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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：中南大学随变团队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 塔 设 备 校 核计 算 单 位中南大学随变团队计算依据：NB/T 47041-2014计 算 条 件塔 型 板式容 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 14Cr1MoR 14Cr1MoR名义厚度(mm) 12 12腐蚀裕量(mm) 1.5 1.5焊接接头系数 0.85 0.85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)10.551152830012200014Cr1MoR2345678910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)11.50.850.8500.3960.678922345678910 内 件 及 偏 心 载 荷介 质 密 度kg/m3 781塔 釜 液 面 离 焊 接 接 头 的 高 度mm 1107塔 板 分 段 数12345塔 板 型 式 浮阀 塔 板 层 数 34 每 层 塔 板 上 积 液 厚 度mm 0 最 高 一 层 塔 板 高 度mm 38600 最 低 一 层 塔 板 高 度mm 7000 填 料 分 段 数12345填 料 顶 部 高 度mm 填 料 底 部 高 度mm 填 料 密 度kg/m3 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 集 中 载 荷 方 位 角 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 350基 础 高 度mm 250塔 器 保 温 层 厚 度mm 100保 温 层 密 度kg/m3 100裙 座 防 火 层 厚 度mm 50防 火 层 密 度kg/m3 1900管 线 保 温 层 厚 度mm 100最 大 管 线 外 径mm 550笼 式 扶 梯 与 最 大 管 线 的 相 对 位 置 90场 地 土 类 型 II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 8平 台 宽 度mm 1200塔 器 上 最 高 平 台 高 度mm 66400塔 器 上 最 低 平 台 高 度mm 4070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 式圆锥形裙 座 底 部 截 面 内 径mm 2000裙 座 与 壳 体 连 接 形 式对接裙 座 高 度mm 3500裙 座 材 料 名 称Q235-B裙 座 设 计 温 度 25裙 座 腐 蚀 裕 量mm2裙 座 名 义 厚 度mm 20裙 座 材 料 许 用 应 力MPa115.5裙座与筒体连接段的材料Q235-B裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力MPa 105.12裙座与筒体连接段长度mm32裙 座 上 同 一 高 度 处 较 大 孔 个 数2裙 座 较 大 孔 中 心 高 度mm 900裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 内 径（或 宽 度）mm450裙 座 上 较 大 孔 引 出 管 厚 度mm 10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16Mn地 脚 螺 栓 材 料 许 用 应 力MPa 170地 脚 螺 栓 个 数 16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 160.21筋 板 内 侧 间 距mm 85筋 板 厚 度mm 20筋 板 宽 度mm 130盖 板 类 型 整块盖 板 上 地 脚 螺 栓 孔 直 径mm 50盖 板 厚 度mm 30盖 板 宽 度mm 0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 2220基 础 环 板 内 径mm 1820基 础 环 板 名 义 厚 度mm 30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 12 12 1.599 第 1 段 圆 筒 12 12 1.595 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 12 12 1.599 裙 座名 义 厚 度 (mm)取 用 厚 度 (mm) 20 20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 482034653541275.741236.541236.5最 小 质 量 396753800732747.732708.532708.5压 力 试 验 时 质 量13582413415612889637604.437604.4风 弯 矩 9.153e+088.733e+087.568e+087.554e+087.554e+08横风向弯矩 Mca (I) 1.315e+091.264e+091.12e+091.118e+091.118e+09横风向弯矩 Mca (II) 顺风向弯矩 (I)3.148e+083.002e+082.599e+082.594e+082.594e+08顺风向弯矩 (II)00000组合风 弯 矩 1.352e+091.3e+091.15e+091.148e+091.148e+09地 震 弯 矩 注:计及高振型时,此项按B.24计算3.051e+082.922e+082.561e+082.557e+082.557e+08偏 心 弯 矩 00000最 大 弯 矩 需横风向计算时 1.352e+091.3e+091.15e+091.148e+091.148e+09垂 直 地 震 力 00000应 力 计 算26.9626.964.254.373.676.316.3124.3222.9221.0135.8235.825.015.0119.4119.4111.9812.6111.465.765.764.944.624.157.077.07st115.50115.50105.12184.90184.90B128.47128.47128.47125.94125.71组合应力校核(内压),(外压)56.4756.47许 用 值188.60188.60(内压),(外压)28.5727.3024.6840.8340.83许 用 值138.60154.17154.17151.13150.8520.7320.73许 用 值279.00279.0016.9217.2315.6112.8312.83许 用 值128.47128.47128.47125.94125.7166.9066.90许 用 值279.00279.00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 mm35.88921e+08基 础 环 板 面 积 mm21.2692e+06基 础 环 板 计 算 力 矩 Nmm6108.56基 础 环 板 需 要 厚 度mm15.79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MPa2.67受 风 载 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力 MPa1.25受 地 震 载 荷 时 基 础 环 板 与 基 础 表 面 间 虚 拟 的 最 大 拉 应 力MPa0.53地 脚 螺 栓剪应力MPa地 脚 螺 栓 需 要 的 螺 纹 小 径 mm30.2246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 MPa18.33筋 板 许 用 应 力MPa96.29筋 板 校 核 结 果 合格盖 板 最 大 应 力 MPa76.47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kg41236.5焊 接 接 头 截 面 上 的 最 大 弯 矩Nmm1.14784e+09对 接 接 头 校 核对 接 接 头 横 截 面 mm2110323对 接 接 头 抗 弯 断 面 模 数 mm35.472e+07对 接 焊 接 接 头 在 操 作 工 况 下 最 大 拉 应 力MPa17.31对 接 焊 接 接 头 拉 应 力 许 可 值MPa75.6864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mm20容 器 总 容 积mm39.12527e+10直 立 容 器 总 高mm32352壳 体 和 裙 座 质 量kg21180.9附 件 质 量kg4236.19内 件 质 量kg6119.86保 温 层 质 量kg4017.07平 台 及 扶 梯 质 量kg9016.9操 作 时 物 料 质 量kg3632.09液 压 试 验 时 液 体 质 量kg91252.7吊 装 时 空 塔 质 量kg26641.1直 立 容 器 的 操 作 质 量 kg48203直 立 容 器 的 最 小 质 量 kg39675直 立 容 器 的 最 大 质 量 kg135824空 塔 重 心 至 基 础 环 板 底 截 面 距 离mm15218.2直 立 容 器 自 振 周 期s0.78第 二 振 型 自 振 周 期s0.13第 三 振 型 自 振 周 期s0.05临界风速(第一振型)14.24临界风速(第二振型)雷诺系数4382812.90设计风速28.56风 载 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N46957地 震 载 荷 对 直 立 容 器 总 的 横 推 力 N12377.6操 作 工 况 下 容 器 顶 部最 大 挠 度mm17.64容 器 许 用 外 压MPa操 作 工 况 下 塔 顶 振 幅mm 47.9839检 修 工 况 下 塔 顶 振 幅mm 0检 修 工 况 下 自 振 周 期s0.720994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 中南大学随变团队计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 2000.00mm曲面深度 hi 500.00mm材料 14Cr1MoR (板材)设计温度许用应力 st 184.90MPa试验温度许用应力 s 193.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.50mm焊接接头系数 f 0.85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= 0.6789 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 279.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 78.51MPa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 = = 3.50mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.20mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 424.34 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.59901MPa结论 合格下封头校核计算计算单位 中南大学随变团队计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 2000.00mm曲面深度 hi 500.00mm材料 14Cr1MoR (板材)设计温度许用应力 st 184.90MPa试验温度许用应力 s 193.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.50mm焊接接头系数 f 0.85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= 0.6789 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT 0.90 ReL = 279.00MPa试验压力下封头的应力sT = = 78.51MPa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 = = 3.50mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 10.20mm最小厚度 dmin = 3.00mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 424.34 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 pw= = 1.59901MPa结论 合格内压圆筒校核计算单位中南大学随变团队计算所依据的标准GB/T 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 pc 0.55MPa设计温度 t 115.00 C内径 Di 2000.00mm材料 14Cr1MoR ( 板材 )试验温度许用应力 s 193.00MPa设计温度许用应力 st 184.90MPa试验温度下屈服点 ReL 310.00MPa负偏差 C1 0.30mm腐蚀裕量 C2 1.50mm焊接接头系数 f 0.85厚度及重量计算计算厚度 d = = 3.51mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.20mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 16850.08Kg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 = 0.6789 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ReL = 279.00MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 78.71 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= = 1.59495MPa设计温度下计算应力 st = = 54.20MPastf 157.16MPa校核条件stf st结论 合格开孔补强计算计算单位中南大学随变团队接 管: N1, 53010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 pc0.33MPa设计温度130壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa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 150mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 10mm接管材料 20接管焊接接头系数 1名称及类型 锻件接管腐蚀裕量 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 0mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 135.8MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 510mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.8075mm接管计算厚度t 0.6204 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.9912开孔补强计算直径 d 510mm补强区有效宽度 B 1020 mm接管有效外伸长度 h1 71.414mm接管有效内伸长度 h2 10 mm开孔削弱所需的补强面积A 1432mm2壳体多余金属面积 A1 7593 mm2接管多余金属面积 A2 1526mm2补强区内的焊缝面积 A3 90 mm2A1+A2+A3= 9209mm2 ，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南大学随变团队接 管: N2, 894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 pc0.33MPa设计温度130壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa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 150mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 10mm接管材料 20接管焊接接头系数 1名称及类型 锻件接管腐蚀裕量 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 0mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 135.8MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 81mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 3.1216mm接管计算厚度t 0.0985 mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.9912开孔补强计算直径 d 81mm补强区有效宽度 B 162 mm接管有效外伸长度 h1 18mm接管有效内伸长度 h2 10 mm开孔削弱所需的补强面积A 253mm2壳体多余金属面积 A1 1180 mm2接管多余金属面积 A2 219mm2补强区内的焊缝面积 A3 36 mm2A1+A2+A3= 1434mm2 ，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南大学随变团队接 管: N4, 763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 pc0.343MPa设计温度130壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa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 150mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 10mm接管材料 20(GB8163)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 0.4mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 142.8MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 70.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 2.9182mm接管计算厚度t 0.0842 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 70.8mm补强区有效宽度 B 141.6 mm接管有效外伸长度 h1 14.574mm接管有效内伸长度 h2 10 mm开孔削弱所需的补强面积A 207mm2壳体多余金属面积 A1 1047 mm2接管多余金属面积 A2 125mm2补强区内的焊缝面积 A3 27 mm2A1+A2+A3= 1199mm2 ，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南大学随变团队接 管: N3, 894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 pc0.33MPa设计温度130壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa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 150mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 10mm接管材料 20(GB9948)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 0.4mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 142.8MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 81.8mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 3.1216mm接管计算厚度t 0.0937 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 81.8mm补强区有效宽度 B 163.6 mm接管有效外伸长度 h1 18.089mm接管有效内伸长度 h2 10 mm开孔削弱所需的补强面积A 255mm2壳体多余金属面积 A1 1193 mm2接管多余金属面积 A2 199mm2补强区内的焊缝面积 A3 36 mm2A1+A2+A3= 1427mm2 ，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南大学随变团队接 管: N5, 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 pc0.343MPa设计温度130壳体型式椭圆形封头壳体材料名称及类型S30408板材壳体开孔处焊接接头系数0.85壳体内直径 Di2200mm壳体开孔处名义厚度n18mm壳体厚度负偏差 C10.3mm壳体腐蚀裕量 C20mm壳体材料许用应力t137MPa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 150mm接管连接型式 插入式接管接管实际内伸长度 10mm接管材料 20(GB8163)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