R0301反应器机械校核R0301

过 程 设 备 强 度 设 计 计 算 书 SW6-2011 塔 设 备 校 核计 算 单 位中国石油大学（华东）SSR团队计 算 条 件塔 型 填料容 器 分 段 数（不 包 括 裙 座） 1压 力 试 验 类 型 液压封头上 封 头下 封 头材料名称 S31603 S31603名义厚度(mm) 8 8腐蚀裕量(mm) 2 2焊接接头系数 1 1封头形状 椭圆形 椭圆形圆筒设计压力(Mpa)设计温度()长度(mm)名义厚度(mm)内径/外径(mm)材料名称(即钢号)10.4100225008900S316032345678910圆筒腐蚀裕量(mm)纵向焊接接头系数环向焊接接头系数外压计算长度(mm)试验压力(立) (Mpa)试验压力(卧)(Mpa)120.850.8500.50.7231772345678910内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 1008塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 20塔 板 分 段 数12345塔 板 型 式 塔 板 层 数 每 层 塔 板 上 积 液 厚 度mm 最 高 一 层 塔 板 高 度mm 最 低 一 层 塔 板 高 度mm 填 料 分 段 数12345填 料 顶 部 高 度mm 25000 填 料 底 部 高 度mm 5000 填 料 密 度kg/m3 900 集 中 载 荷 数12345集 中 载 荷kg 集 中 载 荷 高 度mm 集 中 载 荷 中 心 至 容 器 中 心线 距 离mm 塔 器 附 件 及 基 础塔 器 附 件 质 量 计 算 系 数 1.2基 本 风 压N/m2 400基 础 高 度mm 0塔 器 保 温 层 厚 度mm 20保 温 层 密 度kg/m3 3000裙 座 防 火 层 厚 度mm 0防 火 层 密 度kg/m3 0管 线 保 温 层 厚 度mm 0最 大 管 线 外 径mm 0笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位 置 90场 地 土 类 型 I场 地 土 粗 糙 度 类 别 A地 震 设 防 烈 度 低于7度设 计 地 震 分 组 第一组地震影响系数最大值 amax3.28545e-66阻 尼 比0.01塔 器 上 平 台 总 个 数 0平 台 宽 度mm 0塔 器 上 最 高 平 台 高 度mm 0塔 器 上 最 低 平 台 高 度mm 0裙 座裙 座 结 构 形 式圆锥形裙 座 底 部 截 面 内 径mm 1200裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 5000裙 座 材 料 名 称Q345R裙 座 设 计 温 度 50裙 座 腐 蚀 裕 量mm3裙 座 名 义 厚 度mm 30裙 座 材 料 许 用 应 力MPa189裙座与筒体连接段的材料Q345R裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力MPa 189裙座与筒体连接段长度mm100裙 座 上 同 一 高 度 处 较 大 孔 个 数2裙 座 较 大 孔 中 心 高 度mm 1000裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内 径（或 宽 度）mm700裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 100裙座上较大孔引出管长度mm200地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座地 脚 螺 栓 材 料 名 称Q345地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应 力MPa 170地 脚 螺 栓 个 数 12地 脚 螺 栓 公 称 直 径mm 42全 部 筋 板 块 数 0相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距mm 374.492筋 板 内 侧 间 距mm 90筋 板 厚 度mm 18筋 板 宽 度mm 140盖 板 类 型 整块盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 60盖 板 厚 度mm 24盖 板 宽 度mm 0垫 板 有垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 45垫 板 厚 度mm 18垫 板 宽 度mm 90基 础 环 板 外 径mm 1440基 础 环 板 内 径mm 1020基 础 环 板 名 义 厚 度mm 20计 算 结 果容 器 壳 体 强 度 计 算元 件 名 称压 力 设 计名 义 厚 度 (mm)直 立 容 器 校 核取 用 厚 度 (mm)许 用 内 压 (MPa)许 用 外 压 (MPa)下 封 头 8 8 1.595 第 1 段 圆 筒 8 8 1.284 第 1 段 变 径 段 第 2 段 圆 筒 第 2 段 变 径 段 第 3 段 圆 筒 第 3 段 变 径 段 第 4 段 圆 筒 第 4 段 变 径 段 第 5 段 圆 筒 第 5 段 变 径 段 第 6 段 圆 筒 第 6 段 变 径 段 第 7 段 圆 筒 第 7 段 变 径 段 第 8 段 圆 筒 第 8 段 变 径 段 第 9 段 圆 筒 第 9 段 变 径 段 第 10 段 圆 筒上 封 头 8 8 1.595 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 30 30风 载 及 地 震 载 荷00AA裙座与筒体连接段11(筒体)11(下封头)2233操 作 质 量 26782.125650.121402.721319.521319.5最 小 质 量 15205.914073.99826.599743.329743.32压 力 试 验 时 质 量29742.528610.524363.19743.329743.32风 弯 矩 4.157e+083.909e+082.992e+082.97e+082.97e+08Mca (I) Mca (II) 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (II)组合风 弯 矩 4.157e+083.909e+082.992e+082.97e+082.97e+08地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算00000偏 心 弯 矩 00000最 大 弯 矩 需横风向计算时 4.157e+083.909e+082.992e+082.97e+082.97e+08垂 直 地 震 力 00000应 力 计 算15.7915.002.581.982.8712.9812.3313.6125.4818.9581.9077.805.935.6319.7418.752.872.213.275.935.634.087.645.6924.5723.34st189.00189.00189.00120.00120.00B172.79172.79166.5676.4977.08组合应力校核(内压),(外压)84.7180.47许 用 值122.40122.40(内压),(外压)16.2027.4521.8287.8383.44许 用 值207.10207.10199.6391.7992.5038.3736.46许 用 值162.00162.006.959.858.9530.5028.97许 用 值175.07175.07175.0788.48107.0957.4554.58许 用 值162.00162.00校 核 结 果合格合格合格合格合格注 1: sij 中 i 和 j 的 意 义 如 下i=1 操 作 工 况 j=1 设 计 压 力 或 试 验 压 力 下 引 起 的 轴 向 应 力（ 拉 ）i=2 检 修 工 况 j=2 重 力 及 垂 直 地 震 力 引 起 的 轴 向 应 力（ 压 ）i=3 液 压 试 验 工 况 j=3 弯 矩 引 起 的 轴 向 应 力（ 拉 或 压 ）st 设 计 温 度 下 材 料 许 用 应 力 B 设 计 温 度 下 轴 向 稳 定 的 应 力 许 用 值注 2:sA1: 轴 向 最 大 组 合 拉 应 力 sA2: 轴 向 最 大 组 合 压 应 力sA3: 液 压 试 验 时 轴 向 最 大 组 合 拉 应 力 sA4: 液 压 试 验 时 轴 向 最 大 组 合 压 应 力 s: 试 验 压 力 引 起 的 周 向 应 力注 3: 单 位 如 下质 量: kg 力:N 弯 矩: Nmm 应 力: MPa计 算 结 果地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座基 础 环 板 抗 弯 断 面 模 数 mm32.19351e+08基 础 环 板 面 积 mm2811473基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm基 础 环 板 需 要 厚 度mm19.13基 础 环 板 厚 度 厚 度 校 核 结 果 合格混 凝 土 地 基 上 最 大 压 应 力MPa2.22地 脚 螺 栓 受 风 载 时 最 大 拉 应 力 MPa1.71地 脚 螺 栓 受 地 震 载 荷 时 最 大 拉 应 力MPa0.15地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm32.4397地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径mm37.129地 脚 螺 栓 校 核 结 果 合格筋 板 压 应 力 MPa筋 板 许 用 应 力MPa筋 板 校 核 结 果 盖 板 最 大 应 力 MPa0.00盖 板 许 用 应 力MPa147盖 板 校 核 结 果 合格裙 座 与 壳 体 的 焊 接 接 头 校 核焊 接 接 头 截 面 上 的 塔 器 操 作 质 量kg21319.5焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm2.96968e+08对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm272608.4对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm31.55382e+07对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa16.22对 接 焊 接 接 头 拉 应 力 许 可 值MPa86.4对 接 接 头 拉 应 力 校 核 结 果合格搭 接 接 头 校 核搭 接 接 头 横 截 面 mm2搭 接 接 头 抗 剪 断 面 模 数 mm3搭 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 剪 应 力MPa搭 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 的 剪 应 力 许 可 值MPa搭 接 焊 接 接 头 在 试 验 工 况 下 最 大 剪 应 力MPa搭 接 焊 接 接 头 在 试 验 工 况 下 的 剪 应 力 许 可 值MPa搭 接 接 头 拉 应 力校 核 结 果主 要 尺 寸 设 计 及 总 体 参 数 计 算 结 果裙 座 设 计 名 义 厚 度mm30容 器 总 容 积mm31.45365e+10直 立 容 器 总 高mm27758壳 体 和 裙 座 质 量kg8475.13附 件 质 量kg1695.03内 件 质 量kg0保 温 层 质 量kg3935.78平 台 及 扶 梯 质 量kg1100操 作 时 物 料 质 量kg11576.1液 压 试 验 时 液 体 质 量kg14536.5吊 装 时 空 塔 质 量kg10170.2直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg26782.1直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg15205.9直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg29742.5空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm9196.83直 立 容 器 自 振 周 期s1.57第 二 振 型 自 振 周 期s0.27第 三 振 型 自 振 周 期s0.10临界风速(第一振型)临界风速(第二振型)雷诺系数设计风速风 载 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N25047.6地 震 载 荷 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N0操 作 工 况 下 容 器 顶 部最 大 挠 度mm75.4809容 器 许 用 外 压MPa注：内件质量指塔板质量；填料质量计入物料质量；偏心质量计入直立容器的操作质量、最小质量、最大质量中。上封头校核计算计算单位 中国石油大学（华东）SSR团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.50MPa设计温度 t 100.00 C内径 Di 900.00mm曲面深度 hi 225.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 st 120.00MPa试验温度许用应力 s 120.00MPa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= 0.5000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 162.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 37.62MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 1.87mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 6.00mm最小厚度 dmin = 2.00mm名义厚度 dnh = 8.00mm结论 满足最小厚度要求重量 58.94 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.59468MPa结论 合格下封头校核计算计算单位 中国石油大学（华东）SSR团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 0.40MPa设计温度 t 100.00 C内径 Di 900.00mm曲面深度 hi 225.00mm材料 S31603 (板材)设计温度许用应力 st 120.00MPa试验温度许用应力 s 120.00MPa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= 0.7232 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 162.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 54.42MPa校核条件sT sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 1.0000计算厚度 dh = = 1.50mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 6.00mm最小厚度 dmin = 2.00mm名义厚度 dnh = 8.00mm结论 满足最小厚度要求重量 58.94 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.59468MPa结论 合格内压圆筒校核计算单位中国石油大学（华东）SSR团队计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.40MPa设计温度 t 100.00 C内径 Di 900.00mm材料 S31603 ( 板材 )试验温度许用应力 s 120.00MPa设计温度许用应力 st 120.00MPa试验温度下屈服点 ss 180.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 1.77mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 5.70mm名义厚度 dn = 8.00mm重量 4030.56Kg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 = 0.7232 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 162.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 67.59 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= = 1.28387MPa设计温度下计算应力 st = = 31.78MPastf 102.00MPa校核条件stf st结论 合格窄面整体(或带颈松式)法兰计算计算单位中国石油大学（华东）SSR团队设 计 条 件简 图设计压力 p0.400MPa计算压力 pc0.410MPa设计温度 t100.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M1689468.4N.mm壳材料名称S31603体许用应力 120.0MPa法材料名称S31603许用sf120.0MPa兰应力stf98.0MPa材料名称40MnB螺许用sb212.0MPa应力stb189.0MPa栓公称直径 d B30.0mm螺栓根径 d 126.2mm数量 n28个Di900.0Do1060.0垫 结构尺寸Db1015.0D外963.0D内942.0016.0 mmLe22.5LA31.5h10.0126.0材料类型软垫片N10.5m3.00y(MPa)69.0压紧面形状1a,1bb5.25DG952.5片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 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 = 1083984.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 330759.9 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 5113.1mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 15108.3mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 260671.1NLD= L A+ 0.51 = 44.5mmMD= FD LD = 11599864.0N.mm作FG = Fp = 38622.8NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 31.2mmMG= FG LG = 1206961.5N.mmMpFT = F-FD = 31298.6NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 44.4mmMT= FT LT = 1388877.2N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 14195703.0N.mm预紧 MaW = 2143468.5NLG = 31.2mmMa=W LG = 66983392.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 54703104.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 113.9mm最小间距 70.0 (查GB150-2011表9-3)mm最大间距 192.0mm 形 状 常 数 确 定120.00h/ho = 0.1 K = Do/DI = 1.178 1.6由K查表9-5得T=1.848Z =6.166Y =11.948U=13.129整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.90542VI=0.474810.00755松式法兰查图9-5和图9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图9-7由 d1/do 得f = 2.24553整体法兰 = 849470.2松式法兰 = 0.00.5=f e+1 =1.58g = y/T = 0.861.77 = 1.39剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 11.29MPa校核合格操作状态 1.74MPa校核合格输入法兰厚度f = 77.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 144.94MPa =147.0 或 =300.0( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 13.06MPa = 98.0校核合格切向应力 41.96MPa = 98.0校核合格综合应力 = 93.45MPa = 98.0校核合格刚度系数 0.558 校核合格法兰校核结果校核合格窄面整体(或带颈松式)法兰计算计算单位中国石油大学（华东）SSR团队设 计 条 件简 图设计压力 p0.499MPa计算压力 pc2.262MPa设计温度 t100.0 C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M299212896.0N.mm壳材料名称S31603体许用应力 120.0MPa法材料名称12Cr2Mo1R许用sf193.0MPa兰应力stf187.0MPa材料名称40MnB螺许用sb212.0MPa应力stb189.0MPa栓公称直径 d B30.0mm螺栓根径 d 126.2mm数量 n28个Di900.0Do1060.0垫 结构尺寸Db1015.0D外963.0D内942.0016.0 mmLe22.5LA31.5h10.0126.0材料类型软垫片N10.5m3.00y(MPa)69.0压紧面形状1a,1bb5.25DG952.5片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 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 = 1083984.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 1825357.4 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 9658.0mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 15108.3mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 1438559.9NLD= L A+ 0.51 = 44.5m