20m^3-氮气储罐设计方案

1、课程设计任务书1. 设计目的：1）使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。2）掌握查阅、综合分析文献资料的能力，进行设计方法和方案的可行性研究和论证。3）掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算 机操作和专业软件的使用。4）掌握工程图纸的计算机绘图。2. 设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1 原始数据设计条件表序号项目数值单位备注1名称氮气储罐2用途氮气储配站3最咼工作压力2.5MPa由介质温度确定4工作温度-20 48°C5公称容积（Vg）20M6工作压力波动情况可不考虑7装量系数（©

2、V）0.98工作介质氮气9使用地点室外10安装与地基要求储罐底壁坡度0.010.0211其它要求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A80HG20592-1997MFM物料进管B80HG/T21514-2005MFM物料出管C80HG20592-1997MFM安全阀接口D80HG20592-1997MFM排污管E80HG20592-1997MFM放气管F28HG20592-1997MFM温度计接口G28HG20592-1997MFM压力表接口H450HG20592-1997MFM人孔课程设计任务书2设计内容1）设备工艺、结构设计；2）设备强度计算与校核；3）技术条件编制；4）

3、绘制设备总装配图；5）编制设计说明书。3. 设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样品等：1）设计说明书：主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等；2）总装配图设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸 采用计算机绘制。课程设计任务书4. 主要参考文献:1 国家质量技术监督局，GB150-1998钢制压力容器，中国标准出版社，19982 国家质量技术监督局，压力容器安全技术监察规程，中国劳

4、动社会保障出版社， 19993 全国化工设备设计技术中心站，化工设备图样技术要求，2000，114 郑津洋、董其伍、桑芝富，过程设备设计，化学工业出版社，2001 黄振仁、魏新利，过程装备成套技术设计指南，化学工业出版社，2002 国家医药管理局上海医药设计院，化工工艺设计手册，化学工业出版社，19967蔡纪宁主编，化工设备机械基础课程设计指导书，化学工业出版社，2003年5. 设计成果形式及要求：1）完成课程设计说明书一份；2）草图一张（A1图纸一张）3）总装配图一张（A1图纸一张）;系主任审查意见：签字：年 月 日、八前本设计是针对过程设备设计这门课程所安排的一次课程设计，是对这门 课程的

5、一次总结，要综合运用所学的知识并查阅相关书籍完成设计。本设计的物料为氮气，它是一种无色无味气体。氮气作为一种重要的化工原 料,应用广泛于氨氮的生产制造。分子式N，密度1.25g/L,熔点63K，沸点75K， 临界温度126K。氮气通常不易燃烧且不支持燃烧。化学性质很稳定，常温下很 难跟其他物质发生反应，但在高温、高能量条件下可与某些物质发生化学变化， 用来制取对人类有用的新物质。设计基本思路：本设计综合考虑环境条件、介质的理化性质等因素，结合给 定的工艺参数，按容器的选材、壁厚计算、强度核算、附件选择、焊缝标准的设 计顺序，分别对储罐的筒体、封头、接管、管法兰、人孔接管、人孔接管补强、 液位计

6、、鞍座、焊接形式进行了设计和选择。设备的选择大都有相应的执行标准， 设计时可以直接选用符合设计条件的标准设备零部件，也有一些设备没有相应标 准，则选择合适的非标设备。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。目录1. 工艺设计 11.1. 存储量 11.2. 设备的选型及轮廓尺寸 12. 筒体及封头设计 32.1. 筒体材料设计 32.2. 圆筒设计 32.3. 封头厚度 33. 接管、法兰、垫片和螺栓的选择 43.1. 接管和法兰 43.2. 垫片的选择 53.3. 螺栓（螺柱）的选择 63.4. 人孔的选取 73.5. 人孔

7、补强圈设计： 94. 容器支座 124.1. 制作所承受最大载荷 124.2. 鞍座选择 124.3. 支座的位置 134.4. 焊接机构设计 135. 附件选择 156. 整体布局 167. 强度校核 17结束语 32参考文献 331. 工艺设计1.1. 存储量盛装氮气的压力容器设计存储量W=t Vpt式中：W 存储量，t；装量系数；V 压力容器容积；P t设计温度下的饱和溶液的密度，t/m3已知压力容器的工作温度是-2048 C,取设计温度为50 C,设计压力Pc=2.5MPa由气体状态方程：PV=nRT 得PM= p RT查得，标准状况下氮气的密度p 0=1.251 kg/m3设计温度下

8、的密度 p = p 0Pc/P0 T0/T=26.094 kg/m3 根据设计条件 W= © V p t=0.9X 20X 26.094=469.692kg1.2. 设备的选型及轮廓尺寸粗略计算内径：一D2 L=20m34取 L/D=4,得 Di=1853mm 圆整为 1900mm根据氮气的性质及设计条件，选用卧式椭圆形封头容器。就力学性能而言，半球形封头效果较好，但是冲压工艺较难，不易成型。根据JB/T 4737-1995选用EHA椭圆形封头公称直径曲面咼度直边高度内表面积容积DN/mmhjmmh2/mmA/m2V/m31900500254.06240.9687压力容器体积V=2V

9、封头+ n D2 L=20m34 i得 L=5750mm 圆整得 L=6000mmV 实=2V 封头 +d2l=2 0.9687+1.92 6=20.79m344V实一V一100%=4%<5%不符合设计要求VV实一V 要根据100%>5% 可得L=6800mmV综上所述，筒体的公称直径为 Di=1900mm，长度L=6800mm。2. 筒体及封头设计2.1. 筒体材料设计设计压力Pc =2.5MPa，工作温度-2048 C根据GB6654选用16MnR热轧钢2.2. 圆筒设计材料许用应力表得16MnR的匚I=163MPa （、：=1636mm）由钢制压力容器的焊接接头系数值表，选择

10、双面焊对接接头无损检测比例为100%,所以 =1.00-2曰 _巳=1468mm取腐蚀裕度C2二2mm,负偏差G = -0.30mm设计厚度 、d 二、 C2 =14.68 2 =16.68mm名义厚度* G 圆整-18mm根据钢材标准规格 GB709-88，得：名义厚度为18mm 检查：=18mm, 4丨没有变化，故取名义厚度18mm合适2.3. 封头厚度标准椭圆形封头形状系数k=1KPcD2汀 <0.5Pc二 14.63mm取腐蚀裕量C2mm,负偏差G =-0.30mm设计厚度：d = C2 = 16.63mm名义厚度=：d圆整=18mm据 JB/T 4737-1995 知，n=18

11、mm检查：n =18mmr t没有变化，故取名义厚度18mm合适3. 接管、法兰、垫片和螺栓的选择3.1. 接管和法兰氮气储罐应设置排污口，物料进口，物料出口，人孔，温度计口，压力表口, 安全阀口，放空口。法兰公称压取Pn =4.0MPa根据压力容器与化工设备实用手册 Pn =4.0MPaa时，可选接管公称通径 DN=80mm根据设计压力Pc = 2.5Mpa，查HG/T 20592-97钢制管法兰表4-4，选用PN=4.0MPa带颈平焊法兰（SO）,由介质特性和使用工况，查密封面型式的选 用，表。选择密封面型式为凹凸面（MFM），压力等级为1.04.0MPa,接管法兰材料选用16MnR。根据

12、各接管公称通径，查表 4-4得各法兰的尺寸C面(M)Wd一YZ斜1总11 :7玉|<FM)图3-1带颈平焊钢制管法兰表3-1法兰尺寸公称通连接尺寸法兰 高度法兰内径B1法兰理论质量序 号名称钢管 外径法兰外径螺栓 孔中 心圆 直径K螺栓 孔直 径L螺栓 孔数 量n螺栓法兰 厚度法兰颈坡口 宽度径DnBDThCHB系列bkgA物料 入口8089200160188M1624401189164.86B物料 出口8089200160188M1624401189164.86C安全 阀口8089200160188M1624401189164.86D排污口8089200160188M162440118

13、9164.86E放空口8089200160188M1624401189164.86F温度计口283210575144M121626452641.03G压力 表口283210575144M121626452641.03接管外径的选用以B国内沿用系列（公制管）为准，对于公称压力 0.25WPNW 25MPa的接管，查压力容器与化工设备实用手册普通无缝钢管，选材料为16MnR。对应的管子尺寸如下如表：表3-2管子尺寸序号名称公称直径管子外径数量管口伸出量管子壁厚伸长量质量（kg）A物料进管80891150154.106B物料出管80891150154.106C安全阀管80891150154.106D

14、排污管80891150154.106E放气管80891150154.106F温度计管2832110080.474G压力表管2832110080.4743.2. 垫片的选择查钢制管法兰、垫片、紧固件，表凹凸面法兰用MFMS垫片尺寸，根据设计压力为Pc=2.5MPa,采用金属包覆垫片，选择法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。金属材料为纯铝板L3，标准为GB/T 3880,最高工作温度200C,最大硬度40HB。填充材料为非石棉纤维橡胶板，代号为 NAS，最高工作温度为290C。得对应垫片尺寸如表：图3-2凹凸面型垫片表3-3垫片尺寸序号名称公称直径内径外径厚度DN(mm)Di (mm)D2(m

15、m)S (mm)A物料进管801201423B物料出管801201423C安全阀管801201423D排污管801201423E放气管801201423F温度计管2845.5613G压力表管2845.56133.3. 螺栓（螺柱）的选择根据密封所需压紧力大小计算螺栓载荷，选择合适的螺柱材料。计算螺栓直 径与个数，按螺纹和螺栓标准确定螺栓尺寸。选择螺栓材料为Q345。查钢制管法兰、垫片、紧固件中表 5.0.07-9和附录中标，得螺柱 的长度和平垫圈尺寸：E *,U111- -1图3-4双头螺柱图3-5螺母表3-4螺栓及垫圈尺寸序号名称公称直径螺纹螺柱长紧固件用平垫圈mmd1d2hA物料进管80M

16、127513242.5B物料出管80M1610017303C安全阀管80M1610017303D排污管80M1610017303E放气管80M1610017303F温度计管32M1610017303G压力表管32M161001730334人孔的选取查压力容器与化工设备实用手册，因筒体长度7600mm>6000mm,需开 两个人孔，可选回转盖带颈对焊法兰人孔。由使用地为太原市室外，确定人孔的公称直径DN=450mm，以方便工作人员的进入检修。配套法兰与上面的法兰类型相同，根据HG/T 21518-2005回转盖带颈对焊法兰人孔，查表3-1，由PN=4.0MPa选用凹凸面的密封形式 MFM

17、,采用8.8级35CrMoA等长双头螺柱连接。其明细尺寸见下图：图4-1回转盖带颈对焊法兰人孔 表4-1人孔尺寸表密封面型式凹凸面MFMD685b155d。30公称压力PNMPa4.0D1610b257螺柱数量20公称直径DN450H1270A390螺母数量40dw “480 勺4H2127B175螺柱尺寸M36 汉3"90d451.6b57L250总质量kg2783.5.人孔补强圈设计:3.5.1. 设计方法判别按HG/T 21518-2005，选用回转盖带颈对焊法兰人孔，设：厚度附加量C=2mm开孔直径 D=Di+2C=450+4=504mm则 D : Di 3 =1900/3=

18、633mm故可以采用等面积法进行开孔补强计算。接管材料选用16MnR钢，其许用应力汀=163MPa根据 GB150-1998 中，A=d二 2=et(1 - fr)其中：壳体开孔处的计算厚度 厂-14.68mm接管的有效厚度 匚氏二;nt - G - C2 =14-2=12mmf,叫二空=1强度削弱系数163则 A 二 454 14.68 二 6664.72mm23.5.2. 补强范围3.5.2.1. 补强有效宽度B的确定：按 GB150中有：B 2d = 2 454 二 908mmB2 =d 2、n 2nt =454 2 18 2 14 = 518mmB = max(B.|, B2 908m

19、m3.5.2.2. 有效高度的确定外侧有效高度h1的确定根据GB150-1998中式8-9,得:h；= 血"454 14 二 79.725mm0二接管实际外伸咼度 =H； = 300mmIIIh； =mi n（h；,h2） = 79.725mm内侧有效高度h2的确定根据GB150-1998中式8-9,得：h2 = d、；nt = 454 18 =90.4h2 = 0二 min（h2'，"）=03.5.2.3. 有效补强面积根据 GB150 中式 8-10 式 8-13, Ae=A什A2+A3分别计算如下：3.5.2.3.1. 筒体多余面积AA =（B -d）（、e

20、-、）-2、et（、e -、）（1 - fr） =（908-454） （16-14.68） = 599.28mm23.523.1.1. 管的多余面积接管厚度：=3.33mmA2 =20（飞、t）fr 2h2（、etC2）fr =2 79.72 （12-3.4 7炉 1 3 8.24 4n8m23.5.2.3.1.2. 焊缝金属截面积焊角取6.0mm1 2 2A 62 二 36mm23.5.2.3.2. 补强面积2Ae=A1+A2+A3=599.28+1382.3488+36=2017.6248mm因为Ae< A=4772.88mm2,所以开孔需另行补强2A4= A - Ae=6664.7

21、2-2017.6248=4647.1mm3.5.2.3.3. 补强圈设计根据DN450取补强圈外径D=760mm。因为b>d',所以在有效补强范 围。补强圈内径d，= 482mm3.5.2.3.4. 补强圈厚度：6 =A4/（ D -d ）= 16.72mm圆整取名义厚度为18mm根据GB-150, JB/T4736-2002，补强圈焊接形式 D型，Di=do+（612）。图4-3补强圈表4-2补强圈补强及附件的选择接管公称直径DN/mm外径D2内径D1厚度乞（兰1®n）重量（Kg）4507604821836.34. 容器支座4.1.制作所承受最大载荷m = mi 2m

22、2 m3 m4 m5其中g为筒体质量耳=5789.44kgm2为封头质量m2二582.37kgm3为全部法兰及附件质量m3 ： 71.248kgm4人孔质量 m4 = 265kgm5水压试验时水重叫=V实际水二21217kg则 m =5789.442 582.3771.24826521217 =28507.428kg总载荷 Q = mg = 28507.428 9.79684 = 279282.71N =279.28kN11每个鞍座的重量Q' Q 279.28kN : 139 .64 kN224.2.鞍座选择由容器支座JB/T 4712.1-2007 Dg= 1900mm Q =139

23、.64kN选取轻型（A型）鞍式支座 DN=1900mm如图表5-1鞍座的结构尺寸公称直径DN1900腹板S 210垫板b4430允许载荷Q/kN295筋板13315S 410鞍座咼度h250b2190e80底板I11360b3260螺栓间距I21200b1220S 38螺孔/孔长D/l24/40S 112弧长2330重量kg160标记：JB/T 4712.1-2007 支座 A 2000 FJB/T 4712.1-2007 支座 A 2000S4.3. 支座的位置因为鞍座位置的要求为 A< 0.2L=1360mm,并尽量使A< 0.5R.,综合考虑选择 A=484mm.4.4. 焊

24、接机构设计4.4.1. 焊接接头设计4.4.1.1. 筒体、封头与筒体的焊接形式由于筒体、封头与筒体焊接为 A类、B类，所以才用对接接头 对接接头特点：受热均匀、受力对称、便于无损检测，焊接质量容易得 到保证。4.4.1.2. 管材与筒体、封头焊接采用带补强圈的角焊接4.4.1.3. 管材与法兰相连接采用无补强圈的角焊接4.4.2. 坡口形式4.4.2.1.筒体、筒体与封头采用双V形坡口442.2. 接管与筒体442.3. 接管与法兰H.H4424 焊条的选择表5-1焊条型号及牌号(JB/T 4709-2007 )接头母材焊条型号焊条牌号16Mn R+16 MnRE5016J5065附件选择安

25、全阀的选择由操作压力决定安全阀的公称压力，由操作温度决定安全阀的使用温度范围，所以由本设计的温度、压力、介质等基本参数选用弹簧封闭式安全阀CA41H-25.图6-1安全阀6.整体布局7.强度校核钢制卧式容器计算单位太原科技大学计 算条 件简图设计压力p2.5MPa设计温度t50C筒体材料名称16MnR（热轧）f封头材料名称16MnR（热轧）7市°J封头型式椭圆形U眄筒体内直径Di1900mm筒体长度L6800mm筒体名义厚度&18mm支座垫板名义厚度&n10mm筒体厚度附加量C2mm腐蚀裕量Ci2mm筒体焊接接头系数1封头名义厚度&n18mm封头厚度附加量Ch

26、2mm鞍座材料名称16MnR鞍座宽度b220mm鞍座包角0120o支座形心至封头切线距离A509mm鞍座咼度H250mm地震烈度低于7度内压圆筒校核计算单位太原科技大学计算条件筒体简图计算压力Pc2.50MPa设计温度t50.00也CrTt、内径Di1900.00mm材料16MnR（热轧）（板反材）试验温度许用应力同163.00MPa设计温度许用应力耐163.00MPa1On亠Di i试验温度下屈服点os325.00MPa钢板负偏差Cl0.00mm腐蚀裕量C22.00mm焊接接头系数 *1.001厚度及重量计算计算厚度PcDi6 =2<r%_pc = 14.68mm有效厚度& =

27、& - Ci - C2 = 16.00mm名义厚度备=18.00mm重量5789.44Kg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 寻 =3.7500（或由用户输入）MPa压力试验允许通过 的应力水平 Htfcr!< 0.90 os =292.50MPa试验压力下 圆筒的应力OT = PT.（Di+&）= 224.5326e4MPa校核条件OT兰同T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力2&MPw=（Di+&）= 2.72234MPa设计温度下计算应力tPC（Di+3e）CT =2§e= 149.69MPa163.

28、00MPa校核条件结论合格左封头计算计算单位太原科技大学计算条件椭圆封头简图计算压力Pc2.50MPa设计温度t50.00° C内径Di1900.00mm曲面咼度 hi500.00mm/t材料16MnR（热轧）（板材）-L1. »i设计温度许用应力M163.00MPa试验温度许用应力同163.00MPa钢板负偏差Ci0.00mm腐蚀裕量C22.00mm焊接接头系数 *1.00厚度及重量计算形状系数K =制Dp = 0.9350计算厚度KPcDi右=2CTt©_0.5Pc = 13.68mm有效厚度Q = & - Ci - C2 = 16.00mm最小厚度5

29、min = 5.70mm名义厚度& = 18.00mm结论满足最小厚度要求重量582.37Kg压力计算最大允许工作压力2町蚁Pw= KDi 切.56e = 2.92295MPa结论合格右封头计算计算单位太原科技大学计算条件椭圆封头简图计算压力Pc2.50MPa设计温度t50.00° C内径Di1900.00mm曲面咼度 hi500.00mm/t材料16MnR（热轧）（板材）-L1. »i设计温度许用应力M163.00MPa试验温度许用应力同163.00MPa钢板负偏差Ci0.00mm腐蚀裕量C22.00mm焊接接头系数 *1.00厚度及重量计算形状系数K =制Dp

30、= 0.9350计算厚度KPcDi右=2CTt©_Q.5Pc = 13.68mm有效厚度Q = & - Ci - C2 = 16.00mm最小厚度5min = 5.70mm名义厚度& = 18.00mm结论满足最小厚度要求重量582.37Kg压力计算最大允许工作压力2町蚁Pw= KDi 切.56e = 2.92295MPa结论合格卧式容器（双鞍座）计算单位太原科技大学计 算 条件简图计算压力pc2.5MPa设计温度t50C圆筒材料16MnR（热轧）r1鞍座材料16MnR1kJJ圆筒材料常温许用应力O163MPaJ圆筒材料设计温度下许用应力of163MPa圆筒材料常温屈

31、服点 %325MPa鞍座材料许用应力ojsa170MPa工作时物料密度%10003kg/m液压试验介质密度；'t1000kg/m3圆筒内直径 Di1900mm圆筒名义厚度殊18mm圆筒厚度附加量C2mm圆筒焊接接头系数*1封头名义厚度18mm封头厚度附加量Ch2mm两封头切线间距离L6850mm鞍座垫板名义厚度Qn10mm鞍座垫板有效厚度Qe10mm鞍座轴向宽度b220mm鞍座包角0120o鞍座底板中心至封头切线距离A509mm封头曲面咼度hi500mm试验压力PT3.75MPa鞍座咼度H250mm腹板与筋板组合截面积A.a194802 mm腹板与筋板组合截面断面系数Zr3677043

32、 mm地震烈度<7圆筒平均半径 Ra959mm物料充装系数乱0.9一个鞍座上地脚螺栓个数1地脚螺栓公称直径0mm地脚螺栓根径0mm鞍座轴线两侧的螺栓间距0mm地脚螺栓材料支座反力计算圆筒质量（两切线mi =兀（【D+ 6n Lc&Ys=5832.18kg间）封头质量（曲面部分）m2 = 563.467kg附件质量m3 = 71.248kg封头容积（曲面部分）Vh = &97841e+08mm容器容积（两切线V = 2.12174e+103 mm间）容器内充液质量工作时，g =V?。 =19095.7kg压力试验时,=V?T= 21217.4耐热层质量m5 = 0kg工作时

33、，m =mt +2 £m2 +m3+m4 +m5= 26126总质量kg压力试验时,mumki+ 252十 m3 + mu 十 m5 = 28247.8单位长度载荷mgq *m"gq 二 4=34.104q -436.8737N/mmL +hiL + h331=丄口9= 128174F “1mq =13858422支座反力NF =max（F：F "）=138584筒体弯矩计算工作时MfL1 +2仮-h2 ） L24A=1.405e+081 1+如4L圆筒中间处截3LN mm面上的弯矩压力试验-1m fL1 +2屁-h2 ）L2 4A=1 5191e+0841+4h

34、i3LL操作工况:-Ai £ h2支座处横M2 =-f A1 -1r2AI=-4.49447e+06N mm截面弯矩1 一1+如3L压力试验工况：-1Ra2 -h2 |Mt2 = F*A 1L2AL1.3L一=-4.85947e+06系数计算Ki=0.106611K2= 0.192348K3=1.17069K4=Ks= 0.760258K6=0.0156516K6 = 0.0128655K7=K8=K9= 0.203522C4=C5 =筒体轴向应力计算Pc Ra . M iC12 =-十亠2、77.962726ejRa &MPa-75.8338操作状态2AKijR：&

35、P RM1d =1-3 040812&MPaPc丁4 Ra +M 2-0.505713轴向2&K2JlRa6e应力Mt1T、-t-A计算-fT1 2 -3.28609TRa仪MPaMt 2TTA C A5 4 2 r 0.546782Ob水压试验状态Pt Ra , M T1“ 2£L呎$ 115671MPapTRaM T226也2 煮113.369 e2呎蠢A =0.0946应力 Ra-=0.00158316校核根据圆筒材料查 GB150图6-36-10MPa许用压缩应力B =150.005BJc =mi n(Gt ,B)= 150.005Bc =mi n(0.9RL

36、,B) =150.005MPa口2，3<G 1 二= 163 合格lb 1,104 I < Bic=150.005 合格MPaloTilgl < bc=150.005 合格OT2 ,五3< 0.9Os=292.5合格筒体1 L 2A介 maaaA盲时（A疔时，TK3F和封T =RaQ=8.20368+4h /3 丿MPa头的不适用）切应k3fT=Ra抵力A兰弘时2圆筒中:MPa封头中:暫=空=rA应力校核封头椭圆形封头，疔KPcDih2沐碟形封头,疔MP cRhkJ h =2 6 he半球形封头，拓Pc D itr h =heMPa圆筒 封头T = 0.8 CT t =

37、 130.4l = 125 fcr 丁 6 =MPa圆筒， t < T = 130.4 MPa合格封头,為 < 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b2 =b +1.56 jRa& = 424.96mm无垫 板或 垫板 不起 加强 作用时在横截面最 低点处k©Fc5 _罷b2MPa在鞍座边角处L/Rm > 8 时，F3K6F6一一4裁2 一可MPaL/R m<8 时,F12K6 FRaC 6 =2=40b21_罠MPa无加 强 圈 筒 体垫板 起加 强作 用时鞍座垫板宽度 W Ab+1.56jRa§n；鞍座垫

38、板包角A日+12 横截面最低 点处的周向 应力kK F乓=一5=-0.9535665（Q +Qe p2MPa鞍座边角处 的周向应力L/Rm > 8 时，_F3K6F乐一 4+乩一2&+號厂MPaL/R m<8 时,硯=12 負6FRm =-13.37174（篦 +0 b L（& + 氐）MPa鞍座垫板边 缘处圆筒中 的周向应力L/Rm>8 时，F3KeFtr 6 24亦22讯MPaL/R m<8 时,F12K6FRm况= -才竺=-16.796142MPa应力校核|顷| < Qt = 163合格压 | < 1.25bt = 203.75合格|

39、&' < 1.25®t = 203.75合格MPa有 加 强 圈 圆 筒加强圈参数加强圈材料，e =mmd =mm加强圈数量，n =个组合总截面积,A。=mm2组合截面总惯性矩，1。=4 mm设计温度下许用应力kr L =MPa丿¥加强圈位于在鞍座边角处圆筒的周向应力：C4K7FR m e K 8F6 =1 0A0MPa鞍座平面上在鞍座边角处，加强圈内缘或外缘表面的周向应力：CsORmdFK8F伍一-1 0A0MPa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）gF=t=5臨采用垫板时，（垫板起加强作用）k&

40、amp;F5 （& +& ）02 -MPa在横截上靠近水平中心线的周向应力：C 4 K 7 FR m e K 8 Fc7 =1 0A0MPa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：CsQRmdFK*F<58 =I。AMPa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/Rm> 8 时，乐=_ F_3心=畑2社MPa无垫板或垫板不起加强作用L/Rm<8 时，耳=F_空6 畀=4期2Lde2MPa采用垫板时，（垫板起加强作用）L/Rm> 8 时，b _F- 3K6F-64（§+

41、67;eb2 2（6；+蟹）MPa采用垫板时，（垫板起加强作用）L/R m<8 时,Q =_F_12K6FRm =64（&廿eb2 L©2+6；）MPa应力校核|°5| < of =合格血| < 1.25川=合格|坊7 | < 1.25ot =|O8 | < 1.25otR=MPa鞍 座 应 力 计 算水平分力Fs = K9F =28204.8N腹板水 平应力计算高度H s =min flRa, H 1 = 250 sI3 a 丿mm鞍座腹板厚度b。=10mm鞍座垫板实际宽度b4 = 430mm鞍座垫板有效宽度br =min(b4,b2

42、 ) = 424.96mm腹板水平应力无垫板或垫板不起加强作用，FsMPaO9 Hsb。垫板起加强作用，Fs一 H+br 厂873应力判断E<Jsa= 113.333合格3MPa腹板与 筋板组 合截面 应力由地震水平分力引起的支座强度计算圆筒中心至基础表面距离Hv = 1218mm轴向力Fev =smg =NF'Ff,FevHFevHvMPa-2 Zr 一 Asa(L2A 厂FeFJF _仕-氐讯 _ FevHv _AsaZAsa ( L - 2 A )MPa|Dsa|1.2 °bt=地脚螺 栓应力拉应力作MEf bt 一 n% -MPaobt 1.2abt =MPa剪

43、应力,FEvF，fsMPaSt n' Abt鬲t0.8 Ko Qbt =MPa温差引 起的应力Ff = Ff =Naf f f h A - Z-41.4378Asa厶MPa< <51sa = 170注：带#的材料数据是设计者给定的开孔补强计算计算单位太原科技大学接管：A, $ 32x 8计算方法:GB150-199等面积补强法，单孔设计条件简图计算压力Pc2.5MPa设计温度50C壳体型式圆形筒体A_ 1、1/' A,A ! 1壳体材料16MnR（热轧）名称及类型板材X.壳体开孔处焊接接头系数 $1壳体内直径Di1900mm1 = 壳体开孔处名义厚度 S n18mm«1A 7.壳体厚度负偏差 C10mm壳体腐蚀裕量 C22mm壳体