球罐结构设计

1、第二章 球罐结构设计球壳球瓣结构尺寸计算设计计算参数：几何容积： V=974m3公称容积： V1=1000m3球壳分带数： N=3 各带球心角 / 分块数：支柱根数： F=8上极： /7 赤道： /16 下极： /7球罐内径：D=12450mm1 P34表 3 2图 2-1 混合式排板结构球罐混合式结构排板的计算：N- 赤道分瓣数 16 （看上图数的 ） - 赤道带周向球角1. 符号说明：R- 球罐半径 6225 mm（360/16）0 - 赤道带球心角 701 - 极中板球心角 442- 极侧板球心角 113 - 极边板球心角 222 赤道板（图 2-2 ）尺寸计算：弧长L=1R8003.1

2、4 6225180图 2-270弦长 L =2Rsin( 0 )=2x6225 sin( 70 )= 7141mm 22 2x6225 3.14 70 cos =222.5 )=2x6225 cos35sin 23.14弧长 B1=2 Rcos( )=N2弦长 B1 =2Rcos( )sin(2弧长 B2=2 R 2x6225N161622.5弦长 B 2 =2Rsin =2x6225sin( 22.5 )=22弦长 D =2R 1 cos2 ( )cos2 ( )7413.0 )2x6225 )=2x6225x 1 cos2(720)cos2(222.5) =弧长D =90R arcsin(

3、 2DR )= 3.149x06225 arcsin(极板(图 2-3 )尺寸计算：图 2-3对角线弧长与弦长最大间距：H= 1 sin2 ( 21 2) = 1 sin 2 ( 424 11) =1 442Rsin(2) 2x6225xsin( 11)弦长 B1 =2 = 2 =H 1.139弧长 B1=R arcsin( B1 )= 3.14 x6225 arcsin( 5953.3 )=90 2R 90 2x6225弦长 D0= 2 B1= 2 =弧长 D0R= arcsin(D )= 3.14x6225 arcsin( 8774 )902R 902x6225弦长 B21=2Rsin(

4、12442 )=2x6225xsin(11)=弧长 B2= R( 1 22) =3.14 6225 (442x11) = 180= 180(1) 极中板(图 2-4 )尺寸计算：图 2-4对角线弦长与弧长的最大间距：A= 1 sin2( 2)sin2( 22)=弧长 B2=R 1 =1801弦长 B 2 =2Rsin( 1 )=2 弧长L2=R( 1 2 2) =1801弦长 L2 =2Rsin( 2 )=2弦长 L1=12R cos( )sin(2)B1=B2 =D0 =B1=B2 =L2 =L1=弧长L1=R arcsin( L )=90 2R弦长 B1 =2Rsin(2)弧长 B1=R

5、arcsin( B1 )=B1=B2 =L2=L1=90 2R弦长 D = L12 B12 =弧长 D = R arcsin( D )=90 2R(2) 侧极板(图 2-5 )尺寸计算：图 2-511弦长 L 1 =2Rcos( )sin( 2 )/A=22弧长L1=R arcsin ( L )=90 2R1弦长 L2 =2Rsin( 1 2 )/H=2弧长 L2=R arcsin( L )=90 2R11K=2Rsin( )cos( 2 )/A=22式中 同前1 =arcsin( L )-arcsin ( K ) =2R 2R弧长 B2 =R 2=1802弦长 B2 =2Rsin( 2 )=

6、2弧长 B1=R 1=180弦长 D = B1 L1L2 =弧长 D = R arcsin( D )=90 2RB1=B2 =L3=L1=4. 极边板(图 2-6 )尺寸计算： 图 2-6 弧长L1=Rcos( 0 )=22弦长 L1= 2 Rcos( )=2W7KI-I3 H2Rsin(L2)、HH2gTKl_3 acsin( EH90 2R180W7KB2H2Rsin(H2Do acsin( I2RMllbdQ Rsin( L2)、hh3H90 i +acsin(H2 2R4 H2 arcs亘180 2W7K?iH2Rsin( hwTKDHJBr L4L3HgTKD H-acsin( 2H

7、90 2R180W7KI-I2 H 育 Rsin( Hss.w斗餡岡-2040 CKwteHi + H* p *g*l6 H球壳材料采用 1Gr17，b=450MP，a 常温下许用应力为 t=150MPa.3 P14表4 1取焊缝系数：腐蚀裕量 C2 =2mm，钢板厚度负偏差 C1 =0mm，故厚度附加量 C=C1+C2=2mm.3P6表3 1 液柱高度 H： H=K1R=*6225=9960mm 液体的静压力 P=gH = 6225*9960*10 -9 = 计算压力： Pc = + = 球壳所需壁厚：1=PcD1 P69式 4 84 tPc=38mm圆整可取 =38mm 4.2 接管和法兰

8、的选择接管根据 JBM0503-08选用 DN25 DN40 DN50接管 法兰由 JBT 811994 选择。4.3人孔尺寸 组合如下图所示：盘梯近似球面的螺旋形盘梯的设计计算R1 = R + + t R 1- 假想圆球的半径； R = 6225mm 球罐的内半径= 38mm- 球甲壁板厚度t = 200 梯子或者顶平台与球面最小距离 R1 =6225 + 38 + 200 = 6463mmR2max = (R 1 -(R+ 1 b 1) ) 1 = 5mm顶平台板厚度 b1 = 180mm梯子侧板宽R2max =2273mmR2 Qf 取水平载荷 F = Qz = 303824N 推到弯矩

9、形成的支柱垂直力 推到弯矩：M=FL2 = 303824* 2500 = 108 N*mm 由 M 对各支柱产生的垂直力Fi =McosiRnFa = 错误 != 30522NFb = 错误 != 21579NFc = 错误 != 0N剪切力形成的支柱垂直载荷 如图 4-8， 水平力 F 的方向为 A向，拉杆构架的方为角 AB =， AC= 于是：L2Fsin ij180 nRsin nCab =5500* 303824*1808*6225sin8= 33555NCbc =5500* 303824*1808*6225sin=80410NCijmax80410NTijmax = = =cos 5

10、5006225拉杆直径：d=2( Tijmax )+C = 2( 错误 !) + 2 = 取拉杆直径为 30mm连接部位强度计算支柱与拉杆，支柱与球壳以及支柱底座等结构图 4-13 图 4-15 相同销钉、耳板销钉直径的计算 销钉材料选用 Q235-A钢d 销 =(2Tij max )错误 !) =取销钉直径为 25mm耳板和翼板厚度计算 耳板和翼板都选用 Q235-A 钢。耳板和翼板厚度 d 销错误!=取耳板厚度为 18mm。翼板厚度为 9mm1mm计支柱附加压缩载荷 本球罐无允许沉降差的数据，为示例起见，以允许沉降误差为 算附加压缩载荷，操作条件下： L =液压试验条件下：P = Gt =

11、 1327 吨 L =( L- )EA = L =192000*124508000= 1027872NPe =P- P T1327000- 10278722=149564NPL 1327000*8000EA = 192000*12450载荷组合 在载荷组合中，以每根支柱都可以承受附加压缩载荷计，那么在操作状态下每 根支柱的载荷情况最大的一组如下：G0=Pg = 907480NQmax=gP+Fc+Cbc+ Pe = 907480 + 0 + 80410 + 149564 = 1137454N( 参考支柱载荷组合表得 出公式 p82)Qt = P t + P e = 1345682N此钢许用应力 = *235 =支柱压缩应力134568212505 =MPa 满足条件5500* 303824*Cbc =180 =80410N8*6225sin 1808F ijmax = Cbc tan= 80410* 5500 = 146201N (4764 为支杆每 45度角一个所对应的弦长 )地脚螺栓 地脚螺栓的计算，每根支柱采用 2 个地脚螺栓，于是：4* F ijmaxdB = ()+CB = ( 错误!)+ =nd B采用 M36的地脚螺栓支柱地板支柱地板的直径和厚度计算 查