加氢反应器R-0201强度校核

过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011卧式容器计算单位中南大学PIE团队计 算 条 件 简 图设计压力 p1MPa设计温度 t300筒体材料名称Q345R封头材料名称Q345R封头型式椭圆形筒体内直径 Di1500mm筒体长度 L6000mm筒体名义厚度 dn10mm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 F1封头名义厚度 dhn10mm封头厚度附加量 Ch2.3mm鞍座材料名称Q345A鞍座宽度 b200mm鞍座包角 120支座形心至封头切线距离 A1050mm鞍座高度 H1000mm地震烈度 低于七度内压圆筒校核计算单位中南大学PIE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 1.00MPa设计温度 t 300.00 C内径 Di 1500.00mm材料 Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 s 189.00MPa设计温度许用应力 st 153.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算计算厚度 d = = 4.92mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 7.70mm名义厚度 dn = 10.00mm重量 2234.26Kg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 = 1.2500 (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 = = 122.38 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= = 1.56278MPa设计温度下计算应力 st = = 97.90MPastf 153.00MPa校核条件stf st结论 合格左封头计算计算单位 中南大学PIE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 1.00MPa设计温度 t 300.00 C内径 Di 1500.00mm曲面深度 hi 375.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 153.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm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 = 1.25p= 1.2500 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 122.07MPa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 = = 4.91mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 206.67 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.56678MPa结论 合格右封头计算计算单位中南大学PIE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 1.00MPa设计温度 t 300.00 C内径 Di 1500.00mm曲面深度 hi 375.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 153.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差 C1 0.30mm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 = 1.25p= 1.2500 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 122.07MPa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 = = 4.91mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 7.70mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 10.00mm结论 满足最小厚度要求重量 206.67 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.56678MPa结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位中南大学PIE团队依据标准NB/T 47042-2014 计 算 条 件简 图设计压力 1MPa 计算压力 1MPa 设计温度 300 试验压力 1.25MPa 圆筒材料Q345R 封头材料Q345R 圆筒材料常温许用应力 189MPa封头材料常温许用应力 189MPa 圆筒内直径1500mm 圆筒材料设计温度下许用应力153MPa圆筒平均半径 755mm封头材料设计温度下许用应力153MPa 圆筒名义厚度 10mm 圆筒材料常温屈服点 345MPa圆筒有效厚度7.7mm圆筒材料常温弹性模量 201000MPa 封头名义厚度 10mm圆筒材料设计温度下弹性模量 183000MPa封头有效厚度7.7mm 操作时物料密度 800kg/m3 两封头切线间距离 6100mm 液压试验介质密度1000kg/m3圆筒长度6000mm 物料充装系数 0.5 封头曲面深度 375mm 焊接接头系数 1壳体材料密度7850kg/m3附件质量 0kg鞍座结构参数 鞍座材料Q345A地脚螺栓材料Q345 鞍座材料许用应力 195000MPa地脚螺栓材料许用应力 170MPa 鞍座包角 120鞍座中心线至封头切线距离 1050mm 鞍座垫板名义厚度 20mm 鞍座轴向宽度 200mm 鞍座垫板有效厚度 18.7mm鞍座腹板名义厚度 20mm 鞍座高度 1000mm鞍座垫板宽度 400mm圆筒中心至基础表面距离1760mm 地震烈度Ra/2=120系数K1=0.106611K2=0.192348K3=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.0528518K6=0.0434438K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算 及 校 核轴向弯矩圆筒中间横截面操作工况= 1.40611e+07Nmm水压试验工况= 2.75163e+07Nmm鞍座平面操作工况 -7.67837e+06Nmm水压试验工况 -1.50259e+07Nmm轴向应力操作工况内压加压圆筒中间横截面最低点处 50.0462MPa鞍座平面最高点处54.2518MPa内压未加压圆筒中间横截面最高点处-1.02024MPa鞍座平面最低点处-2.89646MPa水压试验工况未加压圆筒中间横截面最高点处-1.99653MPa鞍座平面最低点处-5.66813MPa加压圆筒中间横截面最低点处 63.279MPa鞍座平面最高点处 71.5089MPa应力校核许用压缩应力外压应力系数B0.000952368按GB150.3规定求取B = 80.8399 MPa，B0=126.929 MPa。操作工况80.8399MPa水压试验工况126.929MPa操作工况内压加压=54.2518 153 合格 内压未加压=2.89646 80.8399 合格 水压试验工况加压=71.5089 = 310.5 合格未加压=5.66813 126.929 合格圆 筒 切 向 剪 应 力 及 封 头 应 力 计 算 及 校 核圆筒切向剪应力圆筒未被封头加强（时）8.56696MPa圆筒被封头加强（时）MPa封头应力圆筒被封头加强（时）MPa应力校核圆筒切向剪应力 t=8.56696 0.8 s t =122.4 合格 封头应力椭圆形 MPa其中碟形 MPa其中半球形 MPath = 圆 筒 周 向 应 力 计 算 及 校 核圆筒的有效宽度335.55mm鞍座垫板包角132取k=0.1无加强圈圆筒无垫板或垫板不起加强作用时横截面最低点处MPa鞍座边角处当L/Ra8时MPa当L/Ra8时MPa垫板起加强作用时横截面最低点处-0.602428MPa鞍座边角处当L/Ra8时-15.5877MPa当L/Ra8时MPa鞍座垫板边缘处当L/Ra8时-83.9432MPa当L/Ra8时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内鞍座边角处圆筒周向应力MPa加 强 圈 边 缘 周 向 应 力MPa有加强圈圆筒加强圈靠近鞍座平面无垫板或垫板不起加强作用时横截面最低点处MPa鞍座边角处当L/Ra8时MPa当L/Ra8时MPa垫板起加强作用时横截面最低点处MPa鞍座边角处当L/Ra8时MPa当L/Ra8时MPa靠近水平中心线圆筒周向应力MPa加 强 圈 边缘周 向 应 力MPa应力校核=0.602428 st = 153 合格=15.5877 1.25st = 191.25 合格=83.9432 1.25st = 191.25 合格= 1.25st = = 1.25stR = 鞍 座 设 计 计 算结构参数鞍座计算高度=251.667mm鞍座垫板有效宽度=335.55mm腹板水平拉应力计算及校核腹板水平力14286.2N水平拉应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用MPa垫板起加强作用1.26336MPa应力校核=1.26336 = 130000 合格鞍座压缩应力计算及校核地震引起的腹板与筋板组合截面应力水平地震影响系数查表9得，1=水平地震力 N当时， MPa当时, MPa温差引起的腹板与筋板组合截面应力 -28767.8MPa应力校核|ssa|= 1.2ssa = |stsa|=28767.8 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 = 73254.0N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 1916203.2 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 25213.2mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 26585.3mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 1949764.1NLD= L A+ 0.51 = 9.0mmMD= FD LD = 17547878.0N.mm作FG = Fp = 18304.2NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 30.2mmMG= FG LG = 553703.2N.mmMpFT = F-FD = -52835.0NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 24.9mmMT= FT LT = -1314270.1N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 16787310.0N.mm预紧 MaW = 3056110.0NLG = 30.2mmMa=W LG = 92447328.0N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 62823324.0N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 84.6mm最小间距 62.0 (查GB150-2011表7-3)mm最大间距 210.0mm 形 状 常 数 确 定168.43h/ho = 0.1 K = Do/DI = 1.053 1.2由K查表7-9得T=1.893Z =19.275Y =37.063U=40.728整体法兰查图7-3和图7-4FI=0.90690VI=0.515730.00538松式法兰查图7-5和图7-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图7-7由 d1/do 得f = 1.12882整体法兰 = 4309570.5松式法兰 = 0.00.1=f e+1 =1.42g = y/T = 0.751.56 = 0.86剪应力校核计 算