10m3液化石油气储罐设计课程设计正文-大学论文.doc

太原理工大学课程设计

课程设计

课程名称： 过程设备课程设计

设计名称： 10 m3液化石油气储罐设计

专业班级： 过控1203 学号： 2012002521

学生姓名： 胡 拯 纲

指导教师： 孙 海 阳

2015 年 6 月 19 日

课程设计任务书
10M3液化石油气储罐设计
课程设计要求及原始数据
一、 课程设计要求
1、按照国家压力容器设计标准，规范进行设计，掌握典型过程设备设计的过程。
2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3、工程图纸要求计算机绘图。
4、独立完成。
二、 原始数据：
设计条件表
序号
项目
数值
备注
1
名称
液化石油气储罐储罐
2
用途
液化石油气储配站
3
最高工作压力MPa
1.610
介质由温度确定
4
工作温度OC
-20~50

5
公称容积M3
10

6
工作压力波动情况

可不考虑
7
装量系数
0.9

8
工作介质
液化石油气（易燃）
9
使用地点
太原市，室内
课程设计主要内容：
1、设备工艺设计
2、设备结构设计
3、设备强度设计
4、技术条件编制
5、绘制设备总装配图
6、编制设计说明书
学生应交出的设计文件（论文）
1、设计说明书一份
2、总装配图一张（折合A1图纸一张）

摘要

液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备,由于该气体具有易燃易爆的特点,因此在设计这种贮罐时,要注意与一般气体贮罐的不同点,尤其是安全与防火,还要注意在制造、安装等方面的特点。目前我国普遍采用常温压力贮罐,常温贮罐一般有两种形式:球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比:前者具有投资少,金属耗量少,占地面积少等优点,但加工制造及安装复杂,焊接工作量大,故安装费用较高。一般贮存总量大于500m3或单罐容积大于200m3时选用球形贮罐比较经济;而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单,安装费用少等优点,但金属耗量大占地面积大,所以在总贮量小于500m3,单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐,只有某些特殊情况下(站内地方受限制等)才选用立式。
本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。液化石油气呈液态时的特点。(1)容积膨胀系数比汽油、煤油以及水等都大,约为水的16倍,因此,往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量,以确保安全;(2)容重约为水的一半。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的,所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重。卧式液化石油气贮罐设计的特点。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收;并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规) 的监督。液化石油气贮罐,不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等。

I

目录
课程设计任务书 I
摘要 II
1.工艺设计 1
1.1设计压力的确定 1
1.2设计温度的确定 2
2.机械设计 2
2.1结构设计 2
2.1.1设计条件 2
2.2结构设计 3
2.2.1材料选择 3
2.2.2筒体和封头结构设计 4
2.2.3筒体整体、接管、人孔分布图 4
2.2.4法兰设计 5
2.2.5接管设计 7
2.2.6接管法兰垫片设计 8
2.2.7 接管法兰紧固件设计 9
2.2.8人孔结构设计 9
2.2.9支座结构设计 12
2.2.10焊接接头设计 14
3.强度计算 17
3.1.液柱静压力 17
3.2容器的筒体和封头厚度设计 17
3.2.1筒体厚度设计 17
3.2.2封头厚度设计 18
3.3开孔补强圈计算 18
4.强度校核 19
4.1水压试验应力计算和校核 19
4.2 气密性实验 19
4.3软件强度校核表格 19
结束语 33
参考文献 34

10M3液化石油气储罐设计

1.工艺设计
工艺设计的内容是根据设计任务提供的原始数据和生产工艺要求，通过计算和选型确定设备的轮廓和尺寸。其中设计存储量
W=ƒ V ρt
式中，W —储存量，t；
f — 装量系数；
V — 压力容器容积；
ρt —设计温度下饱和液体密度；
其中ƒ=0.9 V=10.31m3 ρt=0.571 t/m3
计算可得W=5.3（t）。
1.1设计压力的确定
设计压力应根据最高工作压力来确定。设计压力是指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为容器的基本设计载荷条件，其值不低于工作压力。设计压力的确定原则是应该根据容器最危险的操作情况而定。通常可取最高工作压力的1.05 ～1.10倍。
表1—1 液化石油气饱和蒸汽压及饱和液密度
温度 ℃
﹣15
10
30
50
饱和蒸汽压MPa(绝压）
液化石油气
0.183
0.319
0.722
1.182
丙烷
0.279
0.616
1.058
1.710
饱和液密度Kg/m3
液化石油气
571
543
512
485
该储罐用于液化石油气储配站，因此属于常温压力存储。工作压力为相应温度下的饱和蒸汽压。因为对于液化石油气的压力起主要贡献的是其中丙烷的饱和蒸汽压，所以可取50℃时丙烷的饱和蒸汽压力作为最高工作压力。由上表可知50℃时丙烷饱和蒸汽压力1.710MPa,其表压为1.710－0.1=1.610MPa,则其设计压力为1.610×1.1=1.77MPa.
1.2设计温度的确定
设计温度指容器在正常工作情况下，设定的元件金属温度（沿元件金属截面的平均温度值）。设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度。该储罐使用地点在太原室外，因取其最高温度为设计温度，所以其设计温度为50℃。

2.机械设计
机械设计包括结构设计和强度计算两方面。
2.1结构设计
2.1.1设计条件
表2—1 结构设计条件表
项目
内容
备注
工作介质
液化石油气
原油热裂解产物
工作压力 MPa
1.61
由介质温度确定
设计压力 MPa
1.77
设计压力的1.1倍
工作温度 ℃
﹣20～50

设计温度 ℃
50

公称容积 （Vg）m3
10

计算容积 （V计）m3
10.31

工作容积 （V工）m3
10

装量系数 ƒ
0.9

介质密度 （ρt）t/m3
0.571

材质
Q345R

保温要求
无

其他要求
无

表2—2 管口表
公称规格
连接法兰标准
密封面
用途或名称
PN25 DN20
HG/T 20952-2009
FM
液位计口
PN25 DN500
HG/T 21518-2005
MFM
人孔
G3/4”
HG/T 20952-2009
FM
温度计接管
M20×15
HG/T 20952-2009
FM
压力计接管
PN25 DN100
HG/T 20952-2009
FM
安全阀接管
PN25 DN50
HG/T 20952-2009
FM
排空管
PN25 DN50
HG/T 20952-2009
FM
排污管
PN25 DN50
HG/T 20952-2009
FM
气相平衡管
PN25 DN50
HG/T 20952-2009
FM
气相管
PN25 DN50
HG/T 20952-2009
FM
出液管
PN25 DN50
HG/T 20952-2009
FM
进液管
PN25 DN20
HG/T 20952-2009
FM
连通管排污口
2.2结构设计
化工设备的结构设计包括设备承压壳（一般为筒体和封头）及其零部件设计。设备零部件包括支座﹑接管和法兰、人孔和手孔、视镜等。我国已经制订了化工设备通用零部件的系列标准，设计时可根据具体条件按照标准进行选用。
2.2.1材料选择
正确选择材料对于保证设备的安全使用和降低成本是至关重要的。压力容器用材料包括容器受压壳体用钢和设备零部件用材料。零部件有受压元件（如接管、法兰）和非受压元件（如支座），所用材料涉及钢板、钢管、锻件、型钢及钢棒等。
压力容器受压元件用钢应符合《压力容器》GB150中的有关规定。对于非受压元件用钢，当与受压元件焊接时，也应是焊接性能良好的钢材。
压力容器壳体通常采用钢板经过成形焊接而成的，法兰视具体情况可采用钢板或锻件，螺栓和螺柱应采用钢棒，接管一般应采用无缝钢管，支座所用材料涉及钢板、型钢及钢管（视具体结构而定）。常见用压力容器用碳素钢和低合金钢板有Q245R、Q345R、Q370R等；无缝钢管常用材料有10、20、16Mn等。
对于该储罐，其设计压力属于中压，设计温度为﹣20～50℃，综合设备结构、工艺、实际工作条件及价格等因素，因选择Q345R作为筒体的材料，16Mn为钢管的材料。
2.2.2筒体和封头结构设计
筒体直径由工艺条件决定，但要注意符合压力容器的公称直径标准。查表可知10m3容积的储罐筒体内径为1800mm，长度为3400mm。
标准椭圆形封头是中低压容器中经常采用的封头形式，其最新标准为《压力容器封头》GB/T25198—2010。封头的公称直径必须与筒体的公称直径相一致，查表可得封头参数如表
表2—3 EHA椭圆形封头参数
公称直径DN/mm
总深度H/mm
内表面积A/m2
容积V封/m3
1800
475
3.6535
0.8270

图2.1 椭圆形封头

2.2.3筒体整体、接管、人孔分布图

2.2.4法兰设计
法兰有压力容器法兰和管法兰，二者属于不同的标准体系。容器法兰按JB/T 4700～4707—2000《压力容器法兰》标准设计。管法兰按HG/T20592—2009《钢制管法兰》标准进行设计，设计内容如下：
①根据设计压力、操作温度和法兰材料决定法兰的公称压力PN。公称压力应比设计压力稍高，该储罐设计压力为1.77MPa,故选PN为2.5MPa。
②根据公称直径DN、公称压力PN及介质特性决定法兰类型及密封面形式。法兰选带颈对焊法兰（WN),密封面形式为凹凸面（MFM)。

图2.2 带颈对焊法兰

图2.3 法兰的连接尺寸

图2.4 密封面形式

表2—4 PN 2.5带颈对焊法兰钢制管法兰尺寸（mm)
管口
符号
管口
名称
公称
直径
钢管
外径B
法兰
外径D
法兰
厚度C
法兰
高度H
法兰理论质量（kg）
a1-2
液位计口
20
25
105
18
40
1.0
b
人孔
500
530
730
48
125
302.0
c
温度计口
G3/4”

105
18
40
1.0
d
压力计口
M20×15

105
18
40
1.0
e1-2
安全阀口
100
108
235
24
65
6.5
f
排空口
50
57
165
20
48
3.0
g
排污口
50
57
165
20
48
3.0
h
气象平衡口
50
57
165
20
48
3.0
i
气象口
50
57
165
20
48
3.0
j
出液口
50
57
165
20
48
3.0
k
进液口
50
57
165
20
48
3.0
l
连通管排污口
20
25
105
18
40
1.0

2.2.5接管设计

容器一般采用无缝钢管，使用标准GB8163。钢管的材料选用16Mn。与壳体连接形式为平齐式。
表2—5 接管尺寸（mm）
管口符号
管口名称
公称直径DN
钢管外径 B
数量
n
管口伸长量
ΔL
管壁厚
δ
a1-2
液位计接管
20
25
2
100
3.5
c
温度计接管
20
25
1
100
3.5
d
压力计
接管
20
25
1
100
3.5
e1-2
安全阀
接管
100
108
2
150
8
f
排空管
50
57
1
150
5
g
排污管
50
57
1
150
5
h
气相平衡管
50
57
1
150
5
i
气相管
50
57
1
150
5
j
出液管
50
57
1
150
5
k
进液管
50
57
1
150
5
l
连通管
排污口
20
25
1
100
3.5
2.2.6接管法兰垫片设计
根据介质为液化石油气、公称压力为2.5MPa、工作温度≤50oC、密封面为凸面得出垫片的形式并考虑液化石油气腐蚀性，查HG/T 20283-2011可以选用金属包覆垫片，金属材料选用铝板L3（查标准HG 20609 附录D，代号CM,硬度40HB，最高使用温度427oC），填充材料为特制石棉。
图2.5凹凸面型垫片
2.2.7 接管法兰紧固件设计
根据密封所需压紧力大小计算螺栓载荷，选择合适的螺柱材料。计算螺栓直径与个数，按螺纹和螺栓标准确定螺栓尺寸。选择螺栓材料为Q345。
查《钢制管法兰、垫片、紧固件》中表5.7-9和附录中标A.0.1，得螺柱的长度和平垫圈尺寸：

图2.6 双头螺柱

图2.7 螺母
2.2.8人孔结构设计
根据HG-T20583-2011 P440一般当设备的公称直径超过1000mm时应开设人孔，所以该储罐应开设人孔。人孔大小的设置原则是方便人的进出。因此，人孔的公称直径规定为400～600mm，可根据容器直径及所处地区的冷暖程度来选择。容器公称直径大于等于1000mm且筒体与封头为焊接连接时，容器应至少设置一个人孔。卧式容器筒体长度大于等于6000mm时，应考虑设置两个以上人孔。
现行的人孔手孔标准为HG/T21514～21535—2005《钢制人孔和手孔》。该储罐人孔选用回转盖带颈对焊法兰人孔。

图2.8 回转盖带颈对焊法兰人孔（HG/T 21518-2005）

表2—6 回转盖带颈对焊法兰人孔明细表

件号

标准号

名称

数量
材料
类比代号
1

筒节
1
16MnR
2
HG20613
等长双头螺栓
见尺寸表
8.8级35CrMoA
3
HG20613
螺母
8级30CrMo
4
HG20595
法兰
1
16MnⅡ
5
HG20606
垫片
1
非金属垫片
6
HG20601
法兰盖
1
16MnR
7

把手
1
Q235-A.F
8

轴销
1
9
GB／T91
销
2
Q215
10
GB／T95
垫圈
2
100HV
11

盖轴耳（1）
1

Q235—A. F
12

法兰轴耳(1）
1
13

法兰轴耳（2）
1
14

盖轴耳（2）
1

表2—7 回转盖带颈对焊法兰人孔尺寸表
密封面形式
PN
(MPa)
DN
(mm)
dw×S
(mm)
d
(mm)
D
(mm)
D1
(mm)
H1
(mm)
H2
(mm)
b
(mm)
凹凸面
2.5
500
530×12
506
730
660
280
123
44
b1
(mm)
b2
(mm)
A
(mm)
B
(mm)
L
(mm)
d0
(mm)
螺柱
螺母
螺柱
总质量（kg)
数量
直径长度
43
46
405
200
300
30
20
40
M33×2×170
302
2.2.9支座结构设计
鞍式支座是卧式容器常采用的支座形式，设计时可根据具体情况通过《鞍式支座 第一部分：鞍式支座》JB/T4712.1﹣2007确定。
设计中鞍式支座的地脚螺栓中心至封头切线位置的距离应不大于1/4筒体中径。若无法满足时，应尽量使该距离不大于0.2倍的两封头切线间距离。
①估算鞍座负荷
鞍座总负荷量等于各部分质量之和 m=m1+2m2+m3+m4
其中：m1为筒体的质量，对于Q345R的碳素钢，ρ=7850kg/m3 故 m1=ρπDLδ=7850×π×1.8×3.4×0.012=1811.14Kg
m2为单个封头的质量， 查《压力容器封头》GB/T25198-2010 中表C.2 EHA椭圆形封头质量得 338.4Kg
m3为充水质量：故m3 （max)=ρV=1000×10.3016=10301.6Kg
m4为附件质量: 选取人孔后，查得人孔质量为302kg ，其他质量总和估计为200Kg. 则m4=302+200=502Kg
由上可得总质量:
m=m1+2m2+m3+m4=1811.14+2×338.4+10301.6+502=13292kg
所以每一个鞍座承受的的重量G=13292×9.8=130.26 kN。

②由此查《容器支座第一部分：鞍式支座》JB／T4712.1—2007选择轻型，焊制A，包角120度，带垫板的鞍座，筋板数为4。
鞍座标记 JB／T4712.1—2007 鞍座A 2008—S
JB／T4712.1—2007 鞍座A 2008—F
查表JB4712.1﹣2007得鞍座尺寸表如下，

表2—8 鞍座支座结构尺寸 （mm）
公称直径DN
1800
筋板
l3
295
垫板
弧长
2100
允许载荷Q/kN
295
b2
190
b4
430
鞍座高度h
250
b3
260
δ4
10
底板　　　　　　
l1
1280
δ3
8
e
80
b1
220
鞍座质量kg
162
螺栓 配置
间距l2
1120
δ1
12
增加100mm高度增加的质量kg
16
孔长l
40
螺孔d
24
腹板
δ2
10
螺纹
M20

图2.9 鞍式支座结构图

③鞍座位置的确定

当外伸长度A=0.207L时（L为两封头切线间距离，A为鞍座中心线距封头切线间距离），支座处弯矩的绝对值与跨中截面弯矩的绝对值相等，使其最大弯矩达到最小。通常取尺寸A≤0.2L，否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。
根据JB/T 4746-2002，当DN≤2000mm时，直边高度 h=25 mm，故
A≤0.2（L+2h）=0.2×（2×475+3400+2×25）=880mm
此外，由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故而封头对于圆筒的抗弯刚度具有局部加强的作用。若支座靠近封头，则可充分利用罐体封头对支座处圆筒的加强作用。JB 4731规定当满足 A≤0.2L时，最好使A≤0.5R.其中
R=DN/2+δn/2=900+6=906 mm
所以 A≤0.5Rm=0.5×906=453.
综上所述，取A=500 mm L=2400 mm
④材料：鞍座为Q235A,垫板为Q345R。
2.2.10焊接接头设计
容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝，熔合区和热影响区的总称。焊接接头的型式直接影响到焊接的质量与容器的安全。焊接接头的型式及焊接材料应在化工设备的装配及零部件图中以适当的方式表示出来。
（1）回转壳体的焊接结构设计
回转壳体的拼接接头必须采用对接接头。壳体上的所有纵向及环向接头，凸形接头上的拼接接头，及A，B类接头，必须采用对接焊头，不允许采用搭接焊。对接焊易于焊透，质量容易保证，易于作无损检测，可获得最好的焊接接头质量。
（2）接管与带补强圈的焊接结构设计
接管与壳体及补强圈之间的焊接一般智能采用角焊和搭焊，具体的焊接结构还与安全的要求有关，涉及到是否开坡口，单面焊与双面焊，焊透与否等问题。
作为开孔补强元件的补强圈，一方面要求就尽量与补强前的壳体贴合紧密，另一方面与接管，壳体之间的焊接接头设计也应力求完善合理。但只能采用搭接和角接，难于保证全融透，也无法进行无损检测，因而焊接质量不易保证
(3) 焊接方法和材料选择
一般压力容器的设计中，都是按电弧焊的要求来进行焊接结构设计，并选择用相应的焊接材料。
手工电弧焊设备简单，便于操作，适用于各种焊接，在压力容器制造中应用十分广泛，钢板对接，接管与筒体，封头的连接等都可以采用手工电弧焊。
焊条电弧焊的焊接材料是焊条。
表2—9 焊条的选用
焊接母材
焊条型号
焊条牌号示例
Q345R与Q345R
E5015
J507
Q345R与16MnR
E5015
J507
Q235A与Q235A
E4303
J422
16Mn与Q235A
E4315
J427
筒体和封头的焊接：
δ=6~20 α=60~70 b=0~2 p=2 ~3
采用Y型对接接头和手工电弧焊

图2-10 Y型坡口

接管与筒体的焊接：
β=50°+5° b=2±0.5 p＝1±0.5 K≥δt/3，且K≥6

图2-11接管、筒体焊接接头结构

带补强圈的焊接：
β1=35°±2° β2=50°±5° b1=5±1 b2=2±0.5
K1=δS /3,且K1≥6 K2=δe（当δe≤8时） K2=0.7δe，
或K2=8 取大值（δe ＞8时） P=2±0.5

图2-12 带补强圈焊接接头结构
3.强度计算
依据我国现行压力容器常规设计的标准GB150-1998《钢制压力容器》、JB/T4731-2005《钢制卧式容器》。
3.1.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 max≤D=1800mm。
P静（max）=ρgh max=571×9.8×1800=10.07kPa
P液<P设 ×5%=88.5 kPa
则 P静 可以忽略不记。 Pc=P设=1.77Mpa

3.2容器的筒体和封头厚度设计
3.2.1筒体厚度设计
内压容器的计算厚度由中径公式确定
δ=
式中 [σ]t—材料许用应力，假定罐体厚度范围为δ=6～16mm,查表可得 [ σ]t=189MPa Pc —计算压力 ，Pc =P=1.77MPa ，忽略液柱的静压力 Di —罐体内直径，Di =1800mm Φ—焊接接头系数Φ=1（因为筒体为单面对接接头形式相当于单面对接焊的全焊透对接接头，采用100％无损检测，故取Φ=1.0）
综上得计算厚度δ=(1.77×1800)／(2×189×1.0-1.77)=8.47mm
取腐蚀余量C2=2.5mm
得设计厚度δd=δ+C2=8.47+2.5=10.97mm
对于Q345R，取钢板负偏差C1=0.3mm,
因而可取名义厚度δn=12mm(满足6～16mm),故取δn=12mm。
3.2.2封头厚度设计
标准椭圆封头是经常采用的封头形式，其计算公式由下式确定
δ=δ=
假设封头厚度δ=6～16mm,工作条件与筒体相同
可得计算厚度 δ=PCDI／ 2[σ]t Φ-0.5Pc =(1.77×1800)／(2×189×1.0 －0.5×1.77)=8.45mm
取腐蚀余量C2=2.5mm
得设计厚度δd=δ+C2=8.45+2.5=10.95mm
对于Q345R，取钢板负偏差C1=0.3mm
因而可取名义厚度δn=12mm(满足δ=6～16mm)，故可取δn=12mm。
3.3开孔补强圈计算
根据GB150壳体开孔满足下述全部要求时，可不另行补圈
① 设计压力小于等于2.5MPa
②两相邻开孔中心的间距应不小于两孔直径之和的两倍
③接管工程外径小于等于89mm
④接管最小壁厚满足下表要求。

表2—10 接管最小壁厚 （mm）
接管工程直径
25
32
38
45
48
57
65
76
9
最小壁厚
3.5
4.0
5.0
6.0

4.强度校核
4.1水压试验应力计算和校核
试验压力Pt=1.25P[σ]／[σ]t=1.25×1.77×189／189=2.21MPa 有效厚度δe=δn-C2-C1=12-2.5-0.3=9.2mm
校核圆筒应力：σt=Pt(Di+δe)／2δe=2.21×106（1800+9.2）／（2×9.2）217.30=MPa＜0.9φ[σe]=0.9×1.0×345=310.5MPa
校核合格
4.2 气密性实验
因为液化石油气易燃易爆，故不允许有微量泄漏，所以应进行气密性实验。气密性实验压力为1.77MPa。
4.3软件强度校核表格
液化石油气储罐
计算单位
太原理工大学
计 算 条 件
简 图
设计压力 p
1.77
MPa

设计温度 t
50
℃
筒体材料名称
Q345R
封头材料名称
Q345R
封头型式
椭圆形
筒体内直径 Di
1800
mm
筒体长度 L
3400
mm
筒体名义厚度 dn
12
mm
支座垫板名义厚度 drn
10
mm
筒体厚度附加量 C
2.8
mm
腐蚀裕量 C1
2.5
mm
筒体焊接接头系数 F
1

封头名义厚度 dhn
12
mm
封头厚度附加量 Ch
2.8
mm
鞍座材料名称
Q235-B
鞍座宽度 b
220
mm
鞍座包角 θ
120
°
支座形心至封头切线距离 A
525
mm
鞍座高度 H
250
mm
地震烈度
八(0.2g)
度

内压圆筒校核
计算单位
太原理工大学
计算所依据的标准
GB 150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力 Pc
1.78
MPa

设计温度 t
50.00
° C
内径 Di
1800.00
mm
材料
Q345R ( 板材 )
试验温度许用应力 [s]
189.00
MPa
设计温度许用应力 [s]t
189.00
MPa
试验温度下屈服点 ss
345.00
MPa
钢板负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
2.50
mm
焊接接头系数 f
1.00
厚度及重量计算
计算厚度
d = = 8.52
mm
有效厚度
de =dn - C1- C2= 9.20
mm
名义厚度
dn = 12.00
mm
重量
1823.16
Kg
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 = 2.2100 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过
的应力水平 [s]T
[s]T£ 0.90 ss = 310.50
MPa
试验压力下
圆筒的应力
sT = = 217.30
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[Pw]= = 1.92218
MPa
设计温度下计算应力
st = = 175.02
MPa
[s]tf
189.00
MPa
校核条件
[s]tf ≥st
结论
合格

左封头计算
计算单位
太原理工大学
计算所依据的标准
GB 150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力 Pc
1.78
MPa

设计温度 t
50.00
° C
内径 Di
1800.00
mm
曲面深度 hi
475.00
mm
材料
Q345R (板材)
设计温度许用应力 [s]t
189.00
MPa
试验温度许用应力 [s]
189.00
MPa
钢板负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
2.50
mm
焊接接头系数 f
1.00
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 = 1.25Pc= 2.2100 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力[s]t
[s]T£ 0.90 ss = 310.50
MPa
试验压力下封头的应力
sT = = 201.98
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K = = 0.9317
计算厚度
dh = = 7.92
mm
有效厚度
deh =dnh - C1- C2= 9.20
mm
最小厚度
dmin = 3.00
mm
名义厚度
dnh = 12.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
347.30
Kg
压 力 计 算
最大允许工作压力
[Pw]= = 2.06802
MPa
结论
合格

右封头计算
计算单位
太原理工大学
计算所依据的标准
GB 150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力 Pc
1.78
MPa

设计温度 t
50.00
° C
内径 Di
1800.00
mm
曲面深度 hi
475.00
mm
材料
Q345R (板材)
设计温度许用应力 [s]t
189.00
MPa
试验温度许用应力 [s]
189.00
MPa
钢板负偏差 C1
0.30
mm
腐蚀裕量 C2
2.50
mm
焊接接头系数 f
1.00
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 = 1.25Pc= 2.2100 (或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过的应力[s]t
[s]T£ 0.90 ss = 310.50
MPa
试验压力下封头的应力
sT = = 201.98
MPa
校核条件
sT£ [s]T
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K = = 0.9317
计算厚度
dh = = 7.92
mm
有效厚度
deh =dnh - C1- C2= 9.20
mm
最小厚度
dmin = 3.00
mm
名义厚度
dnh = 12.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
347.30
Kg
压 力 计 算
最大允许工作压力
[Pw]= = 2.06802
MPa
结论
合格

卧式容器（双鞍座）
计算单位
太原理工大学
计 算 条 件
简 图
计算压力 pC
1.77
MPa

设计温度 t
50
℃
圆筒材料
Q345R
鞍座材料
Q235-B
圆筒材料常温许用应力 [s]
189
MPa
圆筒材料设计温度下许用应力[s]t
189
MPa
圆筒材料常温屈服点 ss
345
MPa
鞍座材料许用应力 [s]sa
147
MPa
工作时物料密度
1000
kg/m3
液压试验介质密度

1000
kg/m3
圆筒内直径Di
1800
mm
圆筒名义厚度
12
mm
圆筒厚度附加量
2.8
mm
圆筒焊接接头系数
1

封头名义厚度
12
mm
封头厚度附加量 Ch
2.8
mm
两封头切线间距离
3450
mm
鞍座垫板名义厚度
10
mm
鞍座垫板有效厚度
10
mm
鞍座轴向宽度 b
220
mm
鞍座包角 θ
120
°
鞍座底板中心至封头切线距离 A
525
mm
封头曲面高度
475
mm
试验压力 pT
2.21
MPa
鞍座高度 H
250
mm
腹板与筋板组合截面积

18680
mm2
腹板与筋板组合截面断面系数
365686
mm3
地震烈度
8(0.2g)

圆筒平均半径 Ra
906
mm
物料充装系数
0.9

一个鞍座上地脚螺栓个数
2

地脚螺栓公称直径
20
mm
地脚螺栓根径
17.294
mm
鞍座轴线两侧的螺栓间距
1120
mm
地脚螺栓材料
16Mn

支 座 反 力 计 算
圆筒质量(两切线间)
1850.03
kg
封头质量(曲面部分)
335.271
kg
附件质量
502
kg
封头容积(曲面部分)
7.63407e+08
mm3
容器容积(两切线间)
V = 1.0306e+10
mm3
容器内充液质量
工作时, 9