校核结果反应器F0101

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011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：中航一集团航空动力控制系统研究所DESIGNER设 计Designed by日期Date校 核Checked by日期Date审 核Verified by日期Date批 准Approved by日期Date钢制卧式容器计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计 算 条 件 简 图设计压力 p0.5MPa设计温度 t400筒体材料名称Q345R封头材料名称Q345R封头型式斜锥壳筒体内直径 Di2800mm筒体长度 L5000mm筒体名义厚度 dn22mm支座垫板名义厚度 drn20mm筒体厚度附加量 C2.3mm腐蚀裕量 C12mm筒体焊接接头系数 F0.85封头名义厚度 dhn22mm封头厚度附加量 Ch2.3mm鞍座材料名称Q345鞍座宽度 b30mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 A540mm鞍座高度 H2500mm地震烈度 八(0.2g)度内压圆筒校核计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 0.50MPa设计温度 t 400.00 C内径 Di 2800.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 185.00MPa设计温度许用应力 st 125.00MPa试验温度下屈服点 ss 325.00MPa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 = = 6.60mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 19.70mm名义厚度 dn = 22.00mm重量 7655.21Kg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 = 0.9250 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 77.88 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= = 1.48464MPa设计温度下计算应力 st = = 35.78MPastf 106.25MPa校核条件stf st结论 合格 左封头计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件斜锥壳简图计算压力 pc 0.50MPa设计温度 t 400.00 C 锥壳大端直径 Di 2800.00mm锥壳小端直径 Dis 1000.00mm锥壳半顶角 a1 30.00 锥壳半顶角 a2 30.00 材料名称 Q345R材料类型 板材试验温度许用应力 s 185.00MPa设计温度许用应力 st 125.00MPa试验温度下屈服点 ss 325.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85锥壳大端筒体锥壳小端筒体材料名称Q345R材料名称20MnMoNb材料类型板材材料类型锻材焊接接头系数0.85焊接接头系数0.85腐蚀裕量2.00mm腐蚀裕量2.00mm锥 壳 厚 度 计 算锥壳dr= = 7.63mm计算厚度 drdr= = 9.66mm是否加强 需要加强锥壳大端应力增强系数 Q= 1.46锥壳加强段长度249.89mm圆筒加强段长度232.55mm计算厚度 drdr= = 3.26mm是否加强 需要加强锥壳小端应力增强系数 Q= 2.54锥壳加强段长度86.73mm圆筒加强段长度80.72mm压力试验时应力校核锥壳压力试验类型液压试验试验压力值PT = 1.25Pc= 0.9250 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下的应力sT = 89.84MPa校核条件sT sT校核结果 合格计 算 结 果锥壳名义厚度 22.00 mm锥壳大端名义厚度 22.00 mm锥壳小端名义厚度 22.00 mm输入厚度 22.00 mm结论 合格 右封头计算计算单位 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件斜锥壳简图计算压力 pc 0.50MPa设计温度 t 400.00 C 锥壳大端直径 Di 2800.00mm锥壳小端直径 Dis 1000.00mm锥壳半顶角 a1 30.00 锥壳半顶角 a2 30.00 材料名称 Q345R材料类型 板材试验温度许用应力 s 185.00MPa设计温度许用应力 st 125.00MPa试验温度下屈服点 ss 325.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 0.85锥壳大端筒体锥壳小端筒体材料名称Q345R材料名称20MnMoNb材料类型板材材料类型锻材焊接接头系数0.85焊接接头系数0.85腐蚀裕量2.00mm腐蚀裕量2.00mm锥 壳 厚 度 计 算锥壳dr= = 7.63mm计算厚度 drdr= = 9.66mm是否加强 需要加强锥壳大端应力增强系数 Q= 1.46锥壳加强段长度249.89mm圆筒加强段长度232.55mm计算厚度 drdr= = 3.26mm是否加强 需要加强锥壳小端应力增强系数 Q= 2.54锥壳加强段长度86.73mm圆筒加强段长度80.72mm压力试验时应力校核锥壳压力试验类型液压试验试验压力值PT = 1.25Pc= 0.9250 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 292.50MPa试验压力下的应力sT = 89.84MPa校核条件sT sT校核结果 合格计 算 结 果锥壳名义厚度 22.00 mm锥壳大端名义厚度 22.00 mm锥壳小端名义厚度 22.00 mm输入厚度 22.00 mm结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所计 算 条 件简 图 计算压力 pC0.5MPa 设计温度 t400 圆筒材料Q345R 鞍座材料Q345 圆筒材料常温许用应力 s185MPa 圆筒材料设计温度下许用应力st125MPa 圆筒材料常温屈服点 ss325MPa 鞍座材料许用应力 ssa170MPa 工作时物料密度 4.55kg/m3 液压试验介质密度 1000kg/m3 圆筒内直径Di2800mm 圆筒名义厚度 22mm 圆筒厚度附加量 2.3mm 圆筒焊接接头系数 0.85 封头名义厚度 22mm 封头厚度附加量 Ch2.3mm 两封头切线间距离 5080mm 鞍座垫板名义厚度 20mm 鞍座垫板有效厚度 20mm 鞍座轴向宽度 b30mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 A540mm 封头曲面高度 0mm 试验压力 pT0.925MPa 鞍座高度 H2500mm腹板与筋板组合截面积 80mm2 腹板与筋板组合截面断面系数85000mm3 地震烈度8(0.2g)圆筒平均半径 Ra 1411mm 物料充装系数 0.85一个鞍座上地脚螺栓个数2地脚螺栓公称直径16mm地脚螺栓根径13.835mm鞍座轴线两侧的螺栓间距2200mm地脚螺栓材料Q345支 座 反 力 计 算 圆筒质量(两切线间)7777.91kg 封头质量(曲面部分)1490.86kg 附件质量1000kg 封头容积(曲面部分)2.87351e+09mm3 容器容积(两切线间)V = 3.70272e+10mm3 容器内充液质量工作时, 143.203压力试验时, = 37027.2kg 耐热层质量3212.47kg总质量工作时, 15115.3压力试验时, 51999.3kg单位长度载荷29.1951 100.436N/mm支座反力74155.6 255109255109N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 6.86649e+07压力试验= 2.3622e+08Nmm支座处横截面弯矩操作工况： 1.02746e+07压力试验工况： 3.53466e+07Nmm系 数 计 算K1=1K2=1K3=0.879904K4=0.401056K5=0.760258K6=0.0132129K6=0.010861K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算轴向应力计算操作状态 18.4636 17.8227MPa -0.557552 0.083429MPa水压试验状态 -1.9171 0.287011MPa 35.0443 32.8394MPa应力校核许用压缩应力0.00132271根据圆筒材料查GB150图4-34-12 B = 70.1521MPa70.152170.1521MPa 125 合格|,| 70.1521 合格|,| 70.1521 合格sT2 ,sT3 0.9ss = 292.5 合格MPa筒体和封头的切应力时(时,不适用)MPa时圆筒中：8.07546封头中：3.68076MPa应力校核封头椭圆形封头, 0碟形封头, 半球形封头, MPa圆筒封头 t = 0.8 s t = 100 156.25MPa圆筒, t t = 100 MPa 合格封头, th t h = 156.25 MPa 合格鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力无加强圈圆筒圆筒的有效宽度304.852mm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的周向应力-1.60253MPa鞍座边角处的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, -19.5255MPa鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, -34.4157MPa应力校核 |s5| s t = 125 合格 |s6 | 1.25s t = 156.25 合格 |s6 | 1.25s t = 156.25 合格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51920.2N腹板水平应力计算高度470.333mm鞍座腹板厚度20mm鞍座垫板实际宽度3000mm鞍座垫板有效宽度304.852mm腹板水平应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 , 垫板起加强作用, 3.34889MPa应力判断 s9 1.2sbt= 204 不合格地脚螺栓应力拉应力 140.868MPasbt 1.2sbt = 204 MPa 合格剪应力 MPatbt ssa = 170 不合格注：带#的材料数据是设计者给定的任意式法兰作为整体法兰计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所设 计 条 件简 图设计压力 p0.500MPa计算压力 pc2.316MPa设计温度 t400.0 C轴向外载荷 F1500.0N外力矩 M50.0N.mm壳材料名称Q345R体许用应力 125.0MPa法材料名称Q345R许用sf174.0MPa兰应力stf103.0MPa材料名称40MnB螺许用sb196.0MPa应力stb126.0MPa栓公称直径 d B16.0mm螺栓根径 d 113.8mm数量 n16个Di800.0Do1000.0垫 结构尺寸Db375.0D外35.0D内30.0010.0 mmLe312.5LA-262.5h50.0150.0材料类型软垫片N2.5m2.50y(MPa)20.0压紧面形状1a,1bb1.25DG32.5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 = 2552.5N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 3398.6 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 27.0mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 2405.3mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 1163342.5NLD= L A+ 0.51 = -237.5mmMD= FD LD = -276293856.0N.mm作FG = Fp = 1476.9NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 171.2mmMG= FG LG = 252919.1N.mmMpFT = F-FD = -1161422.5NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = -20.6mmMT= FT LT = 23954340.0N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 252086592.0N.mm预紧 MaW = 238362.0NLG = 171.2mmMa=W LG = 40819488.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 252086592.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 73.6mm最小间距 38.0 (查GB150-2011表9-3)mm最大间距 392.0mm 形 状 常 数 确 定89.44h/ho = 0.6 K = Do/DI = 1.250 5.0由K查表9-5得T=1.818Z =4.556Y =8.830U=9.703整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.76983VI=0.087430.00861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 = 7.60422整体法兰 = 992570.2松式法兰 = 0.05.9=f e+1 =2.55g = y/T = 1.403.07 = 7.28剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 2.57MPa校核合格操作状态 0.04MPa校核合格输入法兰厚度f = 180.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 123.95MPa =154.5 或 =312.5( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 4.10MPa = 103.0校核合格切向应力 67.21MPa = 103.0校核合格综合应力 = 95.58MPa = 103.0校核合格刚度系数 0.346 校核合格法兰校核结果校核合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N1, 25022计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.5MPa设计温度400壳体型式锥壳或锥形封头壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di1000mm壳体开孔处名义厚度n22mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t125MPa锥形封头或变径段半顶角 30凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 500mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 50mm接管材料 10(GB9948)接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 2.2mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 73MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 247.57mm开孔长径与短径之比 1.1547 壳体计算厚度 2.7234mm接管计算厚度t 0.7079 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.584开孔补强计算直径 d 247.57mm补强区有效宽度 B 495.14 mm接管有效外伸长度 h1 73.8mm接管有效内伸长度 h2 48 mm开孔削弱所需的补强面积A 715mm2壳体多余金属面积 A1 3951 mm2接管多余金属面积 A2 2359mm2补强区内的焊缝面积 A3 80 mm2A1+A2+A3= 6391mm2 ，大于A，不需另加补强。补强圈面积 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2结论: 合格开孔补强计算计算单位中航一集团航空动力控制系统研究所接 管: N2, 25020计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.5MPa设计温度400壳体型式锥壳或锥形封头壳体材料名称及类型Q345R板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di1000mm壳体开孔处名义厚度n22mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t125MPa锥形封头或变径段半顶角 30凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() 接管实际外伸长度 500mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 50mm接管材料 10(GB9948)接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 2mm补强圈材料名称 凸形封头开孔中心至 封头轴线的距离 mm补强圈外径 mm补强圈厚度 mm接管厚度负偏差 C1t 2mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 73MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 251.72mm开孔长径与短径之比 1.1547 壳体计算厚度 2.7234mm接管计算厚度t 0.7216 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.584开孔补强计算直径 d 251.72mm补强区有效宽度 B 503.45 mm接管有效外伸长度 h1 70.954mm接管有效内伸长度 h2 48 mm开孔削弱所需的补强面积A 722mm2壳体多余金属面积 A1 404