反应器机械强度校核r0201sw6-r0201

1、 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 1 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 固定管板换热器设计计算 计算单位 中国石油大学（华东）Mars 浪 设 计 计 算 条 件 壳 程 管 程 设计压力 ps 1.2 MPa 设计压力 pt 0.12 MPa 设计温度 ts 188 C 设计温度 tt 380 C 壳程圆筒内径Di 4600 mm 管箱圆筒内径 Di 4600 mm 材料名称 S30409 材料名称 S30409 简 图 计 算 内 容 壳程圆筒校核计算 前端管箱圆筒校核计算 前端管箱封头(平盖)校核计算后端管箱圆筒校核计算 后端管箱封头(平盖)校核计

2、算管箱法兰校核计算 开孔补强设计计算管板校核计算 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 2 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 前端管箱筒体计算 计算单位 中国石油大学（华东）Mars 浪 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 0.12 MPa 设计温度 t 380.00 C 内径 Di 4600.00 mm 材料 S30409 ( 板 材 ) 试验温度许用应力 s 137.00 MPa 设计温度许用应力 st 108.60 MPa 试验温度下屈服点 ss 205.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕

3、量 C2 2.00 mm 焊接接头系数 f 1.00 厚度及重量计算 计算厚度 Pc Di d = 2s t f - Pc = 2.54 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 47.70 mm 名义厚度 dn = 50.00 mm 重量 43002.21 Kg 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 s = 1.5000 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力水平 sT sT 0.90 ss = 184.50 MPa 试验压力下圆筒的应力 sT = pT .( Di + d e ) = 73.08 2d e .fMPa 校核条件

4、 sT sT 校核结果 合格 压力及应力计算 最大允许工作压力 2d e s t f Pw= ( Di +d e ) = 2.22915 MPa 设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e ) st =2d= 5.85 eMPa stf 108.60 MPa 校核条件 stf st 结论 筒体名义厚度大于或等于 GB151 中规定的最小厚度 14.00mm,合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 3 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 前端管箱封头计算 计算单位 中国石油大学（华东）Mars 浪 计算所依据的标准 GB 150.3-2011 计算条件 椭圆

5、封头简图 计算压力 Pc 1.97 MPa 设计温度 t 380.00 C 内径 Di 4600.00 mm 曲面深度 hi 1150.00 mm 材料 S30409 (板材) 设计温度许用应力 st 108.60 MPa 试验温度许用应力 s 137.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.00 mm 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 s = 1.5000 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力st sT 0.90 ss = 184.50 MPa 试验压力下封头的应力 sT

6、= pT .(KDi + 0.5de ) = 72.70 2de.fMPa 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 D 2 = 1.0000 2 + i 6 2h i 计算厚度 KPc Di dh = 2s t f -0.5Pc = 41.91 mm 有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 47.70 mm 最小厚度 dmin = 6.90 mm 名义厚度 dnh = 50.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量 9222.10 Kg 压 力 计 算 最大允许工作压力 2s t fd e Pw= KDi +0.5d e = 2.24065 MPa

7、结论 合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 4 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 后端管箱筒体计算 计算单位 中国石油大学（华东）Mars 浪 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 0.12 MPa 设计温度 t 380.00 C 内径 Di 4600.00 mm 材料 S30409 ( 板 材 ) 试验温度许用应力 s 137.00 MPa 设计温度许用应力 st 108.60 MPa 试验温度下屈服点 ss 205.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.00 mm 焊接接头系数

8、 f 1.00 厚度及重量计算 计算厚度 Pc Di d = 2s t f - Pc = 2.54 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 47.70 mm 名义厚度 dn = 50.00 mm 重量 43002.21 Kg 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 s = 1.5000 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力水平 sT sT 0.90 ss = 184.50 MPa 试验压力下圆筒的应力 sT = pT .( Di + d e ) = 73.08 2d e .fMPa 校核条件 sT sT 校核结果 合格 压力及应

9、力计算 最大允许工作压力 2d e s t f Pw= ( Di +d e ) = 2.22915 MPa 设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e ) st =2d= 5.85 eMPa stf 108.60 MPa 校核条件 stf st 结论 筒体名义厚度大于或等于 GB151 中规定的最小厚度 14.00mm,合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 5 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 后端管箱封头计算 计算单位 中国石油大学（华东）Mars 浪 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 1.97 M

10、Pa 设计温度 t 380.00 C 内径 Di 4600.00 mm 曲面深度 hi 1150.00 mm 材料 S30409 (板材) 设计温度许用应力 st 108.60 MPa 试验温度许用应力 s 137.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 1.00 mm 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 s = 1.5000 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力st sT 0.90 ss = 184.50 MPa 试验压力下封头的应力 sT = pT .(KDi + 0.5de

11、) = 79.32 2de.fMPa 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 D 2 = 1.0000 2 + i 6 2h i 计算厚度 KPc Di dh = 2s t f -0.5Pc = 41.91 mm 有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 43.70 mm 最小厚度 dmin = 6.90 mm 名义厚度 dnh = 45.00 mm 结论 满足最小厚度要求 重量 8277.99 Kg 压 力 计 算 最大允许工作压力 2s t fd e Pw= KDi +0.5d e = 2.05365 MPa 结论 合格 过 程 设 备 强 度 计

12、 算 书 SW6-2011 6 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 壳程圆筒计算 计算单位 中国石油大学（华东）Mars 浪 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 2.70 MPa 设计温度 t 188.00 C 内径 Di 4600.00 mm 材料 S30409 ( 板 材 ) 试验温度许用应力 s 137.00 MPa 设计温度许用应力 st 131.68 MPa 试验温度下屈服点 ss 205.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.30 mm 腐蚀裕量 C2 2.00 mm 焊接接头系数 f 1.00 厚度及重量计算 计算厚度

13、Pc Di d = 2s t f - Pc = 47.65 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 47.70 mm 名义厚度 dn = 50.00 mm 重量 66796.87 Kg 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 s = 1.5000 (或由用户输入) s tMPa 压力试验允许通过的应力水平 sT sT 0.90 ss = 184.50 MPa 试验压力下圆筒的应力 sT = pT .( Di + d e ) = 73.08 2d e .fMPa 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 2d e s

14、t f Pw= ( Di +d e ) = 2.70290 MPa 设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e ) st =2d= 131.54 eMPa stf 131.68 MPa 校核条件 stf st 结论 筒体名义厚度大于或等于 GB151 中规定的最小厚度 14.00mm,合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 7 全国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 换热管内压计算 计算单位 中国石油大学（华东）Mars 浪 计算条件 换热管简图 计算压力 Pc 0.12 MPa 设计温度 t 380.00 C 内径 Di 45.00 mm 材料 S30409

15、( 管材 ) 试验温度许用应力 s 152.00 MPa 设计温度许用应力 st 92.00 MPa mm 钢板负偏差 C1 0.00 腐蚀裕量 C2 0.00 mm 焊接接头系数 f 1.00 厚度及重量计算 计算厚度 Pc Di d = 2s t f - Pc = 0.03 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.50 mm 名义厚度 dn = 2.50 mm 重量 16.11 Kg 压力及应力计算 最大允许工作压力 2d e s t f Pw= ( Di +d e ) = 9.68421 MPa 设计温度下计算应力 Pc ( Di +d e ) st =2d= 1.14 e

16、MPa stf 92.00 MPa 校核条件 stf st 结论 换热管内压计算合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 8 全国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 换热管外压计算 计算单位 中国石油大学（华东）Mars 浪 计算条件 换热管简图 计算压力 Pc -1.20 MPa 设计温度 t 380.00 C 内径 Di 45.00 mm 材料名称 S30409 (管材) 试验温度许用应力 s 152.00 MPa 设计温度许用应力 st 92.00 MPa 钢板负偏差 C1 0.00 mm 腐蚀裕量 C2 0.00 mm 焊接接头系数 f 1.00 厚度及重量

17、计算 计算厚度 d = 0.96 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 2.50 mm 名义厚度 dn = 2.50 mm 外压计算长度 L L= 5500.00 mm 外径 Do Do= Di+2dn = 50.00 mm L/Do 5.59 Do/de 20.00 A 值 A= 0.0029796 B 值 B= 91.26 重量 16.11 kg 压力计算 许用外压力 结论 P= B = 4.56306 Do /d eMPa 换热管外压计算合格 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 9 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 管箱法兰计算 计算单位

18、中国石油大学（华东）Mars 浪 设 计 条 件 简 图 设计压力 p 0.120 MPa 计算压力 pc 0.120 MPa 设计温度 t 380.0 C 轴向外载荷 F 0.0 N 外力矩 M 0.0 N.mm 壳体 材料名称 S30409 许用应力 st n108.6 MPa 法 兰 材料名称 S22053 许用应力 sf 230.0 MPa st f227.2 MPa 螺 栓 材料名称 S32168 许用应力 sb 137.0 MPa st b90.0 MPa 公称直径 d B 48.0 mm 螺栓根径 d 1 42.6 mm 数量 n 176 个 垫 片 结构尺寸 mm Di 560

19、0.0 Do 6100.0 Db 5850.0 D 外 5700.0 D 内 5600.0 0 64.0 Le 125.0 LA 47.0 h 64.0 1 78.0 材料类型 金属垫片 N 50.0 m 3.00 y(MPa) 50.0 压紧面形状 1a,1b b 12.65 DG 5674.7 b06.4mm b= b0 b0 6.4mm b=2.53 b0 b06.4mm DG= ( D 外+D 内 )/2 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 Wa Wa= bDG y = 11275945.0 N 操作状态下需要的最小螺栓载荷

20、 Wp Wp = Fp + F = 3197359.0 N 所需螺栓总截面积 Am Am = max (Ap ,Aa ) = 82306.2 mm2 实际使用螺栓总截面积 Ab Ab = n p d 2 = 250701.2 4 1mm2 力 矩 计 算 操作 Mp FD = 0.785 D2 pc i = 2954112.0 N LD= L A+ 0.51 = 86.0 mm MD= FD LD = 254053632.0 N.mm FG = Fp = 162291.4 N LG= 0.5 ( Db - DG ) = 87.6 mm MG= FG LG = 14224827.0 N.mm F

21、T = F-FD = 79337.3 N LT=0.5(LA + d1 + LG ) = 106.3 mm MT= FT LT = 8435532.0 N.mm 外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 276713984.0 N.mm 预紧Ma W = 22811002.0 N LG = 87.6 mm Ma=W LG = 1999382016.0 N.mm 计算力矩 Mo= Mp 与 Masf /s 中大者 M = 1975041664.0 tfo N.mm 过 程 设 备 强 度 计 算 书 SW6-2011 10

22、 全 国 化 工 设 备 设 计 技 术 中 心 站 螺 栓 间 距 校 核 实际间距 ) = pDb= Ln104.4 mm 最小间距 Lmin = 102.0 ( 查 GB150-2011 表 9-3) mm 最大间距 Lmax = 233.1 mm 形 状 常 数 确 定 h0 =Did0 = 598.67 h/ho = 0.1 K = Do/DI = 1.089 d1 d0 = 1.2 由 K 查表 9-5 得 T=1.881 Z =11.721 Y =22.613 U=24.850 整体法兰 查图 9-3 和图 9-4 FI=0.90584 VI=0.50291 e = FI h0 =0.00151 松式法兰 查