甲醇球形储罐设计

1、.钢制球形储罐计算单位 压力容器专用计算软件 计算条件简 图拉杆与支柱连接形式 相邻球壳形式 混和式 近震还是远震 近震地震设防烈度 8 场地土类别 2 球壳分带数 3支柱数目 n 16 一根支柱上地脚螺栓个数 nd 2 压力试验类型 液压 地面粗糙度类别 B充装系数 k 0.85公称容积 2500.0m3球罐中心至支柱底板底面的距离 H0 9580.0mm拉杆与支柱交点至基础的距离 l 6000.0mma点(支柱与球壳连接最低点)至球罐中心水平面的距离 La 2300.0mm支柱类型 轧制钢管支柱外直径 do 480.0mm支柱厚度 13.0mm拉杆直径 65.0mm耳板和支柱单边焊缝长 L

2、1 500.0mm拉杆和翼板单边焊缝长 L2 250.0mm支柱和球壳焊缝焊脚尺寸 S 10.0mm耳板和支柱焊缝焊脚尺寸 S 1 9.0mm拉杆和翼板焊缝焊脚尺寸 S2 10.0mm球壳钢板负偏差C1 0.0mm球壳腐蚀裕量 C2 2.0mm拉杆腐蚀裕量 CT 2.0 mm地脚螺栓腐蚀裕量 CB 3.0mm支柱底板腐蚀裕量 Cb 3.0mm保温层厚度 无保温mm保温层密度 无保温 kg/m3设计压力 p 1.60MPa 试验压力 pT 2.00MPa 设计温度 25.0基本风压值 q0 500.0 N/m2基本雪压值 q 600.0 N/m2物料密度r2 791.0kg/m3附件质量 m7

3、7000.0 kg焊接接头系数f 1.00支 柱 底 板 与 基 础 的 摩 擦 系 数 fS 0.3球壳内径 Di 16838.9mm球壳材料名称 16MnR(正火)支柱材料名称 20(GB9948)支柱底板材料名称 16MnR(正火)地脚螺栓名称 40MnB拉杆材料名称 16Mn销子材料名称 35耳板材料名称 16MnR(热轧)翼板材料名称 16MnR(正火)自上而下带号 液柱高 (非JB/T标准时输入) mm 校核球壳名义厚度 dn mm1 0.0 45.02 0.0 45.03 0.0 45.04 5 6 7 8 9 材料性能设计温度下球壳材料的许用应力 174.0MPa支柱材料的许用

4、应力 163.3MPa壳体材料常温屈服点 305.0MPa支柱材料常温屈服点 245.0MPa支柱底板材料常温屈服点 305.0MPa地脚螺栓材料常温屈服点 635.0MPa拉杆材料常温屈服点 275.0MPa销子材料常温屈服点 265.0MPa耳板材料常温屈服点 325.0MPa翼板材料常温屈服点 345.0MPa支柱和球壳角焊缝许用剪应力 58.8MPa耳板和支柱角焊缝许用剪应力 58.8MPa拉杆和翼板角焊缝许用剪应力 66.0MPa地脚螺栓材料许用剪应力 254.0MPa支柱底板材料许用弯曲应力 203.3MPa拉杆材料的许用应力 183.3MPa销子材料的许用剪应力 106.0MPa

5、耳板材料的许用压应力 295.5MPa设计球壳时球壳的计算厚度,设计厚度及名义厚度自上而下带号计算厚度 mm设计厚度 mm 名义厚度 mm d +C 2dn = 1 38.8 40.8 452 38.8 40.8 453 38.8 40.8 454 5 6 7 8 9 校核球壳时球壳设计温度下壳壁的计算应力自上而下带号计算应力 MPa 1 157.0 合格 2 157.0 合格 3 157.0 合格 4 5 6 7 8 9试验压力校核 试验压力 p T 2.00MPa 试验压力下球壳的应力s T 212.5MPa 校核试验压力 合格 球罐质量计算 球壳质量 m1=pDcp2dnr110-9=

6、316357.2kg 物料质量 1680874.9kg 压力试验时流体的质量 2499999.8kg 积 雪 质 量 5508.6kg保温层质量M5 = 0.0kg支柱和拉杆的质量m6 = 28651.0kg附件质量m7 = 7000.0kg操作状态下的球罐质量mo = m1+m2+m4+m5+m6+m7= 2038391.6kg压力试验状态下的球罐质量mT =m1+m3+m6+m7= 2852008.0kg球罐最小质量mmin =m1+m6+m7= 352008.2kg地震载荷计算 支柱横截面的惯性矩 520343712.0mm4 拉杆影响系数 0.315 球罐的基本自振周期 1.0773s

7、 地震影响系数 a 0.1424 球罐的水平地震力 Fe=Czamog= 1280918.0N风载荷计算 系数 x 1 = 1.7464100 风振系数 K2=1+0.35x1= 1.611 风 压 高 度 变 化 系 数 f1 0.983 球罐的水平风力 Fw=(p/4)D20k1k2 qo f1 f2 X10-6 = 7.845e+04N 弯矩计算由水平地震力和水平风力引起的最大弯矩 Mmax=Fmax L= 4.656e+09Nmm支柱计算 操作状态下的重力载荷 1.249e+06N 压力试验状态下的重力载荷 1.748e+06N 最大弯矩对支柱产生的垂直 载荷的最大值 (Fi)max=

8、 6.912e+04N 拉杆作用在支柱上的垂直 载荷的最大值 (Pi-j)max= 2.969e+05N 以上两力之和的最大值 (Fi+Pi-j)max= 3.176e+05N 操作状态下支柱的 最大垂直载荷 Wo=Go+(Fi+Pi-j)max= 1.567e+06N 压力试验状态下支柱的 最大垂直载荷 1.754e+06N 操作状态下支柱的偏心弯矩 7.194e+06N.mm 压力试验状态下支柱的偏心弯矩 1.027e+07N.mm 操作状态下支柱的附加弯矩 2.998e+07N.mm 压力试验状态下支柱的附加弯矩 3.822e+07N.mm 操作状态下支柱的总弯矩 Mo=Mo1 + Mo

9、2= 3.717e+07N.mm 压力试验状态下支柱的总弯矩 MT=MT1 + MT2= 4.848e+07N.mm支柱底板计算 支柱底板直径 Db= 864.0 mm 底板的压应力 2.99 MPa 底板计算厚度 +Cb= 43.33mm 底板名义厚度 44mm拉杆、销子、耳板和翼板计算 拉杆的最大拉力 338543.5N 拉杆螺纹小径 +CT= 50.558mm 拉杆的螺纹公称直径 M 65mm 销子直径计算值 = 45.2mm 销子直径 dP= 46mm 耳板厚度计算值 24.91mm 耳板厚度 dc= 25mm 翼板厚度计算值 11.73mm 翼板厚度 da= 12mm 耳板与支柱连接

10、焊缝的剪切应力 53.4MPa 应力校核结果 合格 拉杆与翼板连接焊缝的剪切应力 48.0MPa 应力校核结果 合格支柱与球壳连接最低点a的应力校核 操作状态下a点的剪切应力 6.6MPa 压力试验状态下a点的剪切应力 8.7MPa 操作状态下物料在a点的 液柱静压力 poa=hoar2g 10-9= 0.000 MPa 液压试验状态下液体 在a点的液柱静压力 pTa=hTa 1000g10-9= 0.105MPa操作状态下a点的纬向应力 157.0MPa 压力试验状态下a点的纬向应力 206.6MPa 操作状态下a点的组合应力 soa=sol + to= 163.6MPa 应力校核 合格 压

11、力试验状态下a点的组合应力 sTa=sTl + tT= 215.4MPa 应力校核 合格支柱与球壳连接焊缝的强度校核 支柱与球壳连接焊缝的剪切应力 53.3MPa 应力校核 合格球壳许用压力计算 设计温度下球壳最大允许工作压力 pw 1.773MPa外压 A 值 0.0006384 外压 B 值 84.7MPa 球壳许用外压绝对值 p 0.4328MPa支柱稳定性校核 单个支柱的横截面积 19072.6mm2 单个支柱的截面系数 2168098.8 mm3 支柱的惯性半径 165.2mm 支柱长细比 58.00 轴心受压支柱的稳定系数Fp 0.87755 操作状态下支柱的稳定性 = 110.5

12、MPa压力试验状态下支柱的稳定性 = 127.2MPa 稳定性校核结果 合格地脚螺栓计算 拉杆作用在支柱上的水平力 Fc=(Pi-j)max tgb= 162584.3N 支柱底板与基础的摩擦力 64725.4N 地脚螺栓的螺纹小径 18.7mm 地脚螺栓 M 36mm 注：带号的材料数据是设计者给定的。主体设计参数设计压力 (MPa) 1.6支柱底板与基础的摩擦系数0.3设计温度 ()25压力试验类型液压容器公称容积(m3)2500试验压力(MPa)2壳体腐蚀裕量(mm)2指定壳体材料负偏差为00壳体焊接接头系数1球型壳体输入数据容器充装系数0.85基本雪压值(N/m2)600物料密度(Kg

13、/m3)791球壳类型混合型壳体保温层厚度(mm)0地震类型近震壳体保温层重度(Kg/m3)0地震强度八级附件质量(Kg)7000场地土类型II级球壳分带数3地面粗糙度类别B类基本风压值(N/m2)500第1球带输入数据该带球壳名义厚度(mm)45壳体材料在常温下的许应用力(MPa)174该带底部至液面距离(mm)0壳体材料在设计温度下许应用力(MPa)174壳体材料16MnR(正火)壳体材料在常温下屈服点(MPa)305第2球带输入数据该带球壳名义厚度(mm)45壳体材料在常温下的许应用力(MPa)174该带底部至液面距离(mm)0壳体材料在设计温度下许应用力(MPa)174壳体材料16Mn

14、R(正火)壳体材料在常温下屈服点(MPa)305第3球带输入数据该带球壳名义厚度(mm)45壳体材料在常温下的许应用力(MPa)174该带底部至液面距离(mm)0壳体材料在设计温度下许应用力(MPa)174壳体材料16MnR(正火)壳体材料在常温下屈服点(MPa)305球壳支撑件和附件设计数据输入拉杆与支柱连接形式0支柱底板材料16MnR(正火)支柱数目16支柱底版材料屈服点(MPa)305支柱外径(mm)480拉杆直径(mm)65支柱壁厚(mm)13拉杆腐蚀裕量(mm)2支柱底板腐蚀裕度(mm)3拉杆材料类型3支柱材料类型管材拉杆材料16Mn支柱材料20(GB9948)拉杆材料屈服点(MPa)275支柱材料屈服点(MPa)245支柱与球壳连接最低a点至主球壳中心水平面距离(mm)2300地脚螺栓材料40MnB一根支柱上地脚螺栓个数2地脚螺栓材料屈服点(MPa)635地脚螺栓公称直径(mm)3