课程设计（论文）-5M液化石油气设计.doc

中北大学课程设计任务书 学年第 学期学 院： 专 业： 学 生 姓 名： 学 号： 课程设计题目： 5M3液化石油气储罐设计 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 下达任务书日期: 年月日课 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 称液化石油气储罐2用 途液化石油气储配站3最高工作压力1.77MPa由介质温度确定（50）4工作温度-20485公称容积（Vg）5M36工作压力波动情况可不考虑7装量系数(V)0.98工作介质液化石油气（易燃）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h20HG20592-97FM液位计接口e50HG20592-97FM放气管c500FM人 孔b50HG20592-97FM安全阀接口i50HG20592-97FM排污管k50HG20592-97FM液相出口管j50HG20592-97FM液相回流管a50HG20592-97FM液相进口管d50HG20592-97FM气相管f20HG20592-97FM压力表接口g20HG20592-97FM温度计接口课 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）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，20015 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，20026 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)； 6工作计划及进度：2011年06月13日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06月13日06月17日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制06月17日06月22日：设计图纸绘制（草图和装配图）06月22日06月24日：撰写设计说明书06月24日：答辩及成绩评定系主任审查意见： 签字： 年 月 日一 工艺设计 1.1，参数的确定液化石油气的主要组成部分由于石油产地的不同，各地石油气组成成分也不同。取其大致比例如下：表一组成成分异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷乙炔各成分百分比0.012.2549.323.4821.963.791.190.02对于设计温度下各成分的饱和蒸气压力如下：表二，各温度下各组分的饱和蒸气压力温度，饱和蒸汽压力，MPa异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戊烷正戊烷乙炔-2501.30.20.060.040.0250.0070-2001.380.270.0750.0480.030.0090002.3550.4660.1530.1020.0340.02402003.7210.8330.2940.2050.0760.058050071.7440.670.50.20.160.0011设计温度 根据本设计工艺要求，使用地点为太原市的室外，用途为液化石油气储配站工作温度为-2048，介质为易燃易爆的气体。 从表中我们可以明显看出,温度从50降到-25时,各种成分的饱和蒸气压力下降的很厉害,可以推断,在低温状态下,由饱和蒸气压力引起的应力水平不会很高。由上述条件选择危险温度为设计温度。为保证正常工作，对设计温度留一定的富裕量。所以，取最高设计温度t=50，最低设计温度t=25。根据储罐所处环境，最高温度为危险温度，所以选t=50为设计温度。设计压力 该储罐用于液化石油气储配供气站，因此属于常温压力储存。工作压力为相应温度下的饱和蒸气压。因此，不需要设保温层。根据道尔顿分压定律，我们不难计算出各种温度下液化石油气中各种成分的饱和蒸气分压，如表三：表三，各种成分在相应温度下的饱和蒸气分压温度, 饱和蒸气分压, MPa异辛烷乙烷丙烷异丁烷正丁烷异戍烷正戍烷乙烯-2500.0290.09460.0140.00880.000950.0000830-2000.0310.1270.01760.01050.001140.0001090000.0530.22040.03590.02240.001290.00025602000.0840.3940.0690.0450.002880.0006305000.1580.08250.15730.10980.007580.00190有上述分压可计算再设计温度t=50时，总的高和蒸汽压力P=0.01%0+2.25%7+47.3%1.744+23.48%0.67+21.96%0.5+3.79%0.2+1.19%0.16+0.02%0.0011=1.25901 MPa因为：P异丁烷（0.2）P液化气(1.25901)P丙烷（1.744）当液化石油气在50时的饱和蒸汽压力高于异丁烷在50时的饱和蒸汽压力时，若无保冷设施，则取50时丙烷的饱和蒸汽压力作为设计压力。50时根据GB150的规定，取液化石油气饱和蒸汽压为1.77MPa 对于设置有安全泄放装置的储罐，设计压力应为1.051.1倍的最高工作压力。所以有Pc=1.1*1.77=1.947MPa。取设计压力P=2.5MPa1.2，设计储量参考相关文件，液化石油气的密度一般取500-600Kg/m3则取石油液化气的密度为580Kg/m3，盛装液化石油气体的压力容器设计储存量为：W=Vt=0.9*5*580=2.61t 二 机械设计 筒体和封头的设计：对于承受内压，且设计压力Pc=1.947MPa5m3 且比较接近，所以结构设计合理。 三 设备的结构设计3.1 计算压力Pc：液柱静压力： 根据设计为卧式储罐，所以储存液体最大高度h maxD=1200mm。P静（max）=gh maxgD=5809.81.2=6.821103 pa 则P静可以忽略不记。3.2 圆筒厚度的设计：根据介质的易燃易爆、有毒、有一定的腐蚀性等特性，存放温度为-2048，最高工作压力等条件，由JB 7421-2005选用16MnR为筒体材料，适用温度为-20250。根据GB150，初选厚度为625mm，最低冲击试验温度为-20，热轧处理。根据GB150查得16MnR钢在厚度为316mm，使用温度为-2048时的许用应力=181MPa 。 =mm3mm 对于16MnR ，需满足腐蚀裕度C21mm，取C2=2mm，C1=0.8mm。 d=+C2=6.49+2=8.49mm ， n=d+C1+=8.49+0.8+=11mm 16MnR属于低合金钢，查工艺设计手册（下）中的板材规范，选择厚度 =12mm的钢板 e=12-0.8-2=9.2mm3.3 椭圆封头厚度的设计： 为了得到良好的焊接工艺，封头材料的选择同筒体设计。 =6.47mm同理，选取C2=2 mm ，C1=0.8 mm 。 n=+C1+C2+=6.47+0.8+2=11 mm 跟筒体一样，选择厚度为12mm的16MnR为材料冲压成型。 e=12-0.8-2=9.2mm3.4 容器法兰的设计查JB/T 4700-47072000压力容器法兰， 根据储罐公称直径DN=1200mm，公称压力PN=2.5MPa，查表1 法兰分类及参数表，选取长颈对焊法兰，标准号为JB/T 4703，密封面为凹凸面密封。 根据介质有一定的腐蚀能力，选用法兰材料（锻件）为16Mn，查表7 长颈法兰适用材料及最大许用工作压力，可知：16Mn法兰在公称压力PN=2.5MPa、工作温度为 -20200事的最大许用工作压力为2.5MPa ,能满足使用要求。由B/T 4700-47072000压力容器法兰，长颈对焊法兰尺寸表1查得法兰尺寸如下表： PN=2.5MPa是长颈对焊法兰的尺寸 公称直径DN，mm法兰，mm螺柱对接筒体DD1D2D3D4Hhaa112Rd规格数量最小厚度0，mm1200139513401298127812758418548211822321530M2740 143.5.接管，法兰，垫片和螺柱的选择 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，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口。3.5.1 人孔，视镜，液面计，压力计，温度计以及安全阀结构设计由于筒体的公称直径为1200mm，则应该开设人孔，圆形人孔的直径规定为400-600mm,可选取人孔直径为500mm。 人孔可根据HG/T21514-2005查表可选择封闭形式为凹凸面，其外形如下图：在公称压力PN=2.5MPa情况下，法兰盖参数如下：公称通径DN法兰盖外径D螺栓孔中心圆直径K螺栓孔直径L螺栓孔数量n螺纹Th法兰盖厚度C法兰盖理论重量(kg)50165125184M16203.25007306603620M33*248150.0人孔盖的参数如下表公称直径Dw*sDD1AH1H2bB1B2dN*lTh质量500530*107056503973202194846483620M30*130265 视镜用凸缘构成的不带颈视镜。由于筒体公称直径为1200mm,叫上支座高度整体高度也会在3m以下，且物料中没有结晶等易堵塞固体，而筒体压力在1.947MPa大于1.6MPa，则选用板式液面计。管道留孔 根据化工工艺设计手册（下），对于法兰管道，一般留孔应大于外径加10mm。 管道间距：对于PN2.5MPa的管道，采用化工工艺设计手册（下）系列间距。通过查GB20592-1997接管法兰标准中，当公称压力PN=2.5MPa时，取公称通径DN=50mm，选用带颈对焊法兰，密封面式为凹凸面密封。 公称压力PN=2.5MPa时接口法兰参数公称通径钢管外径B法兰外径螺栓孔中心圆直径螺栓孔直径螺栓孔数量螺纹法兰厚度法兰高度法兰理论重量（kg）202510575144M1216401.055057165126184M1620483.115005307306603620M33*24412592.5 公称压力PN=2.5MPa时密封面尺寸公称通径df1F2F3WXYZ205624336505135509924373878872500609254549575576648钢管外径选择B系列，则外径为57mm。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，人孔，液位计口，温度计口，压力表口，安全阀口，排空口。 接管法兰尺寸序号名称公称直径DN管子外径B连接尺寸法兰厚度C法兰理论质量kg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Tha排污口5057165126184M16203.11b气相平衡口5057165126184M16203.11c气相口5057165126184M16203.11d出液口5057165126184M16203.11e进液口5057165126184M16203.11f人孔5005307306603620M3325692.5g1-2液位计口202510575144M12160,68h温度计口202510575144M12160.68m压力表口202510575144M12160.68n安全阀口5057165126184M16203.11s排空口5057165126184M16203.11查GB8163-87可得，容器的接管选用20号钢，接管尺寸如下： 接管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管子理论质量kga排污口505711503.50.694b气相平衡口505711503.50.694c气相口505711503.50.694d出液口505711503.50.694e进液口505711503.50.694f人孔5005301300917.34g1-2液位计口2025210030.244h温度计口2025110030.244m压力表口2025110030.244n安全阀口505721503.50.694s排空口505711503.50.6943.5.2 压力容器法兰垫片的选择 储罐盛装液化石油气，根据介质性质选择耐油石棉橡胶垫片，其结构尺寸如下表：公称压力PN，MPa2.5公称直径DN，mmDd1200136512203.5.3 接管法兰垫片的选择 储罐盛装液化石油气，根据介质性质选择耐油石棉橡胶垫片，在PN=2.5MnP查资料由GBT 19006。2-2003标准其结构尺寸如下表：公称通径外径内径厚度2050273.05087.5563.03.5.4 螺柱，螺母的选择由于螺柱螺母不直接接触介质，仅存在大气腐蚀，且为了保护螺柱，螺母的强度必须比螺柱低一个等级，则可选螺柱螺母材料为普通不锈钢即可！选用双头螺柱，根据GB20592-1997中对双头螺柱和螺母的相关规定，可选取双头螺柱等级为8.8，螺母等级为8等级规格形式等级螺母螺母等级公称压力工作温度商品级M16双头螺柱8.8六角螺母8小于10MPa-20250由GB20592-1997，查得双头螺柱的参数如下：（紧固件用平垫圈）公称通径螺纹数量长度垫圈外径垫圈内径垫圈厚度20M1247024132.550M1649030173500M33*220165254443.6，支座的结构设计该卧式容器采用双鞍座式支座，根据工作温度为-20-48，按JB/T 4731-2005 表5-1选择鞍座材料为16MnR，使用温度为-20250，许用应力为sa= 170MPa。估算鞍座的负荷：计算储罐总重量 m=m1+2m2+m3+m4 。m1 为筒体质量：对于16MnR普通碳素钢，取=7.85103kg/m3 m1=DL=3.141.241210-37.85103=1419.7824kgm2为单个封头的质量：查标准JB/T 4746-2002 钢制压力容器用封头中标B.2 EHA椭圆形封头质量，可知m2=154.6kg 。m3为充液质量：液化石油气水故m3（max）=水V=1000V=1000（/41.224+20.2545）=5032.89 kg 。为附件质量m4：选取人孔后，查得人孔质量为300 kg，其他接管质量总和估为400 kg。综上述：总质量 m=m1+2m2+m3+m=1419.7824+154.6*2+5032.89+400 7162kg。 每个鞍座承受的重量为 G/2=mg / 2=716210/2=35.81kN根据JBT4712.1-2007规定查表一可得鞍座的参数如下：公称直径允许载荷KN鞍座高度底板腹板筋板垫板螺栓间距鞍座质量增加100mm高度增加的质量L1B11L2B2B33弧长B44el120014520088017010620014020061410320655720567鞍座位置的选择因为当外伸长度A=0.207L时因为当外伸长度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略小于跨距中间圆筒的弯矩，通常取尺寸A不超过0.2L值，为此中国现行标准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作用将使支座截面处的应力过大。由标准椭圆封头 ，有 h=H-Di / 4=325-1200 / 4=25 mm故 A0.2(L+2h)=0.2(4000+225)=810 mm鞍座的安装分为F型和S型两种支座配套使用。由于接管比较多，所以固定支座位于储罐接管较多的左端。 由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于圆筒的抗弯刚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（Rm=Ri+n/2），即Rm=600+12/2=606mm 。A0.5R =0.5606=303 mm ,取A=300 mm 。综上述：A=300 mm （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）3.7，安全阀的设计 由操作压力P=1.947MPa，工作温度为-2048，盛放介质为液化石油气体。选择安全阀的公称压力PN=25kg/cm2，最高工温度为150，材料为可锻铸件的弹簧微启式安全阀，型号为A41H-25。公称直径DN=80mm。3.8，尺寸计算：对于椭圆形封头，折算为同直径的长度H的圆筒。 曲面深度：Hi=H-h=325-25=300mm 重量载荷作用的总长度为L=L+2h+4H/3=4000+225+4300/3=4450mm。水压试验校核 试验压力：PT=1.25P MPa 圆筒的薄膜应力： MPa 0.9Rel=0.90.9345279.45 MPaT160MPa ， 合格 四 焊接的设计4.1 焊接接头的设计为保证焊接质量，易于检查。筒体上的所有焊缝及环向接头、封头上的拼接接头，都采用对接焊。对于人孔和筒体的焊接部位，因为两板厚度差大于3m，必须进行削薄加工，以使两侧面厚度基本相等。4.2容器焊接接头坡口设计4.2.1 壳体对接接头的坡口设计因为筒体的厚度=12mm（3,20），所以选用壳体的纵焊缝为内外压对称的Y形坡口，壳体的环焊缝为内外不对称的Y形坡口，且内侧较小。坡口的结构尺寸：b=2mm，p=2mm，=60。人孔焊接用带钝边双面V型接口，尺寸：b=2,p=2,=50。接管与筒体之间的焊接用单边V型接口，尺寸：b=2,p=2,=504.2.2 接管与带补强圈的焊接结构设计接管与客体及补强圈之间的焊接采用角接，为了保证有良好的强度，选用单面全焊投的焊接形式。4.3 焊接方法与材料 对于一般的压力容器焊接，方法均为手工电弧焊。焊接材料为焊条。筒体和接管间的焊接属于低碳钢和低合金钢之间的焊接。应选用强度较低的钢材等强度的焊条焊接。内压圆筒校核计算单位计算条件筒体简图计算压力 Pc 1.95MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 1200.00mm材料 16MnR(正火) ( 板材 )试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa试验温度下屈服点 ss 345.00MPa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 = = 6.91mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.00mm名义厚度 dn = 12.00mm重量 1434.67Kg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 = 2.3890 (或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平 sTsT 0.90 ss = 310.50MPa试验压力下圆筒的应力 sT = = 144.53 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= = 2.80992MPa设计温度下计算应力 st = = 117.79MPastf 170.00MPa校核条件stf st结论 合格内压椭圆封头校核计算单位 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.95MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 1200.00mm曲面高度 hi 325.00mm材料 16MnR(正火) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9014计算厚度 d = = 6.21mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.00mm最小厚度 dmin = 3.60mm名义厚度 dn = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 160.57 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 3.12886MPa结论 合格右封头计算计算单位 计算条件椭圆封头简图计算压力 Pc 1.95MPa设计温度 t 50.00 C内径 Di 1200.00mm曲面高度 hi 325.00mm材料 16MnR(正火) (板材)试验温度许用应力 s 170.00MPa设计温度许用应力 st 170.00MPa钢板负偏差 C1 0.00mm腐蚀裕量 C2 2.00mm焊接接头系数 f 1.00厚度及重量计算形状系数 K = = 0.9014计算厚度 d = = 6.21mm有效厚度 de =dn - C1- C2= 10.00mm最小厚度 dmin = 3.60mm名义厚度 dn = 12.00mm结论 满足最小厚度要求重量 160.57 Kg压 力 计 算最大允许工作压力 Pw= = 3.12886MPa结论 合格卧式容器（双鞍座）计算单位计 算 条 件 简 图 计算压力 pC1.947MPa 设计温度 t50 圆筒材料16MnR(正火) 鞍座材料16MnR 圆筒材料常温许用应力 s170MPa 圆筒材料设计温度下许用应力st170MPa 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 1000kg/m3 液压试验介质密度 1000kg/m3 圆筒内直径Di1200mm 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 Ch2mm 两封头切线间距离 4050mm 鞍座垫板名义厚度 6mm 鞍座垫板有效厚度 6mm 鞍座轴向宽度 b170mm 鞍座包角 120 鞍座底板中心至封头切线距离 A300mm 封头曲面高度 325mm 试验压力 pT2.389MPa 鞍座高度 H200mm腹板与筋板(小端)组合截面积 8520mm2 腹板与筋板(小端)组合截面断面系数143135mm3 地震烈度0 配管轴向分力 0N圆筒平均半径 606mm 物料充装系数 0.9支 座 反 力 计 算 圆筒质量(两切线间)1452.64kg 封头质量(曲面部分)149.998kg 附件质量702kg 封头容积(曲面部分)2.26195e+08mm3 容器容积(两切线间)V = 5.03283e+09mm3 容器内充液质量工作时, 4529.55压力试验时, = 5032.83kg 耐热层质量0kg总质量工作时, 6984.19压力试验时, 7487.47kg单位长度载荷15.2852 16.3867N/mm支座反力34264.4 36733.536733.5N筒 体 弯 矩 计 算圆筒中间处截面上的弯矩工作时= 2.20599e+07压力试验= 2.36495e+07Nmm支座处横截面弯矩工作时 -681679压力试验 -730801Nmm系 数 计 算K1=1K2=1K3=0.879904K4=0.401056K5=0.760258K6=0.0132129K6=K7=K8=K9=0.203522C4=C5=筒 体 轴 向 应 力 计 算轴向应力计算操作状态 60.9072 59.0532MPa -1.91306 -0.059116MPa水压试验状态 -2.04988 -0.0633759MPa 74.4376 72.45应力校核许用压缩应力0.00156667根据圆筒材料查GB150图6-36-10 B = 149.588MPa149.588149.588MPa 170 合格|,| 149.588 合格|,| 149.588 合格sT2 ,sT3 0.9ss = 310.5 合格时(时,不适用)MPa时圆筒中：5.33366封头中：2.43106MPa应力校核封头椭圆形封头, 105.299碟形封头, 半球形封头, MPa圆筒封头 t = 0.8 s t = 136 107.201MPa圆筒, t t = 136 合格封头, th t h = 107.201 合格MPa鞍 座 处 圆 筒 周 向 应 力无加强圈圆筒圆筒的有效宽度303.031mm无垫板或垫板不起加强作用时在横截面最低点处-0.921588MPa在鞍座边角处L/Rm8时, MPaL/Rm8时, -11.7454MPa无加强圈筒体垫板起加强作用时鞍座垫板宽度 ； 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/Rm8时, MPa鞍座垫板边缘处圆筒中的周向应力L/Rm8时, MPaL/Rm8时, MPa应力校核 |s5| s t = 170 合格 |s6 | 1.25s t = 212.5 合格 |s6 | 1.25s t = 212.5 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/Rm8时, MPa 采用垫板时，（垫板起加强作用）L/Rm8时, MPa采用垫板时，（垫板起加强作用）L/Rm8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7476.07N腹板水平应力计算高度200mm鞍座腹板厚度6mm鞍座垫板实际宽度200mm鞍座垫板有效宽度200mm腹板水平应力无 垫 板 或 垫 板 不 起 加 强 作 用 , 6.23006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轴向弯曲应力由地震、配管轴向水平分力引起的支座轴向弯曲强度计算圆筒中心至基础表面距离 812mm轴向力 N 时, MPa时 MPa 由圆筒温差引起的轴向力 N MPa应力判断ssa 1.2ssa = MPa注：带#的材料数据是设计者给定的开孔补强计算计算单位接 管: #, 573.5计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法, 单 孔设 计 条 件简 图计算压力 pc1.947MPa设计温度50壳体型式圆形筒体壳体材料名称及类型16MnR(正火)板材壳体开孔处焊接接头系数1壳体内直径 Di1200mm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t170MPa 接管实际外伸长度150mm接管实际内伸长度0mm接管材料16Mn(热轧)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16MnR(正火)凸形封头开孔中心至封头轴线的距离mm补强圈外径130mm补强圈厚度6mm接管厚度负偏差 C1t 0.438mm补强圈厚度负偏差 C1r 0mm接管材料许用应力t163MPa补强圈许用应力t170MPa开 孔 补 强 计 算壳体计算厚度 6.911mm接管计算厚度t0.3 mm补强圈强度削弱系数 frr1接管材料强度削弱系数 fr0.959开孔直径 d54.88mm补强区有效宽度 B109.8 mm接管有效外伸长度 h113.86mm接管有效内伸长度 h20 mm开孔削弱所需的补强面积A 379.9mm2壳体多余金属面积 A1169.2 mm2接管多余金属面积 A220.25mm2补强区内的焊缝面积 A312.25 mm2A1+A2+A3=201.7 mm2 ，小于A，需另加补强。补强圈面积 A4316.5mm2A-(A1+A2+A3)178.1mm2结论: 补强满足要求。开孔补强计算计算单位接 管: #, 573.5计 算 方 法 : GB150-1998 等 面 积 补 强 法