20m^3氮?dú)鈨?chǔ)罐設(shè)計(jì)

...wd......wd......wd...課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1．設(shè)計(jì)目的：使用國家最新壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展設(shè)計(jì)，掌握典型過程設(shè)備設(shè)計(jì)的全過程。掌握查閱、綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)展設(shè)計(jì)方法和方案的可行性研究和論證。掌握電算設(shè)計(jì)計(jì)算，要求設(shè)計(jì)思路清晰，計(jì)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，且正確掌握計(jì)算機(jī)操作和專業(yè)軟件的使用。掌握工程圖紙的計(jì)算機(jī)繪圖。2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求〔包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等〕：原始數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)條件表序號項(xiàng)目數(shù)值單位備注1名稱氮?dú)鈨?chǔ)罐2用途氮?dú)鈨?chǔ)配站3最高工作壓力2.5MPa由介質(zhì)溫度確定4工作溫度-20～48℃5公稱容積〔Vg〕20M36工作壓力波動(dòng)情況可不考慮7裝量系數(shù)(φV)0.98工作介質(zhì)氮?dú)?使用地點(diǎn)室外10安裝與地基要求儲(chǔ)罐底壁坡度0.01～0.0211其它要求管口表接收代號公稱尺寸連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)連接面形式用途或名稱A80HG20592-1997MFM物料進(jìn)管B80HG/T21514-2005MFM物料出管C80HG20592-1997MFM安全閥接口D80HG20592-1997MFM排污管E80HG20592-1997MFM放氣管F28HG20592-1997MFM溫度計(jì)接口G28HG20592-1997MFM壓力表接口H450HG20592-1997MFM人孔課程設(shè)計(jì)任務(wù)書2．設(shè)計(jì)內(nèi)容1〕設(shè)備工藝、構(gòu)造設(shè)計(jì)；2〕設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算與校核；3〕技術(shù)條件編制；4〕繪制設(shè)備總裝配圖；5〕編制設(shè)計(jì)說明書。3．設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求〔包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等〕：1〕設(shè)計(jì)說明書：主要內(nèi)容包括：封面、設(shè)計(jì)任務(wù)書、目錄、設(shè)計(jì)方案的分析和擬定、各局部構(gòu)造尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算和確定、設(shè)計(jì)總結(jié)、參考文獻(xiàn)等；2〕總裝配圖設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)遵循國家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)和化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求有關(guān)規(guī)定，圖面布置要合理，構(gòu)造表達(dá)要清楚、正確，圖面要整潔，文字書寫采用仿宋體、內(nèi)容要詳盡，圖紙采用計(jì)算機(jī)繪制。課程設(shè)計(jì)任務(wù)書4．主要參考文獻(xiàn)：[1]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)視局，GB150-1998?鋼制壓力容器?，中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998[2]國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)視局，?壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程?，中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1999[3]全國化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站，?化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求?，2000，11[4]鄭津洋、董其伍、桑芝富，?過程設(shè)備設(shè)計(jì)?，化學(xué)工業(yè)出版社，2001[5]黃振仁、魏新利，?過程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南?，化學(xué)工業(yè)出版社，2002[6]國家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，?化工工藝設(shè)計(jì)手冊?，化學(xué)工業(yè)出版社，1996[7]蔡紀(jì)寧主編，?化工設(shè)備機(jī)械根基課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書?，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年5．設(shè)計(jì)成果形式及要求：1〕完成課程設(shè)計(jì)說明書一份；2〕草圖一張〔A1圖紙一張〕3〕總裝配圖一張(A1圖紙一張)；系主任審查意見：簽字：年月日前言本設(shè)計(jì)是針對?過程設(shè)備設(shè)計(jì)?這門課程所安排的一次課程設(shè)計(jì)，是對這門課程的一次總結(jié)，要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)并查閱相關(guān)書籍完成設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的物料為氮?dú)?，它是一種無色無味氣體。氮?dú)庾鳛橐环N重要的化工原料，應(yīng)用廣泛于氨氮的生產(chǎn)制造。分子式N，密度1.25g/L，熔點(diǎn)63K，沸點(diǎn)75K，臨界溫度126K。氮?dú)馔ǔ２灰兹紵也恢С秩紵；瘜W(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫下很難跟其他物質(zhì)發(fā)生反響，但在高溫、高能量條件下可與某些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，用來制取對人類有用的新物質(zhì)。設(shè)計(jì)基本思路：本設(shè)計(jì)綜合考慮環(huán)境條件、介質(zhì)的理化性質(zhì)等因素，結(jié)合給定的工藝參數(shù)，按容器的選材、壁厚計(jì)算、強(qiáng)度核算、附件選擇、焊縫標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)順序，分別對儲(chǔ)罐的筒體、封頭、接收、管法蘭、人孔接收、人孔接收補(bǔ)強(qiáng)、液位計(jì)、鞍座、焊接形式進(jìn)展了設(shè)計(jì)和選擇。設(shè)備的選擇大都有相應(yīng)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)時(shí)可以直接選用符合設(shè)計(jì)條件的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備零部件，也有一些設(shè)備沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，那么選擇適宜的非標(biāo)設(shè)備。各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)都正確參考了行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)或國家標(biāo)準(zhǔn)，這樣讓設(shè)計(jì)有章可循，并考慮到構(gòu)造方面的要求，合理地進(jìn)展設(shè)計(jì)。目錄TOC\o"1-5"\h\z\u1.工藝設(shè)計(jì)11.1.存儲(chǔ)量11.2.設(shè)備的選型及輪廓尺寸12.筒體及封頭設(shè)計(jì)22.1.筒體材料設(shè)計(jì)22.2.圓筒設(shè)計(jì)22.3.封頭厚度23.接收、法蘭、墊片和螺栓的選擇23.1.接收和法蘭23.2.墊片的選擇23.3.螺栓〔螺柱〕的選擇23.4.人孔的選取23.5.人孔補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：24.容器支座24.1.制作所承受最大載荷24.2.鞍座選擇24.3.支座的位置24.4.焊接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)25.附件選擇26.整體布局27.強(qiáng)度校核2完畢語2參考文獻(xiàn)2工藝設(shè)計(jì)存儲(chǔ)量盛裝氮?dú)獾膲毫θ萜髟O(shè)計(jì)存儲(chǔ)量W=φVρt式中：W存儲(chǔ)量，t；Φ裝量系數(shù)；V壓力容器容積；ρt設(shè)計(jì)溫度下的飽和溶液的密度，t/m3壓力容器的工作溫度是-20~48℃，取設(shè)計(jì)溫度為50℃，設(shè)計(jì)壓力Pc=2.5MPa由氣體狀態(tài)方程：PV=nRT得PM=ρRT查得，標(biāo)準(zhǔn)狀況下氮?dú)獾拿芏圈?=1.251kg/m3設(shè)計(jì)溫度下的密度ρ=ρ0Pc/P0T0/T=26.094kg/m3根據(jù)設(shè)計(jì)條件W=φVρt=0.9×20×26.094=469.692kg設(shè)備的選型及輪廓尺寸粗略計(jì)算內(nèi)徑：L=20m3取L/D=4,得Di=1853mm圓整為1900mm根據(jù)氮?dú)獾男再|(zhì)及設(shè)計(jì)條件，選用臥式橢圓形封頭容器。就力學(xué)性能而言，半球形封頭效果較好，但是沖壓工藝較難，不易成型。根據(jù)JB/T4737-1995選用EHA橢圓形封頭公稱直徑DN/mm曲面高度h/mm直邊高度h/mm內(nèi)外表積A/m容積V/m1900500254.06240.9687圖1-1橢圓形封頭壓力容器體積V=2V封頭+DL=20m3得L=5750mm圓整得L=6000mmV實(shí)=2V封頭+L=20.9687+1.926=20.79m3100%=4%<5%不符合設(shè)計(jì)要求要根據(jù)100%>5%可得L=6800mm綜上所述，筒體的公稱直徑為Di=1900mm，長度L=6800mm。筒體及封頭設(shè)計(jì)筒體材料設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)壓力，工作溫度-20～48℃根據(jù)GB6654選用16MnR熱軋鋼圓筒設(shè)計(jì)材料許用應(yīng)力表得16MnR的=163MPa(~)由?鋼制壓力容器的焊接接頭系數(shù)值?表，選擇雙面焊對接接頭無損檢測比例為100%，所以=1.00=14.68mm取腐蝕裕度，負(fù)偏差設(shè)計(jì)厚度名義厚度根據(jù)?鋼材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格?GB709-88，得：名義厚度為18mm檢查：,沒有變化，故取名義厚度18mm適宜封頭厚度標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭形狀系數(shù)k=1取腐蝕裕量，負(fù)偏差設(shè)計(jì)厚度名義厚度據(jù)JB/T4737-1995知，=18mm檢查：，沒有變化，故取名義厚度18mm適宜接收、法蘭、墊片和螺栓的選擇接收和法蘭氮?dú)鈨?chǔ)罐應(yīng)設(shè)置排污口，物料進(jìn)口，物料出口，人孔，溫度計(jì)口，壓力表口，安全閥口，放空口。法蘭公稱壓取根據(jù)?壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊?a時(shí)，可選接收公稱通徑DN=80mm。根據(jù)設(shè)計(jì)壓力，查HG/T20592-97?鋼制管法蘭?表4-4，選用PN=4.0MPa帶頸平焊法蘭〔SO〕，由介質(zhì)特性和使用工況，查密封面型式的選用，表3.0.2。選擇密封面型式為凹凸面〔MFM〕，壓力等級為1.0~4.0MPa，接收法蘭材料選用16MnR。根據(jù)各接收公稱通徑，查表4-4得各法蘭的尺寸。圖3-1帶頸平焊鋼制管法蘭表3-1法蘭尺寸序號名稱公稱通徑DN鋼管外徑B連接尺寸法蘭厚度C法蘭高度H法蘭頸法蘭內(nèi)徑B1坡口寬度b法蘭理論質(zhì)量kg法蘭外徑D螺栓孔中心圓直徑K螺栓孔直徑L螺栓孔數(shù)量n螺栓ThB系列A物料入口8089200160188M1624401189164.86B物料出口8089200160188M1624401189164.86C安全閥口8089200160188M1624401189164.86D排污口8089200160188M1624401189164.86E放空口8089200160188M1624401189164.86F溫度計(jì)口283210575144M121626452641.03G壓力表口283210575144M121626452641.03接收外徑的選用以B國內(nèi)沿用系列〔公制管〕為準(zhǔn)，對于公稱壓力0.25≤PN≤25MPa的接收，查?壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊?普通無縫鋼管，選材料為16MnR。對應(yīng)的管子尺寸如下如表：表3-2管子尺寸序號名稱公稱直徑管子外徑數(shù)量管口伸出量管子壁厚伸長量質(zhì)量〔kg〕A物料進(jìn)管80891150154.106B物料出管80891150154.106C安全閥管80891150154.106D排污管80891150154.106E放氣管80891150154.106F溫度計(jì)管2832110080.474G壓力表管2832110080.474墊片的選擇查?鋼制管法蘭、墊片、緊固件?，表4.0.2-3凹凸面法蘭用MFM型墊片尺寸，根據(jù)設(shè)計(jì)壓力為Pc=2.5MPa，采用金屬包覆墊片，選擇法蘭的密封面均采用MFM〔凹凸面密封〕。金屬材料為純鋁板L3，標(biāo)準(zhǔn)為GB/T3880，最高工作溫度200℃，最大硬度40HB。填充材料為非石棉纖維橡膠板，代號為NAS，最高工作溫度為290℃。得對應(yīng)墊片尺寸如表：圖3-2凹凸面型墊片表3-3墊片尺寸序號名稱公稱直徑DN(mm)內(nèi)徑D1(mm)外徑D2(mm)厚度δ(mm)A物料進(jìn)管801201423B物料出管801201423C安全閥管801201423D排污管801201423E放氣管801201423F溫度計(jì)管2845.5613G壓力表管2845.5613螺栓〔螺柱〕的選擇根據(jù)密封所需壓緊力大小計(jì)算螺栓載荷，選擇適宜的螺柱材料。計(jì)算螺栓直徑與個(gè)數(shù)，按螺紋和螺栓標(biāo)準(zhǔn)確定螺栓尺寸。選擇螺栓材料為Q345。查?鋼制管法蘭、墊片、緊固件?中表5.0..07-9和附錄中標(biāo)A.0.1，得螺柱的長度和平墊圈尺寸：圖3-4雙頭螺柱圖3-5螺母 表3-4螺栓及墊圈尺寸序號名稱公稱直徑螺紋螺柱長緊固件用平墊圈mmd1d2hA物料進(jìn)管80M127513242.5B物料出管80M1610017303C安全閥管80M1610017303D排污管80M1610017303E放氣管80M1610017303F溫度計(jì)管32M1610017303G壓力表管32M1610017303人孔的選取查?壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊?，因筒體長度7600mm>6000mm，需開兩個(gè)人孔，可選回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔。由使用地為太原市室外，確定人孔的公稱直徑DN=450mm，以方便工作人員的進(jìn)入檢修。配套法蘭與上面的法蘭類型一樣，根據(jù)HG/T21518-2005?回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔?，查表3-1，由PN=4.0MPa選用凹凸面的密封形式MFM，采用8.8級35CrMoA等長雙頭螺柱連接。其明細(xì)尺寸見以以下圖：圖4-1回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔表4-1人孔尺寸表密封面型式凹凸面MFMD6855530公稱壓力PNMPa4.061057螺柱數(shù)量20公稱直徑DN450270A390螺母數(shù)量40127B175螺柱尺寸d451.6b57L250總質(zhì)量kg278人孔補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：圖4-2補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)方法判別按HG/T21518-2005，選用回轉(zhuǎn)蓋帶頸對焊法蘭人孔，設(shè)：厚度附加量C=2mm開孔直徑D=Di+2C=450+4=504mm那么=1900/3=633mm故可以采用等面積法進(jìn)展開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。接收材料選用16MnR鋼，其許用應(yīng)力根據(jù)GB150-1998中，其中：殼體開孔處的計(jì)算厚度接收的有效厚度強(qiáng)度削弱系數(shù)那么補(bǔ)強(qiáng)范圍補(bǔ)強(qiáng)有效寬度B確實(shí)定：按GB150中有：有效高度確實(shí)定外側(cè)有效高度確實(shí)定根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：內(nèi)側(cè)有效高度確實(shí)定根據(jù)GB150-1998中式8-9，得：有效補(bǔ)強(qiáng)面積根據(jù)GB150中式8-10~式8-13，Ae=A1+A2+A3分別計(jì)算如下：筒體多余面積管的多余面積接收厚度：焊縫金屬截面積焊角取6.0mm補(bǔ)強(qiáng)面積Ae=A1+A2+A3=599.28+1382.3488+36=2017.6248mm2因?yàn)锳e＜A=4772.88mm2，所以開孔需另行補(bǔ)強(qiáng)A4=A–Ae=6664.72-2017.6248=4647.1mm2補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)根據(jù)DN450取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑。因?yàn)锽>，所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑補(bǔ)強(qiáng)圈厚度：=A4／()=16.72mm圓整取名義厚度為18mm根據(jù)GB-150，JB/T4736-2002，補(bǔ)強(qiáng)圈焊接形式——D型，D1=d0+(6～12)。表4-2補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)及附件的選擇接收公稱直徑DN/mm外徑D2內(nèi)徑D1厚度〔〕重量〔Kg〕4507604821836.3圖4-3補(bǔ)強(qiáng)圈容器支座制作所承受最大載荷其中那么總載荷鞍座選擇由?容器支座?JB/T4712.1-2007Q’=139.64kN選取輕型〔A型〕鞍式支座DN=1900mm如圖圖5-1鞍式支座表5-1鞍座的構(gòu)造尺寸公稱直徑DN1900腹板δ210墊板b4430允許載荷Q/kN295筋板l3315δ410鞍座高度h250b2190e80底板l11360b3260螺栓間距l(xiāng)21200b1220δ38螺孔/孔長D/l24/40δ112弧長2330重量kg160標(biāo)記：JB/T4712.1-2007支座A2000—FJB/T4712.1-2007支座A2000—S支座的位置因?yàn)榘白恢玫囊鬄锳≤0.2L=1360mm,并盡量使A≤0.5R.，綜合考慮選擇A=484mm.焊接機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)焊接接頭設(shè)計(jì)筒體、封頭與筒體的焊接形式由于筒體、封頭與筒體焊接為A類、B類，所以才用對接接頭對接接頭特點(diǎn)：受熱均勻、受力對稱、便于無損檢測，焊接質(zhì)量容易得到保證。管材與筒體、封頭焊接采用帶補(bǔ)強(qiáng)圈的角焊接管材與法蘭相連接采用無補(bǔ)強(qiáng)圈的角焊接坡口形式 筒體、筒體與封頭采用雙V形坡口接收與筒體接收與法蘭焊條的選擇表5-1焊條型號及牌號〔JB/T4709-2007〕接頭母材焊條型號焊條牌號16MnR+16MnRE5016J506附件選擇安全閥的選擇由操作壓力決定安全閥的公稱壓力，由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍，所以由本設(shè)計(jì)的溫度、壓力、介質(zhì)等基本參數(shù)選用彈簧封閉式安全閥CA41H-25.圖6-1安全閥整體布局強(qiáng)度校核鋼制臥式容器計(jì)算單位太原科技大學(xué)計(jì)算條件簡圖設(shè)計(jì)壓力p2.5MPa設(shè)計(jì)溫度t50℃筒體材料名稱16MnR(熱軋)封頭材料名稱16MnR(熱軋)封頭型式橢圓形筒體內(nèi)直徑Di1900mm筒體長度L6800mm筒體名義厚度n18mm支座墊板名義厚度rn10mm筒體厚度附加量C2mm腐蝕裕量C12mm筒體焊接接頭系數(shù)1封頭名義厚度hn18mm封頭厚度附加量Ch2mm鞍座材料名稱16MnR鞍座寬度b220mm鞍座包角θ120°支座形心至封頭切線距離A509mm鞍座高度H250mm地震烈度低于7度內(nèi)壓圓筒校核計(jì)算單位太原科技大學(xué)計(jì)算條件筒體簡圖計(jì)算壓力Pc2.50MPa設(shè)計(jì)溫度t50.00C內(nèi)徑Di1900.00mm材料16MnR(熱軋)(板材)試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力163.00MPa設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力t163.00MPa試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn)s325.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.00mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計(jì)算計(jì)算厚度==14.68mm有效厚度e=n-C1-C2=16.00mm名義厚度n=18.00mm重量5789.44Kg壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核壓力試驗(yàn)類型液壓試驗(yàn)試驗(yàn)壓力值PT=1.25P=3.7500(或由用戶輸入)MPa壓力試驗(yàn)允許通過的應(yīng)力水平TT0.90s=292.50MPa試驗(yàn)壓力下圓筒的應(yīng)力T==224.53MPa校核條件TT校核結(jié)果合格壓力及應(yīng)力計(jì)算最大允許工作壓力[Pw]==2.72234MPa設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力t==149.69MPat163.00MPa校核條件t≥t結(jié)論合格左封頭計(jì)算計(jì)算單位太原科技大學(xué)計(jì)算條件橢圓封頭簡圖計(jì)算壓力Pc2.50MPa設(shè)計(jì)溫度t50.00C內(nèi)徑Di1900.00mm曲面高度hi500.00mm材料16MnR(熱軋)(板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力t163.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力163.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.00mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù)K==0.9350計(jì)算厚度==13.68mm有效厚度e=n-C1-C2=16.00mm最小厚度min=5.70mm名義厚度n=18.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量582.37Kg壓力計(jì)算最大允許工作壓力[Pw]==2.92295MPa結(jié)論合格右封頭計(jì)算計(jì)算單位太原科技大學(xué)計(jì)算條件橢圓封頭簡圖計(jì)算壓力Pc2.50MPa設(shè)計(jì)溫度t50.00C內(nèi)徑Di1900.00mm曲面高度hi500.00mm材料16MnR(熱軋)(板材)設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力t163.00MPa試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力163.00MPa鋼板負(fù)偏差C10.00mm腐蝕裕量C22.00mm焊接接頭系數(shù)1.00厚度及重量計(jì)算形狀系數(shù)K==0.9350計(jì)算厚度==13.68mm有效厚度e=n-C1-C2=16.00mm最小厚度min=5.70mm名義厚度n=18.00mm結(jié)論滿足最小厚度要求重量582.37Kg壓力計(jì)算最大允許工作壓力[Pw]==2.92295MPa結(jié)論合格臥式容器〔雙鞍座〕計(jì)算單位太原科技大學(xué)計(jì)算條件簡圖計(jì)算壓力pC2.5MPa設(shè)計(jì)溫度t50℃圓筒材料16MnR(熱軋)鞍座材料16MnR圓筒材料常溫許用應(yīng)力[]163MPa圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力[]t163MPa圓筒材料常溫屈服點(diǎn)325MPa鞍座材料許用應(yīng)力[]sa170MPa工作時(shí)物料密度1000kg/m3液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度1000kg/m3圓筒內(nèi)直徑Di1900mm圓筒名義厚度18mm圓筒厚度附加量2mm圓筒焊接接頭系數(shù)1封頭名義厚度18mm封頭厚度附加量Ch2mm兩封頭切線間距離6850mm鞍座墊板名義厚度10mm鞍座墊板有效厚度10mm鞍座軸向?qū)挾萣220mm鞍座包角θ120°鞍座底板中心至封頭切線距離A509mm封頭曲面高度500mm試驗(yàn)壓力pT3.75MPa鞍座高度H250mm腹板與筋板組合截面積19480mm2腹板與筋板組合截面斷面系數(shù)367704mm3地震烈度<7圓筒平均半徑Ra959mm物料充裝系數(shù)0.9一個(gè)鞍座上地腳螺栓個(gè)數(shù)1地腳螺栓公稱直徑0mm地腳螺栓根徑0mm鞍座軸線兩側(cè)的螺栓間距0mm地腳螺栓材料支座反力計(jì)算圓筒質(zhì)量(兩切線間)5832.18kg封頭質(zhì)量(曲面局部)563.467kg附件質(zhì)量71.248kg封頭容積(曲面局部)8.97841e+08mm3容器容積(兩切線間)V=2.12174e+10mm3容器內(nèi)充液質(zhì)量工作時(shí),19095.7壓力試驗(yàn)時(shí),=21217.4kg耐熱層質(zhì)量0kg總質(zhì)量工作時(shí),26126壓力試驗(yàn)時(shí),28247.8kg單位長度載荷34.10436.8737N/mm支座反力128174138584138584N筒體彎矩計(jì)算圓筒中間處截面上的彎矩工作時(shí)=1.405e+08壓力試驗(yàn)=1.5191e+08N·mm支座處橫截面彎矩操作工況：-4.49447e+06壓力試驗(yàn)工況：-4.85947e+06N·mm系數(shù)計(jì)算K1=0.106611K2=0.192348K3=1.17069K4=K5=0.760258K6=0.0156516K6’=K7=K8=K9=0.203522C4=C5=

筒體軸向應(yīng)力計(jì)算軸向應(yīng)力計(jì)算操作狀態(tài)77.962775.8338MPa-3.04081-0.505713MPa水壓試驗(yàn)狀態(tài)-3.28609-0.546782MPa115.671113.369MPa應(yīng)力校核許用壓縮應(yīng)力0.00158316根據(jù)圓筒材料查GB150圖6-3～6-10B=150.005MPa150.005150.005MPa<163合格||,||<150.005合格||,||<150.005合格T2,T3<0.9s=292.5合格MPa筒體和封頭的切應(yīng)力時(shí)(時(shí),不適用)8.20368MPa時(shí)圓筒中：封頭中：MPa封頭橢圓形封頭,碟形封頭,半球形封頭,MPa圓筒封頭[]=0.8[]t=130.4MPa圓筒,<[]=130.4MPa合格封頭,h<[h]=MPa鞍座處圓筒周向應(yīng)力無加強(qiáng)圈圓筒圓筒的有效寬度424.96mm無墊板或墊板不起加強(qiáng)作用時(shí)在橫截面最低點(diǎn)處MPa在鞍座邊角處L/Rm≥8時(shí),MPaL/Rm<8時(shí),MPa無加強(qiáng)圈筒體墊板起加強(qiáng)作用時(shí)鞍座墊板寬度；鞍座墊板包角橫截面最低點(diǎn)處的周向應(yīng)力-0.953566MPa鞍座邊角處的周向應(yīng)力L/Rm≥8時(shí),MPaL/Rm<8時(shí),-13.3717MPa鞍座墊板邊緣處圓筒中的周向應(yīng)力L/Rm≥8時(shí),MPaL/Rm<8時(shí),-16.7961MPa應(yīng)力校核|5|<[]t=163合格|6|<1.25[]t=203.75合格||<1.25[]t=203.75合格MPa有加強(qiáng)圈圓筒加強(qiáng)圈參數(shù)加強(qiáng)圈材料,e=mmd=mm加強(qiáng)圈數(shù)量,n=個(gè)組合總截面積,A0=mm2組合截面總慣性矩,I0=mm4設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力MPa加強(qiáng)圈位于鞍座平面上在鞍座邊角處圓筒的周向應(yīng)力：MPa：MPa

有加強(qiáng)圈圓筒加強(qiáng)圈靠近鞍座橫截面最低點(diǎn)的周向應(yīng)力無墊板時(shí)，〔〕采用墊板時(shí)，〔墊板起加強(qiáng)作用〕MPa在橫截上靠近水平中心線的周向應(yīng)力：MPa在橫截上靠近水平中心線處，不與筒壁相接的加強(qiáng)圈內(nèi)緣：MPa加強(qiáng)圈靠近鞍座鞍座邊角處點(diǎn)處的周向應(yīng)力無墊板L/Rm≥8時(shí),MPa無墊板L/Rm<8時(shí),MPa采用墊板時(shí)，〔墊板起加強(qiáng)作用〕L/Rm≥8時(shí),MPa采用墊板時(shí)，〔墊板起加強(qiáng)作用〕L/Rm<8時(shí),MPa應(yīng)力校核|5|<[]t=合格|6|<1.25[]t=合格|7|<1.25[]t=|8|<1.25[]=MPa鞍座應(yīng)力計(jì)算水平分力28204.8N腹板水平應(yīng)力計(jì)算高度250mm鞍座腹板厚度10mm鞍座墊板實(shí)際寬度430mm鞍座墊板有效寬度424.96mm腹板水平應(yīng)力,墊板起加強(qiáng)作用,4.17873MPa應(yīng)力判斷9<[]=113.333合格MPa腹板與筋板組合截面應(yīng)力由地震水平分力引起的支座強(qiáng)度計(jì)算圓筒中心至根基外表距離1218mm軸向力N,MPa,MPa|sa|1.2[bt]=地腳螺栓應(yīng)力拉應(yīng)力MPabt1.2[bt]=MPa剪應(yīng)力MPabt0.8Ko[bt]=MPa溫差引起的應(yīng)力N-41.4378MPa|a|<[]sa=170注：帶#的材料數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)者給定的開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位太原科技大學(xué)接管:A,φ32×8設(shè)計(jì)條件簡圖計(jì)算壓力pc2.5MPa設(shè)計(jì)溫度50℃殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16MnR(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ1殼體內(nèi)直徑Di1900mm殼體開孔處名義厚度δn18mm殼體厚度負(fù)偏差C10mm殼體腐蝕裕量C22mm殼體材料許用應(yīng)力[σ]t163MPa接收實(shí)際外伸長度100mm接收實(shí)際內(nèi)伸長度0mm接收材料16Mn(熱軋)接收焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接收腐蝕裕量2mm補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補(bǔ)強(qiáng)圈外徑mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度mm接收厚度負(fù)偏差C1t1.25mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差C1rmm接收材料許用應(yīng)力[σ]t163MPa補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]tMPa開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算殼體計(jì)算厚度δ14.68mm接收計(jì)算厚度δt0.093mm補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù)frr0接收材料強(qiáng)度削弱系數(shù)fr1開孔直徑d18.5mm補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度B74.5mm接收有效外伸長度h113.6mm接收有效內(nèi)伸長度h20mm開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積A271.6mm2殼體多余金屬面積A173.74mm2接收多余金屬面積A2181.1mm2補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積A336mm2A1+A2+A3=290.8mm2補(bǔ)強(qiáng)圈面積A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2結(jié)論:補(bǔ)強(qiáng)滿足要求,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位太原科技大學(xué)接管:B,φ89×15設(shè)計(jì)條件簡圖計(jì)算壓力pc2.5MPa設(shè)計(jì)溫度50℃殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16MnR(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ1殼體內(nèi)直徑Di1900mm殼體開孔處名義厚度δn18mm殼體厚度負(fù)偏差C10mm殼體腐蝕裕量C22mm殼體材料許用應(yīng)力[σ]t163MPa接收實(shí)際外伸長度150mm接收實(shí)際內(nèi)伸長度0mm接收材料16Mn(熱軋)接收焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接收腐蝕裕量2mm補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補(bǔ)強(qiáng)圈外徑mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度mm接收厚度負(fù)偏差C1t2.125mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差C1rmm接收材料許用應(yīng)力[σ]t163MPa補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]tMPa開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算殼體計(jì)算厚度δ14.68mm接收計(jì)算厚度δt0.425mm補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù)frr0接收材料強(qiáng)度削弱系數(shù)fr1開孔直徑d63.25mm補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度B133.2mm接收有效外伸長度h132.79mm接收有效內(nèi)伸長度h20mm開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積A928.7mm2殼體多余金屬面積A192.18mm2接收多余金屬面積A2816.5mm2補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積A336mm2A1+A2+A3=944.7mm2補(bǔ)強(qiáng)圈面積A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2結(jié)論:補(bǔ)強(qiáng)滿足要求,不需另加補(bǔ)強(qiáng)。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位太原科技大學(xué)接管:C,φ480×14設(shè)計(jì)條件簡圖計(jì)算壓力pc2.5MPa設(shè)計(jì)溫度50℃殼體型式圓形筒體殼體材料名稱及類型16MnR(熱軋)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)φ1殼體內(nèi)直徑Di1900mm殼體開孔處名義厚度δn18mm殼體厚度負(fù)偏差C10mm殼體腐蝕裕量C22mm殼體材料許用應(yīng)力[σ]t163MPa接收實(shí)際外伸長度270mm接收實(shí)際內(nèi)伸長度0mm接收材料16Mn(熱軋)接收焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接收腐蝕裕量2mm補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱16MnR(熱軋)凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補(bǔ)強(qiáng)圈外徑760mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度18mm接收厚度負(fù)偏差C1t1.75mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差C1r0mm接收材料許用應(yīng)力[σ]t163MPa補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]t163MPa開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算殼體計(jì)算厚度δ14.68mm接收計(jì)算厚度δt3.478mm補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù)frr1接收材料強(qiáng)度削弱系數(shù)fr1開孔直徑d457.5mm補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度B915mm接收有效外伸長度h180.03mm接收