卧室储罐课设

1、序号项目数值备注1名称液氯储罐2用途液氯储存站3最高工作压力MPa由介质温度确定4工作温度-20455公称容积32m36工作压力波动情况可不考虑7装量系数0.98工作介质液氯（高度危害）9使用地点邯郸市，室外1.设备工艺设计1.1盛装液化石油气体的压力容器设计存储量存储量：式中：W储存量，t；装载系数；V压力容器容积；设计温度下的饱和溶液的密度，；根据设计条件=0.9321.30245=37.51056t1.2设备的初步选型及轮廓尺寸1.2.1设备的初步选型（1）封头选型：目前我国普遍采用常温压力储罐一般有两种形式，球形贮罐和圆筒形贮罐。从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但

2、缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。（2）筒体选择：因为圆筒形贮罐加工制造安装简单，安装费用少，但金属耗量大占地面积大，所以在总贮量小于500,单罐容积小于100时选用卧式贮槽比较经济。1.2.2设备的轮廓尺寸确定粗略计算内径： 一般 ，取 得， 圆整得： 选用EHA椭圆封头，查EHA椭圆形封头内表面积及容积表可得：深度，内表面

3、积，容积根据，圆整得: 误差L/D=8500/2100=4.0476,在范围内所以，筒体的公称直径,长度2设备的机械设计2.1 设计条件的确定2.1.1设计温度的确定根据固定式压力容器安全技术检测规程 液氯储罐的工作温度-2045，设计温度要大于最高工作温度，故选取设计温度t=50，2.1.2设计压力的确定根据固定式压力容器安全技术检测规程（1） 由上得液氯储罐的设计温度t=50，由本次的化工设备机械基础课程设计指导书查得，该温度下液氯的绝对饱和蒸汽压为1.303MPa。由于通常的设计压力在没有说明的情况下，均指表压在本次设计中的液氯储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.051.1

4、0倍，工作压力：p=1.303-0.1=1.203Mpa.所以安全阀的开启压力：P=1.1×（1.303-0.1）=1.3233MPa。（2）.液柱静压力由化工设备机械基础课程设计指导书查得，液氯的密度为1307，内径2100mm。由各地区重力加速度表查的邯郸地区的，则根据公式可（3）.计算压力因，所以可忽略静压力的影响。即。2.1.3.设计条件表工作压力1.2 Mpa工作温度45设计压力1.33 Mpa设计温度50计算压力1.33 Mpa2.2设备的结构设计2.2.1筒体和封头的结构设计（1）封头选用EHA椭圆封头，查EHA椭圆形封头内表面积及容积表可得：深度，内表面积，容积（1）

5、.材料的选择纯液氯是高危害性的介质，但其腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,因为使用温度为，根据课程设计指导书中钢板的使用条件，应选用Q245R或Q345R。常用的有20R和16MnR两种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R类的低碳钢板， 16MnR钢板的价格虽比20R贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR钢板为比较经济。所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。2.2.2接管及接管法兰设计(1)接管设计查输送流体无缝钢管 GB 8163得本次设计所用的接管的尺寸表如下所示：公称尺寸外径壁厚用途或名称理论质量PN2.5，DN5057×6液氯进口管7.55PN2.5,

6、DN2532×4排气管2.76PN2.5,DN2532×4温度仪接口2.76PN2.5,DN2532×4压强表接口2.76PN2.5,DN3238×5安全阀接口4.07PN2.5,DN5057×6液氯出口管7.55PN2.5,DN3238×5排污管4.07PN2.5,DN3238×5液位计接口4.07本次设计所用的接管及管口表如下表2管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称F1DN50HG20595-2009FM液氯进口管A 1DN25HG20595-2009FM排气管E 1DN25HG20595-2009FM

7、温度仪接口C1DN25HG20595-2009FM压强表接口D 1DN32HG20595-2009FM安全阀接口H 1DN50HG20595-2009FM液氯出口管I 1DN32HG20595-2009FM排污管G1,2DN32HG20595-2009FM液位计接口(2)接管法兰的选泽查压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类HG-20660-2000得：液氯的毒性为高等危害，故采用带颈对焊法兰，密封面为凹凸面，带加强环的缠绕式垫片和专用级紧固件结合。根据设计压力为P=1.33Mpa，操作温度为2045，故采用锻件，材料选16，类别为1C1，由于设计压力为为P=1.33Mpa，查中华人民共

8、和国化工行业标准.HG/T 20592-2009得，PN16材料16为的钢制管法兰材料的最大允许工作压力16.0bar,因此该法兰的公称压力为PN16，由于PN25,但介质有毒，所以采用专用级全螺纹螺柱和型六角螺母接管的法兰结构如下：表3 接管法兰结构尺寸表【3序号名称或用途公称直径DN钢管外径法兰外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n螺栓Th法兰厚度C法兰颈法兰高度H法兰质量(Kg)NSRBBf1液氯进口管5057165125184M16207448545 3.0a 1排气管253211585144M1218462.664401.0e 1温度仪接口253211585144M1218

9、462.664401.0C1压强表接口253211585144M1218462.664401.0d 1安全阀接口3238140110184M1618562.666422.0h 1液氯出口管5057165125184M16207448545 3.0i 1排污管3238140110184M1618562.666422.0g1,2液位计接口3238140110184M1618562.666422.0表5 接管法兰标记名称法兰标记液氯进口管法兰HG 20595 法兰 WN 50（B）-16 FM 20液氯出口管法兰排气管HG 20595 法兰 WN 25（B）-16 FM 20压强表温度仪接口液面计接

10、管法兰HG 20595 法兰 WN 25(B)-16 FM 20安全阀接管法兰排污管HG 20595 法兰 WN 25（B）-16 FM 20.垫片的选择因为公称压力PN=2.5MPa，而且工作温度不是太高，液氯的腐蚀性可以忽略，而且该密封属于静密封，凸凹压紧面安装时易于对中，还能有效地防止非金属垫片被挤出压紧面，所以垫片选用石棉橡胶垫片即可满足要求，查HG/T 20606钢制管法兰用非金属平垫片，得：图2.2 石棉橡胶垫片表2.6 凹凸面法兰用MFM型垫片尺寸表符号管口名称垫片厚度公称直径内径D1外径D2A安全阀口1.5322838B液氯进口1.5504557C空气出口1.5252432D液

11、氯出口1.5504557E空气进口1.5252432F I液位计口1.5322838G压力表口1.5252432H排污管口1.53228382.2.3附件设计（1）、安全阀设计由于液氯属于有毒介质，高度危害，所以需要气体全部通过排气管排放，介质不能向外泄漏故选用弹簧全启全封闭安全阀。所以根据公称压力PN=2.5和适用介质，选择型号为A41H-16C的安全阀。（2）、液位计设计液面计是用以指示容器内物料液面的装置，其类型很多，大体上可分为：玻璃管液面计、透光式玻璃板液面计、反射式玻璃板式玻璃板液面计、浮标式玻璃板液面计、防霜液面计、磁性液位计等。应为本次设计要成装毒性为高度介质的容器，所以不能选

12、用玻璃管液面计。又因为要储存的介质稍有色泽，所以不能选用透光式玻璃板液面计。本次设计的设计高度小于，因而不能选用浮标式玻璃板液面计。本次设计的工作温度为，所以不能用防霜液面计。综合上述的内容，筒体内径DN=2100mm，结合经济效益，本次设计采用磁性液位计，普通型，压力等级为1.6 MPa。根据实际要求，选用液位计的长度为1400mm。标记HG/T21584-95Z-1.6FM-1700-LS。（3）、视镜设计视镜用来观察设备内部物料的工作情况，本次设计选用不带颈视镜，因为其结构简单，不易粘料，有比较宽的视察范围。（4）压力表的选择压力容器上的压力表的最大量程应与设备的工作压力相适应。压力表的

13、量程一般为设备工作压力的倍，1.33Mpa*1.5=1.995Mpa，近似取2Mpa.压力表的使用压力范围，应不超过刻度极限的,2Mpa*0.7=1.4Mpa>1.33Mpa.符合要求。又考虑到液氯是高毒性的介质，所以综合考虑应选用钽材料的压力表，测量范围为。（5）、人孔的结构设计压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有两个手柄。本次设计在综合考虑公称压力、公称直径工作温度以及人孔的结构和材料等诸方面因素的情况下，选用回转盖带颈对焊法兰人孔。 .密封面的选择由于本次设计的介质是高度危害的，所以本次设计采用凹凸法兰密

14、封面（MFM）。 .人孔的设计本次设计的储罐设计压力为1.33MPa，根据钢制人孔和手孔【3】，采用回转盖带颈对焊法兰人孔。该人孔标记为：人孔 图3.1 人孔结构示意图表3.1 人孔结构尺寸【3】密封面型式公称压力PN公称直径DNdwSdDD1H1H2 bMFM2.55005301250673066028012344b1b2ABLd0螺柱螺母螺柱总质量数量直径长度4348405200300302040M3321703022.2.4支座的结构设计（1）、支座的结构形式确定容器支座有鞍式支座、腿式支座、支撑式支座、耳式支座、裙式支座等，用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。因为本

15、次设计的容器直径在以上，所以选用轻型鞍座，又因为容器有热胀冷缩的位移要求，所以应选两个轻型鞍座分别为固定式和滑动式。（2）、制作结构尺寸的确定.支座的选择鞍座结构该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-A-F。估算鞍座的负荷： 储罐总质量筒体质量：单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002钢制压力容器用封头中表B.2 EHA椭圆形封头质量，可知，充液质量：，附件质量：人孔质量为302kg，其他接管质量总和估100kg，即综上所述，G=mg=398.009kN,每个鞍座承受的重量为199.0045kN由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为A,包角为120，有垫板的鞍

16、座。DN为2100mm,筋板数为6.查JB4712.1-2007得鞍座结构尺寸如下表4：固定式（F型） 滑动式（S型） 表4：鞍式支座结构尺寸 单位：mm公称直径DN允许载荷Q /kN鞍座高度h底板腹板筋板l1b1l3b2b32100400250150024014102302082908垫板螺栓配置鞍座质量kg增加100mm高度增加的质量/kg弧长b4e间距l2螺孔d螺纹孔长l245050010100130024M204019619.鞍座位置的确定通常取尺寸A不超过0.2L值，中国现行标准JB 4731钢制卧式容器规定A0.2L=0.2（L+2h），A最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的

17、作用将使支座截面处的应力过大。由标准椭圆封头,有封头直边：故由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此，JB 4731还规定当满足A0.2L时，最好使A0.5R m（）,即 ，取A=528mm综上有：A=528mm。鞍座标记为： 2.3设备的强度计算2.3.1、壁厚计算（1）筒体的壁厚计算.设计温度下材料的许用应力查表GB150可得出，T=时，假设筒体厚度为316mm，由材料许用应力表可得的.焊接接头系数本次液氯储罐的设计采用双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头，100%无损检测

18、，所以。.内压容器的计算厚度 根据内压容器的计算厚度公式： 7.4141978mm在316mm之间，故假设是成立的。取腐蚀裕量，设计厚度：由GB713锅炉和压力容器用钢板中列举的压力容器专用钢板的厚度负偏差按照GB/T 709中的B类要求，即钢板的负偏差。，查钢板厚度的常用规格表，将其圆整为12mm，即名义厚度的钢板。有效厚度（2）.封头壁厚的设计计算 标准椭圆形封头的计根据标准椭圆形封头的计算厚度公式取腐蚀裕量，由GB713锅炉和压力容器用钢板中列举的压力容器专用钢板的厚度负偏差按照GB/T 709中的B类要求，即钢板的负偏差。查钢板厚度的常用规格表，将其圆整为，即名义厚度的钢板，可见标准椭

19、圆形封头与筒体等厚。2.3.2压力试验校核压力试验类型：水压试验水压试验时液体的温度不低于5°C,取20°C时，根据GB150,16MnR：，-耐压试验压力P-允许的最大工作压力-耐压试验系数，液体取1.25，气体液体混合取1.10-试验温度下金属材料的许用应力，Mpa-设计温度下金属材料的许用应力，Mpa水压试验时的应力水压试验时的许用应力为,故筒体满足水压试验时的要求。初步厚度设计值标准椭圆形封头筒体2.3.3设备的应力校核钢制卧式容器计算单位河北工程大学计 算 条 件 简 图设计压力 p1.33MPa设计温度 t50筒体材料名称Q345R封头材料名称Q345R封头型式

20、椭圆形筒体内直径 Di2100mm筒体长度 L8500mm筒体名义厚度 dn12mm支座垫板名义厚度 drn10mm筒体厚度附加量 C2mm腐蚀裕量 C12mm筒体焊接接头系数 F1封头名义厚度 dhn12mm封头厚度附加量 Ch2.3mm鞍座材料名称Q345鞍座宽度 b1500mm鞍座包角 120°支座形心至封头切线距离 A568mm鞍座高度 H250mm地震烈度 低于七度内压圆筒校核计算单位河北工程大学计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.36MPa设计温度 t 50.00° C内径 Di 2100.00mm材料 16Mn (

21、板材 )试验温度许用应力 s 178.00MPa设计温度许用应力 st 178.00MPa试验温度下屈服点 ss 305.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm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 = = 8.03mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.00mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 5312.53Kg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 = 1.6625 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT£ 0.90 ss = 274.50MPa试验压力下圆筒的应力

22、 sT = = 175.39 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= = 1.68720MPa设计温度下计算应力 st = = 143.15MPastf 178.00MPa校核条件stf st结论 合格左封头计算计算单位河北工程大学计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.36MPa设计温度 t 50.00° C内径 Di 2100.00mm曲面深度 hi 565.00mm材料 Q345R (板材)设计温度许用应力 st 189.00MPa试验温度许用应力 s 189.00MPa钢板负偏差

23、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 = 1.25Pc= 1.6625 (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 = = 163.99MPa校核条件sT£ sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9089计算厚度 dh = = 6.86mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 9.70mm最小厚度 dmin = 3.15mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重

24、量 482.93 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.91604MPa结论 合格右封头计算计算单位河北工程大学计算所依据的标准GB 150.3-2011 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.36MPa设计温度 t 50.00° C内径 Di 2100.00mm曲面深度 hi 565.00mm材料 16MnDR (板材)设计温度许用应力 st 181.00MPa试验温度许用应力 s 181.00MPa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 = 1.25Pc= 1.66

25、25 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力stsT£ 0.90 ss = 283.50MPa试验压力下封头的应力sT = = 163.99MPa校核条件sT£ sT校核结果合格厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9089计算厚度 dh = = 7.17mm有效厚度 deh =dnh - C1- C2= 9.70mm最小厚度 dmin = 3.15mm名义厚度 dnh = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 482.93 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 1.83494MPa结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位河北工程大学计 算 条 件简 图

26、计算压力 pC1.33MPa 设计温度 t50 圆筒材料16Mn 鞍座材料Q345 圆筒材料常温许用应力 s178MPa 圆筒材料设计温度下许用应力st178MPa 圆筒材料常温屈服点 ss345MPa 鞍座材料许用应力 ssa170MPa 工作时物料密度 1307kg/m3 液压试验介质密度 1000kg/m3 圆筒内直径Di2100mm 圆筒名义厚度 12mm 圆筒厚度附加量 2mm 圆筒焊接接头系数 1 封头名义厚度 12mm 封头厚度附加量 Ch2.3mm 两封头切线间距离 8580mm 鞍座垫板名义厚度 10mm 鞍座垫板有效厚度 10mm 鞍座轴向宽度 b1500mm 鞍座包角 1

27、20° 鞍座底板中心至封头切线距离 A568mm 封头曲面高度 565mm 试验压力 pT1.6625MPa 鞍座高度 H250mm腹板与筋板组合截面积 2500mm2 腹板与筋板组合截面断面系数5000mm3 地震烈度<7圆筒平均半径 Ra 1056mm 物料充装系数 0.9一个鞍座上地脚螺栓个数2地脚螺栓公称直径24mm地脚螺栓根径20.752mm鞍座轴线两侧的螺栓间距1300mm地脚螺栓材料40Cr支 座 反 力 计 算 圆筒质量(两切线间)5362.68kg 封头质量(曲面部分)455.479kg 附件质量199kg 封头容积(曲面部分)1.21226e+09mm3 容

28、器容积(两切线间)V = 3.21423e+10mm3 容器内充液质量工作时, 37808.9压力试验时, = 32142.3kg 耐热层质量0kg总质量工作时, 44281.6压力试验时, 38614.9kg单位长度载荷46.5526 40.5953N/mm支座反力217245 189445217245N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 3.14247e+08压力试验= 2.74033e+08N·mm支座处横截面弯矩操作工况： -8.20634e+06压力试验工况： -7.15618e+06N·mm系 数 计 算K1=0.106611K2=0.1923

29、48K3=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.0162159K6=K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算轴向应力计算操作状态 79.1986 72.4212MPa -8.97457 -1.21844MPa水压试验状态 -7.82213 -1.06252MPa 95.6061 89.696MPa应力校核许用压缩应力0.000885122根据圆筒材料查GB150图4-34-12 B = 117.124MPa117.124117.124MPa < 178 合格|,| < 117.124 合格|,| < 117.124 合格sT2

30、 ,sT3 < 0.9ss = 274.5 合格MPa筒体和封头的切应力时(时,不适用)19.2088MPa时圆筒中：封头中：MPa应力校核封头椭圆形封头, 碟形封头, 半球形封头, MPa圆筒封头 t = 0.8 s t = 142.4 MPa圆筒, t < t = 142.4 MPa 合格封头, th < t h = MPa 鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力无加强圈圆筒圆筒的有效宽度1675.61mm无垫板或垫板不起加强作用时在横截面最低点处-0.985687MPa在鞍座边角处L/Rm8时, -56.0837MPaL/Rm<8时, MPa无加强圈筒体垫板起加强作用

31、时鞍座垫板宽度 ； 鞍座垫板包角横截面最低点处的周向应力MPa鞍座边角处的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm<8时, MPa鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm<8时, MPa应力校核 |s5| < s t = 178 合格 |s6 | < 1.25s t = 222.5 合格 |s6 | 1.25s t = 222.5 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上 在鞍座边角处圆筒的

32、周向应力：MPa 在 鞍 座 边 角 处 ，加 强 圈 内 缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 ：MPa有加强圈圆筒加强圈靠近鞍座横 截 面 最 低 点 的 周 向 应 力 无垫板时，（ 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 ） 采用垫板时，（垫板起加强作用）MPa 在横截上靠近水平中心线的周向应力：MPa 在横截上靠近水平中心线处，不与筒壁相接的加强圈内缘 或 外 缘 表 面 的 周 向 应 力 ：MPa加强圈靠近鞍座鞍座边角处点处的周向应力 无垫板或垫板不起 加强 作用L/Rm8时, MPa 无垫板或垫板不起 加强 作用L/Rm<8时, MPa 采用垫板时，（垫板起加强作用）L

33、/Rm8时, MPa采用垫板时，（垫板起加强作用）L/Rm<8时, MPa应力校核|s5| < st = 合格|s6 | < 1.25st = 合格|s7 | < 1.25st = |s8 | < 1.25stR = MPa鞍 座 应 力 计 算水平分力44214.2N腹板水平应力计算高度250mm鞍座腹板厚度10mm鞍座垫板实际宽度500mm鞍座垫板有效宽度500mm腹板水平应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 , 17.6857垫板起加强作用, MPa应力判断 s9 < s sa = 113.333 合格MPa腹板与筋板组合截面应力由地震水

34、平分力引起的支座强度计算圆筒中心至基础表面距离 1312mm轴向力 N, MPa, MPa|ssa| 1.2sbt= 地脚螺栓应力拉应力 MPasbt 1.2sbt = MPa 剪应力 MPatbt 0.8×Ko×sbt = MPa 温差引起的应力 N -44.3181MPa|stsa| > ssa = 170 合格窄面整体(或带颈松式)法兰计算计算单位河北工程大学设 计 条 件简 图设计压力 p1.357MPa计算压力 pc1.357MPa设计温度 t50.0° C轴向外载荷 F0.0N外力矩 M0.0N.mm壳材料名称16Mn体许用应力 178.0MPa

35、法材料名称Q345R许用sf185.0MPa兰应力stf185.0MPa材料名称40Cr螺许用sb196.0MPa应力stb188.5MPa栓公称直径 d B18.0mm螺栓根径 d 114.0mm数量 n4个Di125.0Do165.0垫 结构尺寸Db125.0D外93.0D内57.003.5 mmLe20.0LA-8.5h25.018.5材料类型软垫片N18.0m2.75y(MPa)25.5压紧面形状1a,1bb7.59DG77.8片b06.4mm b= b0b06.4mm DG= ( D外+D内 )/2b0 > 6.4mm b=2.53 b0 > 6.4mm DG= D外 -

36、 2b螺 栓 受 力 计 算预紧状态下需要的最小螺栓载荷WaWa= bDG y = 47317.6N操作状态下需要的最小螺栓载荷WpWp = Fp + F = 20302.1 N所需螺栓总截面积 AmAm = max (Ap ,Aa ) = 241.4mm2实际使用螺栓总截面积 AbAb = = 615.8mm2力 矩 计 算操FD = 0.785pc = 16643.2NLD= L A+ 0.51 = -4.2mmMD= FD LD = -70733.7N.mm作FG = Fp = 13841.2NLG= 0.5 ( Db - DG ) = 23.6mmMG= FG LG = 326513.

37、5N.mmMpFT = F-FD = -10192.6NLT=0.5(LA + d1 + LG ) = 11.8mmMT= FT LT = -120222.1N.mm外压: Mp = FD (LD - LG )+FT(LT-LG ); 内压: Mp = MD+MG+MT Mp = 135557.7N.mm预紧 MaW = 84002.5NLG = 23.6mmMa=W LG = 1981618.1N.mm计算力矩 Mo= Mp 与Masft/sf中大者 Mo = 1981618.1N.mm螺 栓 间 距 校 核实际间距 = 98.2mm最小间距 42.0 (查GB150-2011表9-3)mm

38、最大间距 72.9mm 形 状 常 数 确 定20.92h/ho = 1.2 K = Do/DI = 1.320 2.4由K查表9-5得T=1.789Z =3.694Y =7.145U=7.851整体法兰查图9-3和图9-4FI=0.68745VI=0.100040.03287松式法兰查图9-5和图9-6FL=0.00000VL=0.000000.00000查图9-7由 d1/do 得f = 1.00000整体法兰 = 20108.7松式法兰 = 0.00.4=f e+1 =1.66g = y/T = 0.931.88 = 1.32剪应力校核计 算 值许 用 值结 论预紧状态 0.00MPa操

39、作状态 0.00MPa输入法兰厚度f = 20.0 mm时, 法兰应力校核应力性质计 算 值许 用 值结 论轴向应力 155.13MPa =277.5 或 =445.0( 按整体法兰设计的任 意 式法兰, 取 ) 校核合格径向应力 56.16MPa = 185.0校核合格切向应力 75.72MPa = 185.0校核合格综合应力 = 115.43MPa = 185.0校核合格刚度系数 0.509 校核合格法兰校核结果校核合格2.3.4开孔补强计算开孔补强计算计算单位河北工程大学接 管: N1, 57×12计算方法: GB150.3-2011等面积补强法，单孔设 计 条 件简 图计算压

40、力 pc1.3569MPa设计温度50壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16Mn（热轧）板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di2100mm壳体开孔处名义厚度n12mm壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体材料许用应力t178MPa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 200mm接管连接型式 接管实际内伸长度 1900mm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 2mm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 1.375mm补强圈厚度负偏差 C1r mm接管材料许用应力t 137MPa补强圈许用应力t MPa开 孔 补 强 计 算非圆形开孔长直径 39.4mm开孔长径与短径之比 1 壳体计算厚度 7.415mm接管计算厚度t 0.187mm补强圈强度削弱系数 frr 0接管材料强度削弱系数 fr 0.806开孔补强计算直径 d 39.