4設計源文件9sw強度校驗塔t

1、過程強度設計計算書SW6-20111全 國 化 工設 計 技 術 中心 站塔校 核計算集團航空動力系統(tǒng)研究所計算條件塔型板式容器分段數(shù)（不裙座）2試驗類型封頭上封頭下封頭材料名稱Q345RQ345R名義厚度(mm)1212腐蝕裕量(mm)22焊接接頭系數(shù)0.850.85封頭形狀橢圓形橢圓形圓筒設計(Mpa)設計溫度()長度(mm)名義厚度(mm)內徑/外徑(mm)材料名稱(即鋼號)10.121059900122700Q345R20.12105Q345R345678910圓筒腐蝕裕量(mm)縱向焊接接頭系數(shù)環(huán)向焊接接頭系數(shù)外壓計算長度(mm)試驗(立)(Mpa)試驗(臥)(Mpa)120.850

2、.8500.1250.398846220.850.8500.1250.398846345678910過程強度設計計算書SW6-20112全 國 化 工設 計 技 術 中心 站內件及偏心載荷介質密度kg/m3775.268塔釜液面離焊接接頭的高度mm3000塔板分段數(shù)12345塔板型式篩板篩板塔板層數(shù)1526每層塔板上積液厚度mm8696.7最高一層塔板高度mm1240032300最低一層塔板高度mm450013100填料分段數(shù)12345填料頂部高度mm填料底部高度mm填料密度kg/m3集中載荷數(shù)12345集中載荷kg集中載荷高度mm集中載荷中心至容器中心線距離mm塔器附件及基礎塔器附件質量計算

3、系數(shù)1.2基本風壓N/m2600基礎高度mm0塔器保溫層厚度mm100保溫層密度kg/m3300裙座防火層厚度mm0防火層密度kg/m30管線保溫層厚度mm0最大管線外徑mm200籠式扶梯與最大管線的相對位置90場地土類型III場地土粗糙度類別B設防烈度7度(0.1g)設計分組第一組影響系數(shù)最大值 amax0.08阻尼比0.01塔器上平臺總個數(shù)6平臺寬度mm1000塔器上最高平臺高度mm32000塔器上最低平臺高度mm5000過程強度設計計算書SW6-20113全 國 化 工設 計 技 術 中心 站裙 座裙座結構形式圓筒形裙座底部截面內徑mm2500裙座與殼體連接形式對接裙座高度mm2500裙

4、座材料名稱Q345R裙座設計溫度105裙座腐蝕裕量mm2裙座名義厚度mm12裙座材料應力MPa189裙座與筒體連接段的材料Q345R裙座與筒體連接段在設計溫度下應力MPa189裙座與筒體連接段長度mm96裙座上同一高度處較大孔個數(shù)2裙座較大孔中心高度mm1000裙座上較大孔引出管內徑（或寬度）mm500裙座上較大孔引出管厚度mm10裙座上較大孔引出管長度mm120地腳螺栓及地腳螺栓座地腳螺栓材料名稱Q235地腳螺栓材料應力MPa147地腳螺栓個數(shù)32地腳螺栓公稱直徑mm36全部筋板塊數(shù)16相鄰筋板最大外側間距mm177.425筋板內側間距mm177.425筋板厚度mm25筋板寬度mm130蓋板

5、類型整塊蓋板上地腳螺栓孔直徑mm50蓋板厚度mm25蓋板寬度mm0墊板有墊板上地腳螺栓孔直徑mm39墊板厚度mm20墊板寬度mm80基礎環(huán)板外徑mm2710基礎環(huán)板內徑mm2310基礎環(huán)板名義厚度mm20過程強度設計計算書SW6-20114全 國 化 工設 計 技 術 中心 站計算結果容器殼體強度計算元件名稱設計名義厚度(mm)直立容器校核取用厚度(mm)內壓(MPa)外壓(MPa)下封頭12121.152第1 段 圓筒12121.150第1 段 變徑段第2 段 圓筒12121.150第2 段 變徑段第3 段 圓筒第3 段 變徑段第4 段 圓筒第4 段 變徑段第5 段圓筒第5 段變徑段第6 段

6、圓筒第6 段變徑段第7 段圓筒第7 段變徑段第8 段圓筒第8 段變徑段第9 段圓筒第9 段變徑段第10 段圓筒上封頭12121.152裙 座名義厚度(mm)取用厚度(mm)1212過程強度設計計算書SW6-20115全 國 化 工設 計 技 術 中心 站風 載 及載 荷00AA裙座與筒體連接段11(筒體)11(下封頭)2233操作質量m0 = m01 + m02 + m03 + m04 + m05 + ma + me93127.792195.689975.989886.589886.546813.2最小質量 m0 = m01 + 0.2m02 + m03 + m04 + ma + me5072

7、9.949797.847578.147488.647488.630115.3試驗時質量223431222499220279588445884436988.3風彎矩 M I -I = P × l / 2 + P×( l + l/ 2 ) + P×( l + l+ l/ 2 ) + .wiii+1ii+1i+2ii+1i+21.544e+091.459e+091.343e+091.335e+091.335e+096.126e+08nMca (I) M I -I = ( 2p / T )2Y å m ( h - h )f ( h )ca1T 1kkk1k =i

8、nMca (II) M I -I = ( 2p / T )2 Yå m ( h - h )f ( h )ca2T 2kkk 2k =i順風向彎矩 M I -I (I)cw順風向彎矩 M I -I (II)cw組合風彎矩 M= max( M I -I , ( M I -I )2 + ( M I -I )2 )ewwcacw1.544e+091.459e+091.343e+091.335e+091.335e+096.126e+08n彎矩 M I -I = å F ( h - h ) 注:振型時,此項按B.24計算E1kkk =i8.707e+088.289e+087.703e+

9、087.663e+087.663e+083.765e+08偏心彎矩 Me = me gle000000最大彎矩 M= max( M I -I + M ,M I -I + 0.25M I -I + M )maxweEwe需橫風向計算時 M= max( M I -I + M ,M I -I + 0.25M I -I + M )maxeweEwe1.544e+091.459e+091.343e+091.335e+091.335e+096.126e+08過程強度設計計算書SW6-20116全 國 化 工設 計 技 術 中心 站n垂直力 F = m h F 0-0 / å m h ( i =

10、1,2,.,n )vii i vk kk =1000000應力計算s11 = Pc Di / 4dei8.358.358.35s= ( mI -I g ± FI -I ) / pD d120vi ei11.9912.7611.5910.7210.725.58s= 4M I -I / pD2d13maxi ei32.4235.4328.2124.0424.0411.03s= ( mI -I g ± FI -I ) / pD d220vi ei5.665.663.59s31 = PT Di / 4dei8.708.708.70s= mI -I g / pD d32Ti ei28

11、.7730.7928.367.027.024.41s= 4( 0.3M I -I + M ) / pD2d33wei ei9.7310.638.467.217.213.31st189.00189.00189.00189.00184.80189.00B87.0887.0887.0887.0887.0887.08過程強度設計計算書SW6-20117全 國 化 工設 計 技 術 中心 站組合應核sA1 = s1 - s2 + s3 (內壓), - s2 + s3 (外壓)21.6821.6813.80值192.78188.50192.78sA2 = s2 + s3 (內壓), s1 + s2 + s

12、3 (外壓)44.4148.1839.7929.7029.7014.62值104.50104.50104.50104.50104.50104.50sA3 = s1 - s2 + s38.908.907.60值310.50310.50310.50sA4 = s2 + s338.5041.4236.8314.2314.237.72值89.8789.8789.8789.87107.8489.87s = ( pT + 9.81rHw )( Di + dei ) / 2dei55.7155.7155.71值310.50310.50310.50校核結果合格合格合格合格合格合格注1: sij中i 和j 的意

13、義如下i=1 操作工況j=1 設計或試驗下引起的軸向應力（ 拉）i=2 檢修工況j=2 重力及垂直力引起的軸向應力（ 壓）i=3試驗工況j=3 彎矩引起的軸向應力（ 拉或壓）st 設計溫度下材料應力 B 設計溫度下軸向的應力值注2:sA1: 軸向最大組合拉應力sA2: 軸向最大組合壓應力sA3:試驗時軸向最大組合拉應力sA4:試驗時軸向最大組合壓應力s: 試驗引起的周向應力注3:如下質量: kg力:N彎矩: Nmm應力: MPa過程強度設計計算書SW6-20118全 國 化 工設 計 技 術 中心 站計算結果地腳螺栓及地腳螺栓座基礎環(huán)板抗彎斷面模數(shù)p (D4 - D4 )Zb =obib 32

14、Dobmm39.22402e+08p (D2 - D2 )基礎環(huán)板面積 Ab =obib 4mm21.57708e+06基礎環(huán)板計算力矩 max( M = C sb2 ,M = C sl 2 )xx bmaxyy bmaxNmm5937.5基礎環(huán)板需要厚度mm15.57基礎環(huán)板厚度厚度校核結果合格混凝土地基上最大壓應力s= ìM 0-0 / Z + (m g ± F 0-0 ) / Aí maxb0vb中大值b maxî0.3M 0-0 + M ) / Z + mg / AwebmaxbMPa2.25地腳螺栓受風載時最大拉應力 s = M 0-0 + M

15、 - m g we min BZAbbMPa1.36地腳 螺栓受載荷時最大拉應力s = M 0-0 + 0.25M 0-0 + M - m g - F 0-0 Ewe0vBZAbbMPa0.78地腳螺栓需要的螺紋小徑 d = 4s B Ab + C1pns 2btmm27.0755地腳螺栓實際的螺紋小徑mm31.67地腳螺栓 校核結果合格筋板壓應力 s=FGn d l ' 1 G 2MPa57.57筋板應力MPa96.90筋板校核結果合格3F l '蓋板最大應力 s z = 4(l '2'21 32 - d 3 )d c + (l4 - d 2 )d zMPa1

16、34.11蓋板應力MPa147蓋板校核結果¦合格裙座與殼體的焊接接頭校核焊接接頭截面上的塔器操作質量kg89886.5焊接接頭截面上的最大彎矩Nmm1.33529e+09過程強度設計計算書SW6-20119全 國 化 工設 計 技 術 中心 站對接接頭校核對接接頭橫截面 pDit desmm276183.6對接接頭抗彎斷面模數(shù) pD2d / 4it esmm34.76147e+07對接焊接接頭在操作工況下最大拉應力4M J - Jm J - J g - F J - J max - 0vpD 2dpD dit esit esMPa16.46對接焊接接頭拉應力值MPa133.056對接接

17、頭拉應核結果合格搭接接頭校核搭接接頭橫截面 Aw = 0.7pDotdesmm2搭接接頭抗剪斷面模數(shù) Z = 0.55D2 dwot esmm3搭接焊接接頭在操作工況下最大剪應力M J - Jm J - J g + F J - J max + 0vZwAwMPa搭接焊接接頭在操作工況下的剪應力值MPa搭接焊接接頭在試驗工況下最大剪應力0.3M J -J + Mm J -J g we + max ZwAwMPa搭接焊接接頭在試驗工況下的剪應力值MPa搭接接頭拉應核結果主要設計及總體參數(shù)計算結果裙座設計名義厚度mm12容器總容積mm31.61346e+11直立容器總高mm30427殼體和裙座質量k

18、g25207.2附件質量kg5041.44內件質量kg14194.2保溫層質量kg7208.67平臺及扶梯質量kg10433.7操作時物料質量kg31042.5試驗時液體質量kg161346吊裝時空塔質量kg33087.5直立容器的操作質量m0 = m01 + m02 + m03 + m04 + m05 + ma + mekg93127.7直立容器的最小質量mmin = m01 + 0.2m02 + m03 + m04 + ma + mekg50729.9直立容器的最大質量mmax = m01 + m02 + m03 + m04 + ma +mw +mekg223431過程強度設計計算書SW6

19、-201110全 國 化 工設 計 技 術 中心 站空塔重心至基礎 環(huán)板底截面距離mm15068.8直立容器自振周期s0.71第二振型自振周期s第三振型自振周期s臨界風速(第一振型)臨界風速(第二振型)系數(shù)設計風速風載對直立容器總的橫推力 å PiN84892.2載荷對直立容器總的橫推力 å F1KN41764.4操作工況下容器頂部最大撓度mm13.8592容器外壓MPa注：內件質量指塔板質量； 填料質量計入物料質量；偏心質量計入直立容器的操作質量、最小質量、最大質量中。過程強度設計計算書SW6-201111全 國 化 工設 計 技 術 中心 站上封頭校核計算計算集團航空動

20、力系統(tǒng)研究所計算所依據(jù)的標準GB 150.3-2011計算條件橢圓封頭簡圖計算Pc0.24MPa設計溫度 t105.00° C內徑 Di2700.00mm曲面深度 hi675.00mm材料Q345R(板材)設計溫度應力 st189.00MPa試驗溫度應力 s189.00MPa鋼板負偏差 C10.30mm腐蝕裕量 C22.00mm焊接接頭系數(shù) f0.85試驗時應核試驗類型試驗試驗值PT = 1.25Pc s = 0.1250 (或由用戶輸入)s tMPa試驗通過的應力stsT£ 0.90 ss = 310.50MPa試驗下封頭的應力sT = pT .(KDi + 0.5de

21、) = 20.502de.fMPa校核條件sT£ sT校核結果合格厚度及重量計算形狀系數(shù)K = 1 éæ D ö2 ù = 1.0000ê2 + ç i ÷ ú6 êç 2h ÷ úëèi ø û計算厚度 KPc Didh = 2s t f -0.5Pc= 2.02mm有效厚度deh =dnh - C1- C2= 9.70mm最小厚度dmin = 4.05mm名義厚度dnh = 12.00mm結論滿足最小厚度要求重量759.2

22、3Kg壓 力 計 算最大工作2s t fd ePw= KDi +0.5d e = 1.15223MPa結論合格過程強度設計計算書SW6-201112全 國 化 工設 計 技 術 中心 站下封頭校核計算計算集團航空動力系統(tǒng)研究所計算所依據(jù)的標準GB 150.3-2011計算條件橢圓封頭簡圖計算Pc0.15MPa設計溫度 t105.00° C內徑 Di2700.00mm曲面深度 hi675.00mm材料Q345R(板材)設計溫度應力 st189.00MPa試驗溫度應力 s189.00MPa鋼板負偏差 C10.30mm腐蝕裕量 C22.00mm焊接接頭系數(shù) f0.85試驗時應核試驗類型試驗

23、試驗值PT = 1.25Pc s = 0.3988 (或由用戶輸入)s tMPa試驗通過的應力stsT£ 0.90 ss = 310.50MPa試驗下封頭的應力sT = pT .(KDi + 0.5de ) = 65.422de.fMPa校核條件sT£ sT校核結果合格厚度及重量計算形狀系數(shù)K = 1 éæ D ö2 ù = 1.0000ê2 + ç i ÷ ú6 êç 2h ÷ úëèi ø û計算厚度 KPc D

24、idh = 2s t f -0.5Pc= 1.25mm有效厚度deh =dnh - C1- C2= 9.70mm最小厚度dmin = 4.05mm名義厚度dnh = 12.00mm結論滿足最小厚度要求重量759.23Kg壓 力 計 算最大工作2s t fd ePw= KDi +0.5d e = 1.15223MPa結論合格過程強度設計計算書SW6-201113全 國 化 工設 計 技 術 中心 站第1段筒體校核計算集團航空動力系統(tǒng)研究所計算所依據(jù)的標準GB 150.3-2011計算條件筒體簡圖計算Pc0.14MPa設計溫度 t105.00° C內徑 Di2700.00mm材料Q345R( 板材 )試驗溫度應力 s189.00MPa設計溫度應力 st189.00MPa試驗溫度下屈服點 ss345.00MPa鋼板負偏差 C10.30mm腐蝕裕量 C22.00mm焊接接頭系數(shù) f0.85厚度及重量計算計算厚度 Pc Did = 2s t f - Pc= 1.20mm有效厚度de =dn - C1- C2= 9.70mm名義厚度dn = 12.00mm重量7945.35Kg試驗時應核試驗類型試驗試驗值PT = 1.25P s = 0.3988(或由用戶輸入)s tMPa