T0301塔设备校核计算书

过 程 设 备 强 度 设 计 计 算 书 SW6-2011 塔 设 备 校 核计 算 单 位中航一集团航空动力控制系统研究所计算依据：NB/T 47041-2014计 算 条 件塔 型 板式+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 TA2 TA2名义厚度(mm) 10 10腐蚀裕量(mm) 1.3 1.3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)10.1114136540103500TA22345678910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)100.850.8500.20.5674342345678910 内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 918.6塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 13100塔 板 分 段 数12345塔 板 型 式 浮阀 浮阀 浮阀 塔 板 层 数 13 11 11 每 层 塔 板 上 积 液 厚 度mm 42 42 42 最 高 一 层 塔 板 高 度mm 25860 32360 39410 最 低 一 层 塔 板 高 度mm 19260 27360 33910 填 料 分 段 数12345填 料 顶 部 高 度mm 10170 16630 填 料 底 部 高 度mm 5370 11830 填 料 密 度kg/m3 220 220 集 中 载 荷 数12345集 中 载 荷kg 4060 集 中 载 荷 高 度mm 40500 集 中 载 荷 中 心 至 容 器 中 心线 距 离mm 2400 集 中 载 荷 方 位 角 0 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 300基 础 高 度mm 300塔 器 保 温 层 厚 度mm 50保 温 层 密 度kg/m3 300裙 座 防 火 层 厚 度mm 100防 火 层 密 度kg/m3 1500管 线 保 温 层 厚 度mm 50最 大 管 线 外 径mm 273笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位 置 180场 地 土 类 型 I1场 地 土 粗 糙 度 类 别 B地 震 设 防 烈 度 7度(0.1g)设 计 地 震 分 组 第一组地震影响系数最大值 amax0.08阻 尼 比0.01塔 器 上 平 台 总 个 数 7平 台 宽 度mm 1200塔 器 上 最 高 平 台 高 度mm 39410塔 器 上 最 低 平 台 高 度mm 1300阻 尼 比(检修工况) 0.01管道力12345管 道 力 方 向 管 道 力 大 小N 管 道 力 到 容 器 中 心 线 (或 基 础)的 距 离mm 管 道 力 方 位 角 678910管 道 力 方 向 管 道 力 大 小N 管 道 力 到 容 器 中 心 线 (或 基 础)的 距 离mm 管 道 力 方 位 角 裙 座裙 座 结 构 形 式圆筒形裙 座 底 部 截 面 内 径mm 3500裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 3990裙 座 材 料 名 称Q345R裙 座 设 计 温 度 60裙 座 腐 蚀 裕 量mm2裙 座 名 义 厚 度mm 16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mm1000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）mm500裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 16裙座上较大孔引出管长度mm250地 脚 螺 栓 及 地 脚 螺 栓 座地 脚 螺 栓 材 料 名 称Q235地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应 力MPa 147地 脚 螺 栓 个 数 24地 脚 螺 栓 公 称 直 径mm 36全 部 筋 板 块 数 48相 邻 筋 板 最 大 外 侧 间 距mm 369.578筋 板 内 侧 间 距mm 85筋 板 厚 度mm 16筋 板 宽 度mm 130盖 板 类 型 分块盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 50盖 板 厚 度mm 26盖 板 宽 度mm 160垫 板 有垫 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 39垫 板 厚 度mm 16垫 板 宽 度mm 80基 础 环 板 外 径mm 3716基 础 环 板 内 径mm 3316基 础 环 板 名 义 厚 度mm 24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 10 10 0.481 第 1 段 圆 筒 10 10 0.473 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 10 10 0.481 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 16 16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 245715242306232067230362230362最 小 质 量 66873.563464.753225.651520.851520.8压 力 试 验 时 质 量45466745125844101975764.675764.6风 弯 矩 2.051e+091.969e+091.81e+091.732e+091.732e+09横风向弯矩 Mca (I) 横风向弯矩 Mca (II) 顺风向弯矩 (I)顺风向弯矩 (II)组合风 弯 矩 2.051e+091.969e+091.81e+091.732e+091.732e+09地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算7.11e+086.836e+086.292e+086.019e+086.019e+08偏 心 弯 矩 9.559e+079.559e+079.559e+079.559e+079.559e+07最 大 弯 矩 需横风向计算时 2.146e+092.065e+091.906e+091.827e+091.827e+09垂 直 地 震 力 00000应 力 计 算10.2411.8816.0015.6313.1921.8625.3716.2815.6912.6220.2123.454.895.6718.6221.6029.6129.1125.067.198.355.395.224.236.807.89st189.00189.00189.00103.96103.96B96.0596.0592.8434.6429.97组合应力校核(内压),(外压)8.589.96许 用 值106.04106.04(内压),(外压)32.2931.3325.8025.1029.12许 用 值115.26115.26111.4141.5735.9718.2321.15许 用 值288.00288.0035.0034.3329.2913.9916.24许 用 值97.2397.2397.2337.1329.97105.92122.92许 用 值288.00288.00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 mm31.84329e+09基 础 环 板 面 积 mm22.20917e+06基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm9554.56基 础 环 板 需 要 厚 度mm21.86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MPa2.40受 风 载 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力 MPa0.87受 地 震 载 荷 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力MPa-0.38地 脚 螺 栓剪应力MPa地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm29.2989地 脚 螺 栓 实 际 的 螺 纹 小 径mm31.67地 脚 螺 栓 校 核 结 果 合格筋 板 压 应 力 MPa27.12筋 板 许 用 应 力MPa96.29筋 板 校 核 结 果 合格盖 板 最 大 应 力 MPa105.11盖 板 许 用 应 力MPa120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kg230362焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm1.82742e+09对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm2172630对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm31.51052e+08对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa-1.09对 接 焊 接 接 头 拉 应 力 许 可 值MPa74.8512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mm16容 器 总 容 积mm33.6355e+11直 立 容 器 总 高mm41455壳 体 和 裙 座 质 量kg24912.6附 件 质 量kg4982.53内 件 质 量kg25229.7保 温 层 质 量kg11224.9平 台 及 扶 梯 质 量kg20707.5操 作 时 物 料 质 量kg154598液 压 试 验 时 液 体 质 量kg363550吊 装 时 空 塔 质 量kg34941.1直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg245715直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg66873.5直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg454667空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm19651直 立 容 器 自 振 周 期s1.28第 二 振 型 自 振 周 期s第 三 振 型 自 振 周 期s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 N82115.6地 震 载 荷 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N27362.5操 作 工 况 下 容 器 顶 部最 大 挠 度mm25.4112容 器 许 用 外 压MPa操 作 工 况 下 塔 顶 振 幅mm 0检 修 工 况 下 塔 顶 振 幅mm 0检 修 工 况 下 自 振 周 期s0.819764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 中航一集团航空动力控制系统研究所计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.11MPa设计温度 t 141.00 C内径 Di 3500.00mm曲面深度 hi 875.00mm材料 TA2 (板材)设计温度许用应力 st 103.96MPa试验温度许用应力 s 147.00MPa负偏差 C1 0.60mm腐蚀裕量 C2 1.30mm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 = 1.25p= 0.2000 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 288.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 43.26MPa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 = = 1.85mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 8.10mm最小厚度 dmin = 5.25mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 602.57 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 0.48063MPa结论 合格下封头校核计算计算单位 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/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.24MPa设计温度 t 141.00 C内径 Di 3500.00mm曲面深度 hi 875.00mm材料 TA2 (板材)设计温度许用应力 st 103.96MPa试验温度许用应力 s 147.00MPa负偏差 C1 0.60mm腐蚀裕量 C2 1.30mm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 = 1.25p= 0.5674 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 288.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 122.74MPa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 = = 3.98mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 8.10mm最小厚度 dmin = 5.25mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 602.57 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 0.48063MPa结论 合格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/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.23MPa设计温度 t 141.00 C内径 Di 3500.00mm材料 TA2 ( 板材 )试验温度许用应力 s 147.00MPa设计温度许用应力 st 103.96MPa试验温度下屈服点 ReL 320.00MPa负偏差 C1 0.60mm腐蚀裕量 C2 0.00mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 4.52mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 9.40mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 18171.44Kg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 = 0.5674 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 288.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 124.62 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= = 0.47338MPa设计温度下计算应力 st = = 42.57MPastf 88.37MPa校核条件stf st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: D, 1084计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度141壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型TA2板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di3500mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C10.6mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t103.96MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0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 148mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 TA2接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 0mm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 0.5mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 103.96MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 101mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.1798mm接管计算厚度t 0.0529 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 101mm补强区有效宽度 B 202 mm接管有效外伸长度 h1 20.1mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 220mm2壳体多余金属面积 A1 729 mm2接管多余金属面积 A2 139mm2补强区内的焊缝面积 A3 10 mm2A1+A2+A3= 878mm2 ，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: E, 2736计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度141壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型TA2板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di3500mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C10.6mm壳体腐蚀裕量 C21.3mm壳体材料许用应力t103.96MPa椭圆形封头长短轴之比 2凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() -0 接管实际外伸长度 180mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 TA2接管焊接接头系数 0.85名称及类型 板材接管腐蚀裕量 0mm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 0.4mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 103.96MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 261.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.9612mm接管计算厚度t 0.1626 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 261.8mm补强区有效宽度 B 523.6 mm接管有效外伸长度 h1 39.633mm接管有效内伸长度 h2 1.3 mm开孔削弱所需的补强面积A 513mm2壳体多余金属面积 A1 1607 mm2接管多余金属面积 A2 446mm2补强区内的焊缝面积 A3 18 mm2A1+A2+A3= 2071mm2 ，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: F, 2194计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度141壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型TA2板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di3500mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C10.6mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t103.96MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0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 138mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 TA2接管焊接接头系数 1名称及类型 管材接管腐蚀裕量 0mm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 0.5mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 103.96MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 212mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.8527mm接管计算厚度t 0.1117 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 212mm补强区有效宽度 B 424 mm接管有效外伸长度 h1 29.12mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 393mm2壳体多余金属面积 A1 1600 mm2接管多余金属面积 A2 197mm2补强区内的焊缝面积 A3 10 mm2A1+A2+A3= 1807mm2 ，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: G, 3256计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度141壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型TA2板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di3500mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C10.6mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t103.96MPa接管轴线与筒体表面法线的夹角() 0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 122mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 TA2接管焊接接头系数 0.85名称及类型 板材接管腐蚀裕量 0mm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 0.4mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 103.96MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 313.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 1.8527mm接管计算厚度t 0.1949 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 1开孔补强计算直径 d 313.8mm补强区有效宽度 B 627.6 mm接管有效外伸长度 h1 43.391mm接管有效内伸长度 h2 0 mm开孔削弱所需的补强面积A 581mm2壳体多余金属面积 A1 2368 mm2接管多余金属面积 A2 469mm2补强区内的焊缝面积 A3 15 mm2A1+A2+A3= 2852mm2 ，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: H, 3776计算方法: GB/T 150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压力 pc0.11MPa设计温度141壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型TA2板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di3500mm壳体开孔处名义厚度n10mm壳体厚度负偏差 C10.6mm壳体腐蚀裕量 C21.3mm壳体材料许用应力t103.96MPa椭圆形封头长短轴之比 2凸形封头上接管轴线与封头轴线的夹角() -0 接管实际外伸长度 233mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 0mm接管材料 TA2接管焊接接头系数 0.85名称及类型 板材接管腐蚀裕量 0mm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