压力容器计算[共4页]

1、 内压圆筒体 (GB150-1998)共 页 第 1 页 设 计 条 件单 位 计算压力 Pc0.6MPa 设计温度 t100 oC 筒体内径 Di600 m m 筒体材料16MnR 常温屈服点 s345MPa 许用应力 常 温 170MPa 设计温度 t170MPa 钢板厚度负偏差 C10.6 m m 腐蚀裕量 C23.2m m 焊接接头系数 1 壁 厚 计 算 壳体最小厚度min碳钢低合金钢3m m 取较大值 （不包括腐蚀裕量)不锈钢2m m 计算壁厚= PcDi 1.06m m 2t-Pc 壁厚附加量 C C1 + C2 3.8m m n = + C = 4.86m m _ 取 n =6

2、 m m 液 压 试 验 时 应 力 校 核 有效厚度e = n _ C =2.2 m m 液压试验压力 PT = 1.25P 0.75M p a t 试验压力下 T = PT(Di+e) 102.65Mpa 圆筒应力 2e 许用值 0.9s =310.50 Mpa T 0.9s 可行 内压椭圆形封头共 页 第 2 页 设计条件单 位 计算压力 Pc0.6MPa 设计温度 t100 oC 筒体内径 Di600 m m 筒体材料16MnR 常温屈服点 s345MPa 许用应力 常 温 170MPa 设计温度 t170MPa 钢板厚度负偏差 C10.6 m m 腐蚀裕量 C23.2m m 焊接接头

3、系数 1 封头形状系数 K1 壁 厚 计 算 计算壁厚= KPcDi 1.06m m 2t-0.5Pc 壁厚附加量 C = C1 + C2 = 3.80 m m 计算名义厚度n = + C =4.86 m m 名义厚度取 n =6 m m 有效厚度e = n - C =2.2 m m Di n h 内压筒体开孔补强共 页 第 3 页 设计条件单 位管口符号a, b 计算压力 Pc1.9MPa 设计温度 t100 oC 筒体材料20 筒 筒体内径 Di305 m m 开孔处筒体名义壁厚 n10 m m 钢板厚度负偏差 C10.8 m m 腐蚀裕量 C21 m m 体设计温度下许用应力t113MP

4、a 开孔处筒体焊接接头系数1 接管材料20 接 接管尺寸100 m m 接管名义壁厚 nt6 m m 接管壁厚负偏差 CT10.9 m m 腐蚀裕量 CT21 m m 管设计温度下许用应力 tT130MPa 接管焊接接头系数 T1 开 孔 补 强 计 算 筒 计算壁厚 = PcDi 2.59m m 2t-Pc 壁厚附加量 C = C1 + C2 = mm1.8 m m 体 厚度系数k= n-C 3.17 接 接管内直径 DTi = 88m m 壁厚附加量 CT = CT1 + CT2 = 1.9m m 开孔内直径 d = DTi + 2CT = 91.8m m 管 计算壁厚 t = PcDTi

5、 0.65m m nt = t+CT 2t TT-Pc = 2.55 强度削弱系数 fr = tT t =1.150 取fr = 1.000 A4A1 X Y A2 d A3 Ct B n t W C h2 e nh1 Z DT i 内压筒体开孔补强共 页 第 4 页 开孔有效补强范围内多余金属面积 筒体多余金属面积 补强区有效宽度 B = 2d = 183.6m m A1= (B- d)(e-)-2(nt - CT )(e-)(1 - fr )=515.37m m2 接管外侧有效高度h1 = ( d * nt )1/2 =23.47m m 接管外侧实际高度 h1 =134m m 接管多余金属

6、面积 取较小值 h1 =23.47m m A2接管内侧有效高度h2 = ( d * nt )1/2 =23.47m m 接管内侧实际高度 h2 =48m m 取较小值 h2 =23.47m m A2=2h1(nt-t- CT )fr + 2h2(nt- CT - CT2)fr =307.55m m2 补强区焊缝截面积 焊缝底边长度 a= 5m m A3焊缝高度 b= 5m m A3 = a * b =25m m2 需 要 补 强 的 面 积 A A4 = A - ( A1 + A2 + A3)= -610.54 m m2 判 断A4 0 开孔处需要补强 A4 0 开孔处无需补强 加 强 管 补

7、 强 重取接管管壁厚度t, 重复以上计算 ,直至 ( A1 + A2 + A3)A 补 强 圈 补 强 补强圈取与壳体相同材料 补强圈外径 D= 0 m m 取较小值为B0 补强圈有效宽度 B=2d = 183.6 m m 补强圈计算厚度 S =A4/(B -d)= 0.00 m m 适用于标准补强圈 JB/T4736-95 内压封头开孔补强共 页 第 5 页 设 计 条 件单 位管口符号 计算压力 Pc0.8MPa 设计温度 t150 oC 封头材料Q235-A 封封头内直径 Di600 m m 开孔处封头名义壁厚6 m m 钢板厚度负偏差 C10.8 m m 腐蚀裕量 C21 m m 头设

8、计温度下许用应力t113MPa 开孔处封头焊接接头系数1 接接管材料20 m m 接管尺寸219 m m 接管名义壁厚 nt6 m m 接管壁厚负偏差 CT10.9 m m 腐蚀裕量 CT21 m m 管设计温度下许用应力 tT130MPa 接管焊接接头系数 T1 开 孔 补 强 计 算 封 计算壁厚 = KPcDi 2.13m m 2t-0.5Pc 头形状系数K =1 接 接管内直径 DTi = 207 m m 壁厚附加量 CT = CT1 + CT2 = 1.9 m m 管开孔内直径 d = DTi + 2CT = 210.8 m m 计算壁厚 t = PcDTi 0.64 m m nt

9、= t+CT 2t TT-Pc = 2.55 强度削弱系数 fr = tT t =1.1504 取fr = 1.0000 A4A1 X Y A2 d A3 Ct B n t W C h2 e nh1 Z DT i 内压封头开孔补强共 页 第 6 页 开孔有效补强范围内多余金属面积 筒体多余金属面积 补强区有效宽度 B = 2d = 421.6m m A1=(B- d)(e-)- 2 (nt - CT )(e-)(1 - fr ) =436.85m m2 接管多余金属面积接管外侧有效高度h1 =( d * nt )1/2 =35.56m m A2 接管外侧实际高度 h1 =84m m 取较小值

10、h1 =35.564m m 接管内侧有效高度h2 =( d * nt )1/2 =35.56m m 接管内侧实际高度 h2 =33m m 取较小值 h2 =33m m A2= 2h1(nt -t- CT )fr + 2h2(nt - CT - CT2) fr =450.782m m2 补强区焊缝截面积 焊缝底边长度 a= 5m m A3 焊缝高度 b= 5m m A3 = a * b =25m m2 需 要 补 强 的 面 积 A A4 = A - ( A1 + A2 + A3)= -464.12 m m2 判 断A4 0 开孔处需要补强 A4 0 开孔处无需补强 加 强 管 补 强 重取接管

11、管壁厚度t, 重复以上计算 ,直至 ( A1 + A2 + A3)A 补 强 圈 补 强 补强圈取与壳体相同材料 补强圈外径 D= m m 取较小值为B0 补强圈有效宽度 B=2d = 421.6m m 补强圈计算厚度 S =A4/(B -d)= 0.00m m 适用于标准补强圈 JB/T4736-95 安 全 阀 选 择 计 算共 页 第 7 页 元件名称安全阀 安全阀排气截面积计算 计算依据压力容器安全技术监督规程 (1999) 附件5 初 始 数 据 已 介 质 标准状态排气量 Vn =904.8Nm3/h 标准状态气体密度 =0.7168kg/m3 安全阀的泄放压力(绝压） pd =2

12、7.6Mpa 安全阀的出口侧压力（绝压） po =0.1Mpa 知 气体绝热指数 k =1.309506 选排气能力 Ws= 648.5606kg/h 气体温度 T = 383.15k 排放系数 K =0.66 气体特性系数 C =349 取气体摩尔质量 M = 16.03kg/kmol 压缩系数 Z =1 微启式阀开启高度 h =m m 计 算 结 果 安全阀的最小 A= Ws 6.6m m2 排气截面积 7.6*0.01*C*K*pd*(M/ZT)1/2 选用安全阀型式 全启式为1 微启式为21 全启式喉径dt=(A/0.785)1/2 =2.9m m 微启式阀座口径dv=A / 3.14*h =0.0m m 选用安全阀型号 A42Y-16CPN=2.5MpaDN=25m m 所选安全阀截面积为 490.625 m m2 故安全 临界条件Po/Pd(2/(k+1)(k /(k-1)时公式适用 Po/Pd =0.003623 (2/(k+1)k/(k