 mm 名义厚度 n 18 0018 00 mm 结论 满足最小厚度要求满足最小厚度要求 重量 650 06650 06 Kg 压 力 计 算 最大允许工作压力 Pw 2 0 5 t e ie KD 2 597612 59761 MPa 结论 合格合格 Word 资料 卧式容器 双鞍座 卧式容器 双鞍座 计算单位 计计 算算 条条 件件 简简 图图 计算压力 pC 2 52 5MPa 设计温度 t 5050 圆筒材料16MnR 16MnR 热轧热轧 鞍座材料 16MnR16MnR 圆筒材料常温许用应力 163163MPa 圆筒材料设计温度下许用应力 t 163163MPa 圆筒材料常温屈服点 325325MPa 鞍座材料许用应力 sa 170170MPa 工作时物料密度 O 10001000kg m3 液压试验介质密度 T10001000 kg m3 圆筒内直径Di 20002000 mm 圆筒名义厚度 n 1818 mm 圆筒厚度附加量 C 2 2mm 圆筒焊接接头系数 1 1 封头名义厚度 hn 1818 mm 封头厚度附加量 Ch 2 2mm 两封头切线间距离 L 77007700mm 鞍座垫板名义厚度 rn 1010 mm 鞍座垫板有效厚度 re 1010 mm 鞍座轴向宽度 b 220220mm 鞍座包角 120120 鞍座底板中心至封头切线距离 A 559559mm 封头曲面高度 hi 500500 mm 试验压力 pT 3 753 75MPa 鞍座高度 H 250250mm 腹板与筋板组合截面积 Asa 2008020080mm2 Word 资料 腹板与筋板组合截面断面系数Zr 369095369095mm3 地震烈度 7 7 圆筒平均半径 Ra 10091009mm 物料充装系数 o 0 90 9 一个鞍座上地脚螺栓个数 1 1 地脚螺栓公称直径 0 0mm 地脚螺栓根径 0 0mm 鞍座轴线两侧的螺栓间距 0 0mm 地脚螺栓材料 支支 座座 反反 力力 计计 算算 圆筒质量 两切线间 snni1 c LDm 6897 696897 69 kg 封头质量 曲面部分 m2 623 755623 755 kg 附件质量m3 79 64879 648 kg 封头容积 曲面部分 V h 1 0472e 091 0472e 09 mm3 容器容积 两切线间 V 2 62847e 10 2 62847e 10mm3 容器内充液质量 工作时 oo Vm4 23656 223656 2 压力试验时 mV T4 26284 7 26284 7 kg 耐热层质量m5 0 0 kg 总质量 工作时 54321 2mmmmmm3188131881 压力试验时 5 4321 2mmmmmm34509 534509 5 kg 单位长度载荷 q mg Lh 4 3 i 37 388537 3885 q m g Lh 4 3 i 40 47140 471 N mm 支座反力 Fmg 1 2 156408156408 gmF 2 1 169304169304 FF F max 169304169304 N 筒筒 体体 弯弯 矩矩 计计 算算 Word 资料 圆筒中间处截 面上的弯矩 工作时 L A L h LhRLF M 4 3 4 1 21 4 i 22 i 2 a 1 1 96842e 08 1 96842e 08 压力试验 L A L h LhRLF MT 4 3 4 1 21 4 i 22 i 2 a 1 2 13071e 08 2 13071e 08 N mm 支座处横 截面弯矩 操作工况 L h AL hR L A AFM 3 4 1 2 1 1 i 2 i 2 a 2 5 62896e 06 5 62896e 06 压力试验工况 L h AL hR L A AFMT 3 4 1 2 1 1 i 2 i 2 a 2 6 09305e 06 6 09305e 06 N mm 系系 数数 计计 算算 K1 0 1066110 106611K2 0 1923480 192348K3 1 170691 17069 K4 K5 0 7602580 760258K6 0 0174950 017495 K6 K7 K8 K9 0 2035220 203522C4 C5 筒筒 体体 轴轴 向向 应应 力力 计计 算算 e 2 a 1aC 2 2 R MRp e 82 676682 6766 e 2 a1 2 e aC 3 2 RK MRp 79 859979 8599 MPa 操作状态 ee R MRp 2 a 1aC 1 2 3 84846 3 84846 e 2 a2 2aC 4 2 RK MRp e 0 572149 0 572149 MPa 轴向 应力 计算 水压试验状态 e 2 a 1 T1 R MT 4 16363 4 16363 e 2 a2 2 4 RK MT T 0 61932 0 61932 MPa Word 资料 e 2 a 1aT 2 2 R MRp T e T 122 408 122 408 e 2 a1 2 e aT 3 2 RK MRp T T 119 359 119 359 MPa a e 094 0 R A 0 0015040 001504 根据圆筒材料查GB150GB150图6 36 3 6 106 10 B 147 942147 942 MPa 许用压缩应力 B t ac min t 147 942147 942 9 0min ac BReL 147 942147 942 MPa 应力 校核 32 t 163163 合格合格 1 4 t ac 147 942147 942 合格合格 1T 4T ac 147 942147 942 合格合格 T2 T3 0 9 s 292 5292 5 合格合格 MPa A R m 2 时 4 L A 时 不适用 3 4 2 iea 3 hL AL R FK 9 658389 65838 MPa 筒体 和封 头的 切应 力 A R m 2 时 圆筒中 ea 3 R FK 封头中 hea 4 h R FK MPa 封头 椭圆形封头 he ic h 2 DKP 碟形封头 he hc h 2 RMP 半球形封头 he ic h 4 DP MPa 圆筒 封头 0 8 t 130 4130 4 125 t h MPa 应力校核 圆筒 130 4130 4 MPa 合格合格 封头 h h MPa 鞍鞍 座座 处处 圆圆 筒筒 周周 向向 应应 力力 无 加 强 圆筒的有效宽度 na2 56 1 Rbb 430 236430 236 mm Word 资料 在横截面最低 点处 5 5 2 kK F b e 1 86982 1 86982 MPa L Rm 8时 6 2 6 2 4 3 2 F b K F ee MPa 圈 圆 筒 无垫 板或 垫板 不起 加强 作用 时 在鞍座 边角处 L Rm 8时 2 e a6 2e 6 12 4 L FRK b F 24 3424 24 3424 MPa 鞍座垫板宽度 na 56 1 RbW 鞍座垫板包角 12 横截面最低点 处的周向应力 5 5 2 kK F b ere MPa L Rm 8时 6 2 6 22 4 3 2 F b K F ereere MPa 鞍座边角处 的周向应力L Rm 8时 6 2 6 22 4 12 F b K FR L ere m ere MPa L Rm 8时 2 e 6 2e 6 2 3 4 FK b FMPa 垫板 起加 强作 用时 鞍座垫板边 缘处圆筒中 的周向应力 L Rm 8时 2 e m 6 2e 6 12 4 L FRK b FMPa 无 加 强 圈 筒 体 应力校核 5 t 163163 合格合格 6 1 25 t 203 75203 75 合格合格 6 1 25 t 203 75203 75 MPa 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 有 加 强 圈 圆 筒 加强圈参数 设计温度下许用应力 R t MPa Word 资料 在鞍座边角处圆筒的周向应力 0 8 0 74 7 A FK I eFRKC m MPa 加强圈位于 鞍座平面上 在 鞍 座 边 角 处 加 强 圈 内 缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 0 8 0 m75 8 A FK I dFRKC MPa 横横 截截 面面 最最 低低 点点 的的 周周 向向 应应 力力 无垫板时 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 5 5 2 kK F b e 采用垫板时 垫板起加强作用 5 5 2 kK F b ere MPa 在横截上靠近水平中心线的周向应力 0 8 0 m74 7 A FK I eFRKC MPa 加强圈靠近鞍座 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 8 57 0 8 0 C K R dF I K F A m MPa 无垫板或垫板不起 加强 作用 L Rm 8时 6 2 6 2 4 3 2 F b K F ee MPa 无垫板或垫板不起 加强 作用 L Rm 8时 6 2 6 2 4 12 F b K FR L e m e MPa 采用垫板时 垫板起加强作用 L Rm 8时 6 2 6 22 4 3 2 F b K F ereere MPa 有 加 强 圈 圆 筒 加 强 圈 靠 近 鞍 座 鞍座边角处点 处的周向应力 采用垫板时 垫板起加强作用 L Rm 8时 6 2 6 2 4 12 F b K FR L ere m e 2 re MPa 应力校核 5 t 合格合格 6 1 25 t 合格合格 7 1 25 t 8 1 25 tR MPa 鞍鞍 座座 应应 力力 计计 算算 Word 资料 水平分力 FKF 9S 3445734457 N 计算高度 HRH 3 1 min as 250250 mm 鞍座腹板厚度 o b1010 mm 鞍座垫板实际宽度 b4 430430 mm 鞍座垫板有效宽度 bb b r min 42 430430 mm 腹板水平应力 无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 9 0 F H b S S 13 782813 7828 垫板起加强作用 9 0 F H bb S Srre MPa 腹板水 平应力 应力判断 9 2 3 sa 113 333113 333 合格合格 MPa 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 Hv 12681268 mm 轴向力 mgF 1Ev N FfFEv ALA HF Z HF A F EvEv 22 sa V rsa sa MPa FfFEv ALA HF Z HFfF A F EvEv 2 sa V r s sa sa MPa 腹板与 筋板组 合截面 应力 sa 1 2 bt bt Ev bt Anl M 1 00 MPa 拉应力 bt 1 2 bt MPa bt sEv bt An fFF MPa 地脚螺 栓应力 剪应力 bt 0 8 Ko bt MPa FfFf N rsa sa Z HfF A F t 50 1654 50 1654 MPa 温差引 起的应 力 tsa sa 170170 注 带注 带 的材料数据是设计者给定的的材料数据是设计者给定的 开孔补强计算开孔补强计算 计算单位 Word 资料 接 管 C D C D 3232 1111 计 算 方 法 GB150 1998 等 面 积 补 强 法 单 孔 设 计 条 件简 图 计算压力 pc 2 52 5MPa 设计温度 5050 壳体型式圆形筒体圆形筒体 壳体材料 名称及类型 16MnR 16MnR 热轧热轧 板材板材 壳体开孔处焊接接头系数 1 1 壳体内直径 Di 20002000mm 壳体开孔处名义厚度 n 1818mm 壳体厚度负偏差 C1 0 0mm 壳体腐蚀裕量 C2 2 2mm 壳体材料许用应力 t 163163MPa 接管实际外伸长度 150150mm 接管实际内伸长度 0 0mm 接管材料16Mn 16Mn 热轧热轧 接管焊接接头系数 1 1 名称及类型管材管材 接管腐蚀裕量 2 2mm 补强圈材料名称 补强圈外径 mm 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm 补强圈厚度 mm 接管厚度负偏差 C1t 1 3751 375mm 补强圈厚度负偏差 C1r mm 接管材料许用应力 t 163163MPa 补强圈许用应力 t MPa 开 孔 补 强 计 算 壳体计算厚度 15 4615 46mm 接管计算厚度 t 0 0770 077 mm 补强圈强度削弱系数 frr 0 0 接管材料强度削弱系数 fr 1 1 开孔直径 d 16 7516 75mm 补强区有效宽度 B 74 7574 75 mm 接管有效外伸长度 h1 13 5713 57mm 接管有效内伸长度 h2 0 0 mm 开孔削弱所需的补强面积A 258 9258 9mm2 壳体多余金属面积 A1 31 5531 55 mm2 接管多余金属面积 A2 204 9204 9mm2 补强区内的焊缝面积 A3 3636 mm2 A1 A2 A3 272 5272 5 mm2 大于 大于A A 不需另加补强 不需另加补强 补强圈面积 A4 mm2A A1 A2 A3 mm2 结论 补强满足要求补强满足要求 不需另加补强 不需另加补强 开孔补强计算开孔补强计算 计算单位 接 管 A B EA B E F GF G 8989 1818 计 算 方 法 GB150 1998 等 面 积 补 强 法 单 孔 Word 资料 设 计 条 件简 图 计算压力 pc 2 52 5MPa 设计温度 5050 壳体型式圆形筒体圆形筒体 壳体材料 名称及类型 16MnR 16MnR 热轧热轧 板材板材 壳体开孔处焊接接头系数 1 1 壳体内直径 Di 20002000mm 壳体开孔处名义厚度 n 1818mm 壳体厚度负偏差 C1 0 0mm 壳体腐蚀裕量 C2 2 2mm 壳体材料许用应力 t 163163MPa 接管实际外伸长度 150150mm 接管实际内伸长度 0 0mm 接管材料16Mn 16Mn 热轧热轧 接管焊接接头系数 1 1 名称及类型管材管材 接管腐蚀裕量 2 2mm 补强圈材料名称 补强圈外径 mm 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm 补强圈厚度 mm 接管厚度负偏差 C1t 2 252 25mm 补强圈厚度负偏差 C1r mm 接管材料许用应力 t 163163MPa 补强圈许用应力 t MPa 开 孔 补 强 计 算 壳体计算厚度 15 4615 46mm 接管计算厚度 t 0 410 41 mm 补强圈强度削弱系数 frr 0 0 接管材料强度削弱系数 fr 1 1 开孔直径 d 61 561 5mm 补强区有效宽度 B 133 5133 5 mm 接管有效外伸长度 h1 33 2733 27mm 接管有效内伸长度 h2 0 0 mm 开孔削弱所需的补强面积A 950 5950 5mm2 壳体多余金属面积 A1 39 1739 17 mm2 接管多余金属面积 A2 887 7887 7mm2 补强区内的焊缝面积 A3 3636 mm2 A1 A2 A3 962 9962 9 mm2 大于 大于A A 不需另加补强 不需另加补强 补强圈面积 A4 mm2A A1 A2 A3 mm2 结论 补强满足要求补强满足要求 不需另加补强 不需另加补强 开孔补强计算开孔补强计算 计算单位 接 管 M M1 1 M M2 2 480480 1414 计 算 方 法 GB150 1998 等 面 积 补 强 法 单 孔 设 计 条 件简 图 Word 资料 计算压力 pc 2 52 5MPa 设计温度 5050 壳体型式圆形筒体圆形筒体 壳体材料 名称及类型 16MnR 16MnR 热轧热轧