储罐课程设计

目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1液化石油气储罐的用途与分类11.2液化石油气特点11.3液化石油气储罐的设计特点2第二章工艺计算32.1设计题目32.2设计数据32.3设计压力、温度32.4主要元件材料的选择4第三章构造设计与材料选择53.1筒体与封头的壁厚计算53.2筒体和封头的构造设计73.3鞍座选型和构造设计83.4接收，法兰，垫片和螺栓的选择113.5人孔的选择16■3.6平安阀的设计16第四章设计强度的校核204.1水压试验应力校核204.2筒体轴向弯矩计算214.3筒体轴向应力计算及校核214.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核234.5封头中附加拉伸应力234.6筒体的周向应力计算与校核234.7鞍座应力计算与校核24第五章开孔补强设计275.1补强设计方法判别275.2有效补强围285.3有效补强面积285.4.补强面积29第六章储罐的焊接设计306.1焊接的根本要求306.2焊接的工艺设计32设计总结35参考文献36-可修编-摘要本次设计的卧式储罐其介质为液化石油气。液化石油气是一种化工根本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过别离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。液化石油气是由碳氢化合物所组成，主要成分为丙烷、丁烷以及其他烷系成烯类等。丙烷加丁烷百分比的综合超过60%,低于这个比例就不能称为液化石油气。液化石油气具有易燃易爆的特点，液化石油气储罐属于具有较大危险的储存容器。针对液化石油气储罐的危险特性，结合本专业？过程设备与压力容器设计？所学的知识，在设计上充分考虑液化石油气储罐各项参数，确保液化石油气储罐能平安运行，对化工行业具有重要的现实意义。本次设计的主要标准有：GB150.3-2021?固定式压力容器？、？压力容器平安技术监察规程？、4731-2005?钢制卧式容器？。各零部件标准主要有：/T4736-2002?补强圈？、HG20592-20614?钢制管法兰、垫片、紧固件？、/T4712.1-2007?鞍式支座？、HG21514-21535-2005?钢制人孔和手孔？等。本次设计的步骤为：先根据容器要求确定压力容器所属类别，确定储罐主体及其接收所用材料、储罐主体的直径和长度，其次进展筒体和封头的壁厚计算并校核，然后计算入孔的开口补强面积和补强圈的厚度，再根据筒体和各个接收的总质量选择支座，最后进展平安阀的选型和校核。关键词：液化石油气，压力容器，卧式储罐，设计AbstractThehorizontaldesignofitsmediumtanksofliquefiedpetroleumgas.Liquefiedpetroleumgasisabasicchemicalrawmaterialsandnewfuelhasbeemoreandmoreattention.Inthechemicalproduction,liquefiedpetroleumgasthroughisolatedethylene,propylene,butylene,butadiene,etc.,forproductionofplastics,syntheticrubber,syntheticfibersandtheproductionofpharmaceuticals,explosives,dyesandotherproducts.LPGisposedofhydrocarbons,mainlyposedofpropane,butaneandotherdepartmentsoralkylvinylandsoon.Percentpropaneplusbutaneconsolidatedover60%lowerthanthisratiocannotbecalledLPG.Featureswithflammableliquefiedpetroleumgas,liquefiedpetroleumgastanksaredangerouswithlargestoragecontainers.LPGtanksforhazardouscharacteristics,binedwiththeprofessional"processequipmentandpressurevesseldesign"knowledgelearnedinthedesignfullyconsidertheparametersofLPGtanks,LPGtankstoensuresafeoperation,hasimportantpracticalimplicationsforthechemicalindustry.Themaindesigncriteriaare:GB150.3-2021"StationaryPressureVessels","SafetyTechnologySupervisionpressurevessel",4731-2005"steelhorizontalcontainer."Therearevariouspartsstandard:/T4736-2002"reinforcingcircle",HG20592-20614"steelpipeflanges,gaskets,fasteners",/T4712.1-2007"saddlemount",HG21514-21535-2005"steelmanholesandhandholes"andsoon.Thedesignprocedure:firstdeterminingthepressurevesselCategorydeterminedoverthetankbodyandthematerialused,thediameterandlengthofthemaintankcontaineraccordingtorequirements,andsecondlythecylinderheadwallthicknesscalculationandverification,thencalculatethethicknessofthemanholeopeningreinforcementareaandreinforcementring,andthenchoosebasedonthetotalmassofthecylinderandbearingvarioustakeover,thefinalselectionandcheckvalve.Keywords:LPG；pressurevessels；horizontaltanks；design第一章绪论1.1液化石油气储罐的用途与分类液化石油气储罐有压缩气体或液化气体储罐等，液化石油气储罐按容器的容积变化与否可分为固定容积储罐和活动容积储罐两类，大型固定容积液化石油气储罐制成球形，小型的那么制成圆筒形。活动容积储罐又称低压储气罐，俗称气柜，其几何容积可以改变，密闭严密，不致漏气，并有平衡气压和调节供气量的作用，压力一般不超过60MPa。目前我国普遍采用常温压力储罐，常温储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。球形储罐和圆筒形储罐相比：前者具有投资少，金属耗量少，占地面积少等优点，但加工制造及安装复杂，焊接工作量大，故安装费用较高。一般贮存总量大于500立方米或单罐容积大于200立方米时选用球形储罐比拟经济；而圆筒形储罐具有加工制造安装简单，安装费用少等优点，但金属耗量大、占地面积大。圆筒形储罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站大多项选择用卧式圆筒形储罐，只有某些特殊情况下（站地方受限制等）才选用立式。所以在总贮量小于500立方米，单罐容积小于100立方米时选用卧式储罐比拟经济。1.2液化石油气特点液化石油气是无色气体或黄棕色油状液体有特殊臭味。液化石油气是从石油的开采、裂解、炼制等生产过程中得到的石油尾气副产品，通过一定程序，对石油尾气加以回收利用，采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器，液化气的名称即由此而来。它在气瓶呈液态状，一旦流出会汽化成比原体积大约二百五十倍的可燃气体，并极易扩散，遇到明火就会燃烧或爆炸。气态的液化石油比空气重约1.5倍，该气体的空气混合物爆炸围是1.7%~9.7%,遇明火即发生爆炸。所以使用时一定要防止泄漏，不可麻痹大意，以免造成危害。因此，往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量，以确保平安。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的，所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重，如在常温20°C时，液态丙烷的比重为0.50,液态丁烷的比重为0.56~0.58,因此，液化石油气的液态比重大体可认为在0.51左右，即为水的一半。1.3液化石油气储性的设计特点卧式液化石油气储罐也是一个储存压力容器，也应按GBT50?钢制压力容器？进展制造、试验和验收，并承受劳动部颁发？压力容器平安技术监察规程？（简称容规）的监视。液化石油气储罐，不管是卧式还是球罐都属第三类压力容器。储罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接收组成。储罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及平安阀、压力表、温度计、液面计等。第二章工艺计算第二章工艺计算2.1设计题目45£0.79Mpa液化石油气储罐的设计2.2设计数据表2-1设计数据序号工程数值单位备注1名称45m3液化石油气储罐2用途液化石油气储配站3最大工作压力0.79MPa4工作温度50C5公称直径2200mm6容积45m37单位容积充装量0.42t/m3

8装量系数0.99工作介质液化石油气〔易燃〕10其他要求100%无损检测2.3设计压力、温度2.3.1设计压力取最大工作压力的1.1倍，P=1.1x0.79=0.869MPa2.3.2工作温度为50°C，设计温度取50°C。2.4主要元件材料的选择2.4.1筒体、封头材料的选择根据GB150.2-2021表2,选用筒体、封头材料为低合金钢Q345R〔钢材标准为GB713〕。Q345R适用围：用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性,壁厚较大〔＞8mm〕的压力容。表2-2石油化工设备的腐蚀裕腐蚀程度极轻微腐蚀轻微腐蚀腐蚀重腐蚀腐蚀速率<0.050.05~0.13>0.13~0.25>0.25腐蚀裕量0~1>1~3>3~5>6通过表2-2，取腐蚀余量C2=2mm，钢板负偏差二二0.30mm。表2-3Q345R在16-36mm围下的许用应力在以下温度〔°C〕下的许用应力〔MPa〕Q345R<20 100185 185150200Q345R<20 100185 185150200153143250130许用应力:假设钢板厚度在16~36mm之^,查表2-3，得［扑=185MPa焊缝系数中:根据？压力容器平安技术监察规程？规定，液化石油气储罐应视为第三类压力容器，筒体纵焊缝应采用全焊透双面焊缝，且100%无损探伤，所以中=1加第三章构造设计与材料选择3.1筒体与封头的壁厚计算3.1.1筒体壁厚的设计计算压力Pc:液柱静压力p=p1gh=580*9.81*2.2=i.25x104Pa由=1.25/69=1.4%故液柱静压力可以忽略，p=p=0.869MPaoc圆筒的厚度在16~36mm围，查GB150.2-2021?固定式压力容器第二局部?中表4-1,可得：在设计温度50：c下，屈服极限强度气=325MPa，许用应力=185MPa利用中径公式，计算厚度:g_PD_0.869MPax2200_518-2^[c]-P-2x1.0x185—0.869一'c查标准HG20580-HG20585-2021?钢制化工容器相关标准？表A-1知,钢版厚度负偏差为0.25mm。查表2-3取：钢材的腐蚀裕量取C2=2，那么筒体的设计厚度：5=8+C_5.18+2=7.18圆整后，取名义厚度5=8n筒体的有效厚度5=5-C-C=8-0.35-2=5.653.1.2封头壁厚的设计查标准/T4746-2002?钢制压力容器用封头？中表1,得公称直径D=D=2200，选用标准椭圆形封头，型号代号为EHA，其形状系数K=1根据GB150.3-2021中椭圆形封头计算中式5-1计算：父PD0.869MPax2200一c5= —= =5.182眠]-P 2x1.0x185-0.869C同上，取C=2mm，C1=0.35那么，封头的设计厚度5=5+C=5.18+2=7.18圆整后，名义厚度5=8，有效厚度8=5-C—C=8—0.35—2=5.653.2筒体和封头的构造设计3.2.1封头的构造尺寸根据/T4746-2002?钢制压力容器用封头？中EHA椭圆形封头外表积、容积。如表3-1表3-1:EHA椭圆形封头外表积、容积公称直径DN/mm总深度H/mm外表积A/m2容积V封/m322007408.85033.1198-1——i——\=22（H—h） 40-r二― 二:：一田 ，得n=T = =".rni二4 4加以下图3.1图3.1椭圆形封头简图3.2.2筒体的长度计算根据厂二三二：L-二-王_，充装系数为0.9。即可求得，。二三二"1-Z三二浇，■4计算得L]=/沽二。3.3鞍座选型和构造设计3.3.1鞍座选型该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-A。估算鞍座的负荷：储罐总质量m=m+2m+m+m…一筒体质量:m=KDLgp=3.14X2.2X11.03x8x7.85=4785.06kg1】二二一一单个封头的质量：查标准/T4746-2002?钢制压力容器用封头？EHA椭圆形封头质量，可知，m=338.6kg性一一充液质量：m=420X45=18900kg『、一—附件质量：入孔质量为686kg,法兰和紧固件质量1925.6kg，其他接收质量总和估为400kg,即m=3011.6kg4综上所述，m=m+2m+m+m=27373.86kg那么有：G=mg=273.74kN每个鞍座承受的重量为136.87kN。由此查4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为BI,包角为120。，有垫板的鞍座。查4712.1-2007得鞍座构造尺寸加下表3-2：表3-2：鞍式支座构造尺寸公称直径DN2200腹板5210垫板b4610允许载荷Q/kN445筋板l33205410鞍座高度h250b2268e120底板112040b3360螺栓间距l21640b1300538螺孔/孔长D/l24/405114垫板弧长3030螺纹mm20鞍座质量Kg298增加100mm高度，增加的质量26kg3.3.2鞍座位置确实定因为当外伸长度A=0.207L时，双支座跨距中间截面的最大弯矩和支座截面处的弯矩绝对值相等，从而使上述两截面上保持等强度，考虑到支座截面处除弯矩以外的其他载荷，面且支座截面处应力较为复杂，故常取支座处圆筒的弯矩赂水于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸入不超过0.2L值，为此中国现行标准4731?钢制卧式容器？规定AW0.2L=0.2〔L+2h〕，A最大不超过0.25L.否那么由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。Di =2由标准椭圆封头由2（H'h），得上二H—；二熠。一三工二匕e二-4 -4故上三—*=:2:.二渣二一：丁二=鞍座的安装位置加图3.2所示:图3.2鞍座示意图此外，由于封头的挤弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的挤弯钢度具有局部的加强作用。假设支座靠近封头，那么可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。因此，4731还规定当满足AW0.2L时，最好使AW0.5Rm〔Rm=Ri*矿2〕，即由二c-室二.$*,A<：J二元rSnr,取一'二？二e二，综上有：1二了二］二］二（A为封头切线至封头焊缝间距离，L为筒体和两封头的总长）3.4接收，法兰，垫片和螺栓的选择3.4.1接收和法兰液化石油气储罐应设置排污口，气相平衡口，气相口，出液口，进液口，入孔，液位计口，温度计口，压力表口，平安阀口，排空口。法兰简图加图3.3所示，接收和法兰布置加图3.4所示:图3.3法兰构造简图

图3.4储罐各管口示意图查HG/T20592-2021?钢制管法兰？中PN10带颈对焊钢制管法兰(除人孔法兰外),

选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸、质量，法兰密封面均采用FM型式。表3-3:接收和法兰尺寸序号名称公称直径(DN)钢管外径法兰焊端外径〔B〕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〔个〕螺栓Th法兰厚度(C)法兰颈法兰高度H法兰质量NSH1R

a进气口808920016018-8M1620105■3.2106504b排空口5067165125184M1618742.985452.5c进液口8089200160188M16201053.2106504d出液口8089200160188M16201053.2106504e排污口5067165125184M1618742.985452.5f出气口8089200160188M16201053.2106504g1-2液位计口3238140100184M1218402.364402t温度计口202510575144M1218402.364401p压力表口202510575144M1218402.364401s平安阀口100108220180188M16201313.6128524.5m入孔6006307807253020M27286607.181295563.4.2垫片查HG/T20592-20635?钢制管法兰、垫片、紧固件？得：

表3-4垫片尺寸表符号管口名称公称直径径D1外径D2a进气口8089125b排空口506187c进液口8089125d出液口8089125e排污口5089125f出气口8089125k液位计口324375t温度计口202750p压力表口202750s平安阀口100115149b入孔500630675注：1：垫片型式为石棉橡胶板。2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。3：人孔法兰垫片厚度为3mm，其他法兰垫片厚度为1.5mm3.4.3螺栓〔螺柱〕的选择

查HG/T20592-20635?钢制管法兰、垫片、紧固件?,得螺柱的长度和平垫圈尺寸：表3-5螺栓及垫片符号公称直径DN螺纹数量N〔个〕六角头螺栓和螺柱LEfl质量〔kg〕质量〔kg〕a80M1686514990144b500M242090482125450c80M1686514990144d20M12455647560e20M16455647560f100M1686514990144k1-232M1646014185136g50M1646014185136h80M1686514990144m80M1686514990144S80M16865149901443.5人孔的选择根据HG/T21518-2005，选用公称压力PN4.0MPa,公称直径DN500mm的水平吊盖带颈对焊法兰人孔，密封面为凹凸面〔MFM〕，接收为20号钢，其明细尺寸见下表：表3-6人孔尺寸表〔单位：mm〕密封面型式凹凸面D890bi67d048公称压力10D1795b272螺柱数量20公称直径500Hi380A495螺母数量40dxs600x16H2237B1150.4螺柱尺寸M45x3x240d595b72L300总质量kg6863.6平安阀的设计3.6.1平安阀最大泄放量的计算一般造成设备超压的原因主要有三种：一是操作故障；二是火灾三是动力故障。根据资料，对于易燃液化气体加液化石油气，在发生火灾时，平安阀的泄放量最大。在火灾情况下，设备吸热，液相迅速汽化，弓1起设备的压力升高，这种情况下液相的汽化量即为平安阀的泄放量。泄放量决定于火灾时单位时间传人设备的热量和液体的气化潜热。一般情况下，液化石油气储罐不保温，储罐平安泄放量可按式计算：E2.55X105FA0,82W= r—sq式中：WS——液化石油气储罐的平安泄放量，kg/h；q—液相液化石油气的蒸发潜热，kJ/kg；液化石油气的汽化潜热q=427.1(KJ/kg)(500C)F——系数储罐在地面上，取F=1Ar——储罐的受热面积，m2。对椭圆形封头的卧式储罐，ArK°(/+0.3气)。以上计算Ar的公式中：D0为储罐外径；l为卧式储罐总长。Ar=ttD0(L+03Do)=7lX2.836X(10.36+0.3X2.836)=99.83m2那么n= =T.5.w3.6.2平安阀喷嘴面积的计算液化石油气储罐平安阀起跳排放出的是气体，其喷嘴面积可按一般气体平安阀喷嘴面积通用公式计算，平安阀的排气能力决定于平安阀的喷嘴面积。即根据平安阀出口压力(背压)的大小不同，平安阀的排气能力应按临界条件和亚临界条件两种状况进展计算：^—0<(—)k/(k-1) ^—0>(——)k/(k-1)临界条件下七 k+1 ，亚临界条件下pd k+1 。式中:p0——平安阀的出口侧压力(绝压)，MPa；

乙一一平安阀的定压，MPa；七一一平安阀的排放压力（绝压），MPa；取Pd=Pc=1.92k——绝热系数，对于液化石油气,k-1.15(2)k/(k1)-0.5744k+1液化石油气储罐平安阀放空气体一般排入火炬系统或直接高空排放，其出口侧压力（背压）P0很小，即P0/Pd<0.5744,因此平安阀的排气能力可按临界条件计算，即:AZ K_7.6x10-2CKp^M/ZT式中:Ws——平安阀的排放能力，kg/h;K——平安阀的排放系数，与平安阀的构造型式有关，应根据试验数据确定，无参考数据时，可按下述规定选取:对全启式平安阀，K=0.6~0.7；对带调节圈的微启式平安阀，K=0.4~0.5；对不带调节圈的微启式平安阀K=0.对全启式平安阀，K=0.6~0.7；对带调节圈的微启式平安阀，K=0.4~0.5；对不带调节圈的微启式平安阀K=0.25~0.35；液化石油气储罐设置的平安阀需要有较大的排气能力，应选用全启式平安阀，取K=0.65；A——平安阀的喷嘴面积，mm2；C——气体的特性系数，仅与气体的绝热系数k有关，可按下式算:C-520'k( )(k+1)/(k-1)'弋k+1对于液化石油气，绝热指数k-1.15，计算得C=332；Z——平安阀进口处气体的压缩系数，液化石油气的压缩系数Z.0.7；T——平安阀进口处介质的热力学温度，K；平安阀排放温度T=323~343K。M——气体的摩尔质量，kg/kmol,摩尔质量M牝50kg/kmol那么平安阀的喷嘴面积为：a> W, -—— 221088_-1493mm27.6x10-2C^：MZT7.6x10-2x332x0.65x1.92\；500.7x3233.6.3平安阀的选型查？化工管路手册？，根据介质为液化石油气及设计参数，选用型号为A42Y-16C弹簧封闭全启式密封面为硬质合金，阀体为碳钢〔40〕，公称压力4.0MPa,公称直径DN=100的平安阀，其尺寸参数如下表：表3-7A42Y-16C平安阀尺寸LDbD'ND'D'D2D6bfdd0HZ1701501952210021518015512120318505888第四章设计强度的液核4.1水压说验应力校棱试验压力：p=1.25P=1.25x0.869=1.08625"。P（D+5）1.08625x6200+8）O=—t__ 」= =149.9MPat2。 2x8e0.9（f）°=0.9x1x325=292.5"。。

一I土…，…_ <■»>f♦* 7-. 1rT~T"r>^、「—_^~,E I \J才wHAMMM图4.1双鞍座卧式储罐载荷、支座反力、剪力及弯矩图4.2筒体轴向弯矩计算工作时支座反力：F'=2G=136.87kNh=H—h=590—40=550mm圆筒中间处截面上的弯矩:M=F-LiM=F-Li41+2L24A=48.287kN•m1+i

3L鞍座处横截面弯矩:M=—fa2=—9.064kN•m1—AM=—fa2=—9.064kN•m4.3筒体轴向应力计算及校核4.3.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯胞引起的轴向应力:最高点处:*=——父a———〃尖=74.18MPa1 2。 兀R2。e ae最低点处:*=—仗m+—八父=79.62MPa2 2。 兀R2。e ae4.3.2压力及轴向弯矩引起的轴向应力因鞍座平面上A<°5Rm，即筒体被封头加强，查/T4731-2005可得K1=1.0,K2=1.0鞍座横截面最高处点轴向应力:*=―_ 丹r=77.4MPa3 2。 K兀R2Be 1me鞍座横截面最低点处轴向应力:*=—&m+ ,2r=76.39MPa4 2。K兀R2。e 2me4.3.3简体轴向应力校核根据圆筒材料查标准可得：max*,*,*,*}=79.62MPa<^l*-]=185MPa，1234LImin*,b,bmin*,b,b,b}=74.18MPa<12 3 4ac[*]=min(°.8R%,B°)=139.65Mpa对于水压试验状态应满足以下条件:

…一]LIminkT1 T2 T3 T44.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核Elkk,kj=minkT1 T2 T3 T44.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核El因A<9，带来的加强作用，查/T4731-2005得K3=0.880,K4=0.401,其最大剪KF0.88X176.57x103t=亍= =7.092MPa应加位于靠近鞍座边角处：RmlL012XQ02165因圆筒[T]=0.8,>}=0.8x185=148MPa放有T=7.092<[T]=148MPa，故切向剪应力校核合格。4.5封头中附加拉伸应力„F 279.45x103t<Kr§ =0.401xgoy_00157=5.066MPame由压力弓1起的拉伸应力〔K=1.0〕KPD1.0x1.947x106x2.8 〃小Ekh<28i=e =173.62MPa2x0.01571.25[k]-k=1.25x185-173.62=57.63MPa>th h那么封头拉伸应力校核合格。4.6筒体的周向应力计算与校核圆筒的有效宽度，2=190mm，当容器焊在支座上时，取k=L0，查/4731-2005可得K=0.760,K6=0.0130。

4.6.1鞍座在横截面最低点处周向应力=—70.628"。RKF1.0x0.760x176.57x103——=—70.628"。8b 0.01x0.190e24.6.2角讥处的周向近力Tin42因为2=_T_=10.296>8,则R1.102aF3KF——— —— 6F3KF——— —— 66 48b282e2 e176.57x1034x0.01x0.193x0.013x176.57x1032x0.012=—57.664MP。应力校核:|七|=70.628MPa<[al=185MPalaI=57.664"。<1.25[b]=1.25x185=231.25MPa1614.7K座应力计算与校核4.7.1腹板水平应力及强度牧核由。=120°可得K9=0.204,水平分力尸=KF=0.204x176.57W=36.02WoS9计算局度H=min(iR,H)-min(ix1012,250)=250mm,鞍座腹板厚度s3m 3b=8=10mm,鞍座有效断面平均应力：°=—=36.02x0=14408"9Hb0.25x0.01s04.7.2鞍座有效断面应力校核@LT座材料Q235-B的许用应力gl,=147MPa2o=14AQ8MPa<-[(5]=9SMPa,合格。9 3 $

4.7.3腹板与筋板组合截面应力计算及校核圆筒中心线至根底外表距离：Hv=Rm+h+54=1012+250+10=1272mm查表知：地震强度为8度〔0.1g〕时，水平地震影响系如=0.16那么轴向力Fe=aG=0.16x353.14kN=56.5024kN筋版面积：A1=b53=190x8=1520mm2腹板面积：A2=(/1-20)52=(1420-20)x10=14000mm2x=l1/2-10-15-13-53=710-10-15-330-8=347mmz1=x+53/2=347+4=351mmz2=z1+13=351+330=681mm则：A=64+气=6x3752+36360=58872mm2形心：y4A](b2形心：y4A](b2+52)/2=4x1520x(190+10)/220080b+5y=2 2-yc2c八cb53I=2[3x-3

y12Asa190+10 HQ力 30.28=69.72mm2=30.28mm+A(z2+z2)]+52(11-20)311 2 12190x82 10(1420-20)=2[3x +1520x(3512+6812)]+ =1.786x109mm3I=4[斐+Ay]+(11一20)52+Ayz12 1c12 2c12=4[咎+1520x69-72]+(1420-3x103+14000x30.28t915x107mm3腹板与筋板组合截面断面系数:

b中=t-10=220/2-10=100mm,max2Z=L-10=1420/2-10=700mmmax2IZ=zy=2.55x106mm3maxZ=；=1.915x105mm2maxZ=min(Z,Z)=1.915x105mm2取鞍座底板与根底间〔水泥〕静摩擦系数/=0.4因为以]<f,故F</mg，则l_FFhFHsa__厂-1Z-A(/-2A)176.57x103‘56.Sa024x103x0.025 56.5024x103x1.262= =-9.3178"。0.02008 1.915x105x10-6x20.02008x(10420-2x500)x10-3l|v[l]=147MPa,合格4.7.4地震引起的地脚螺栓应力鞍座上地脚螺栓危卵轴线两侧螺栓间距12=1260mm每个地脚螺栓的横截面积：,兀八1 ,A=一D2=x3.14x242=452.389mm2bt4 4倾覆力矩：M0-0=FH=56.5024x103x1.262=71.306kN•mVEV地脚螺栓应力：l=M00= 7^06 =62.548MPabtnlA 2x1.26x452.389x10-6地脚螺栓选GB/T700规定的Q235，[l]=147MPal<1.25[l]=183.75MPa,合格地脚螺栓切应力：TbtTbtFTbtTbtF——E

nA56.5024x1032x452.389x106=62.449MPabt<0.8[l]=117.6MPa,合格t第五章开孔补强设计根据GB150中8.3，当设计压力水于成等于2.5MPa时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的两倍，且接收公称外径不大于89mm时，接收厚度满足要求，不另行补强，故该卧式储罐中DN=500mm的人孔需要补强。5.1补强设计方法判别按HG/T21518-2005,选用回转盖带颈对焊法兰人孔。开孔直径d=d0-28+2C=600-2x16+2x3.6=575.2mm，d<Di=2000=1000mm，故可以采用等面积法进展开孔补强计算。2 2接收材料选用20号钢，其许用应力=14。段。，根据GB150-1998中式8-1,A=d8+288以(1—f，其中：壳体开孔处的计算厚度5=14.81mm，接收的有效f=忠=14。=1厚度5et=5nt_C'T4—2=12mm，强度削弱系数广E—前—，那么开孔所需补强面积为A=d5+255et(1—f)=575.2x21.65=12453.8mm2。r5.2有效补强围5.2.1有效宽度B/实定按GB150中式8-7,得：B=max{2d,d+25+25}=1150.4mm5.2.2有效高度,实定根据GB150中式8-8，得:«=min{d^,300}=87.27h2=接管实际外伸高度=min{我一,0}=05.3有效补强面机根据GB150中式8-10~式8-13,分别计算如下：5.3.1时多余面积气1=(B—d)(5e一5)—25et(5e一5 —fr=(1150.4—575.2)(21.65—21.03)=356.624mm25.3.2接收的多余面积接收厚度:父PcDi 3.85x(600-2x16)0= = =7.92mmt2©］叩-0.5Pc2x140x1-0.5x3.85A=2h(0-0)f+2h(0-C)f=2x116x(16-7.92)x1=1874.56mm22 1e~t tr2e~t 2r5.3.3焊缝金属截面积k焊角取6.0mm,A=A2=242=576mm23因为A=A1+A2+A3=423.64+413.66+576=1413.3mm2，那么Ae<A=8298.87mm2,所以开孔需另行补强，补强面积：A=A+A+A=356.624+1874.56+576=2807.184mm2。e1 2 3补强圈设计：根据DN500取补强圈外径D=980mm。因为B>D’，所以在有效补强围。补强圈径d=500mm补强圈厚度：0'=A4=964'896=25.38mm，圆整取名义厚度为28mm。D'-d'980-600第六章储罐的焊接设计此次设计构造形式为单层的第三类储存压力容器，用来盛装生产用的液化石油气双鞍座卧式储罐。设计压力为3.85Mpa，设计温度为50摄氏度围，设备空重约为17000Kg,体积为35立方米，属于中压容器。液化石油气为易燃易爆介质，且有毒，且该储罐必须在有遮阳和水喷淋情况下使用，所以液化石油气卧式储罐是典型的重要焊接构造，焊接接头是其最重要的连接构造，焊接接头的性能会直接影响储存液化石油气的质量和平安。6.1焊接的根本要求设备的施工应符合GB150-1998?钢制压力容器？，验收应承受？压力容器平安技术监视规程？中的相关规定；焊接采用电弧焊，焊条型号，低台金钢之间£5016，碳钢间E4303；焊接接头的形式及尺寸按图要求，角焊缝的焊脚高度为较薄件的厚度，法兰的焊接按相应的法兰标准规定，对接接头与角接接头需全焊透，接收焊缝成形外表均应圆滑过渡，不得有裂纹、咬边、及棱角；壳体钢板按GB6654-1996?压力容器钢板？及修改单中正火状态供货，且逐进展超声检测，质量标准应不低于/T4730.3-2005中规定的II级，壳体的A类纵向焊接接头制备产品焊接试版，按？容规？第25条进展材料复验，坡口外表进展IOO%磁粉检测，并符合4730.4-2005中规定的I级；筒体长度小于15m，塔体直线度允差偏差不大于0.5L/1000+8,12mm,安装垂直度允差为12mm；裙座螺栓孔中心圆直径允差以及任意两孔弦长允差均为2mm；壳体用钢板乳制，逐进展-19°C夏比〔V型缺口〕冲击试验〔横向〕，三个试样冲击平均值不得低于20J,允许其中一个试样冲击功小于平均值，但不得小于14J；钢管应逐根按/T4730.3-2005中I级为合格；支座简体与封头的焊接接头必须采用全焊透连续焊，并进展磁粉检测，符台/T4730.4-2005中I级为合格；设备压力试验合格后对全部焊缝按/T4730.4-2005进展磁粉检测，符合I级为合格，复验焊缝；热处理后，设备本体不得再行施焊；对储罐中A、B、D类焊接接头进展硬度检测，其硬度应小于等于200HB。检测数量按照每条A、D类焊接接头测一组，每条B类焊接接头每隔120度测一组，每组包括母材、热影响区和焊缝各一处。6.2焊接的工艺设计图6.1A、B、C、D分别表示焊接接头的形式6.2.2坡口形式由于焊接厚度为