中北大学15M3液化石油气储罐设计.doc

中北大学
课 程 设 计 说 明 书

学生姓名： 欧峥 学 号： 1102034342
学 院： 机械与动力工程学院
专 业： 过程装备与控制工程

吕海峰 崔宝珍
题 目： （15）M3液化石油气储罐设计

指导教师： 职称: 副教授

2014年06月16日

中北大学
课程设计任务书

2013/2014 学年 第 二 学期

学 院： 机械与动力工程学院
专 业： 过程装备与控制工程
学 生 姓 名： 欧峥 学 号： 1102034342
课程设计题目： （15）M3液化石油气储罐设计

起 迄 日 期： 06 月 16 日～06月 27日
课程设计地点： 校内
指 导 教 师： 吕海峰 崔宝珍
系 主 任： 黄晋英

下达任务书日期: 2014年06月16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
1.77
MPa
由介质温度确定
4
工作温度
-20～48
℃

5
公称容积（Vg）
10/20/25/40/50
M3

6
工作压力波动情况

可不考虑
7
装量系数(φV)
0.9

8
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0.01～0.02
11
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
a1、a2
20
HG20592-1997
MFM
液位计接口
f
80
HG20592-1997
MFM
放气管
b
500

MFM
人 孔
e1、e2
80
HG20592-1997
MFM
安全阀接口
g
50
HG20592-1997
MFM
排污管
j
80
HG20592-1997
MFM
液相出口管
h
80
HG20592-1997
MFM
液相回流管
k
80
HG20592-1997
MFM
液相进口管
i
80
HG20592-1997
MFM
气相管
d
20
HG20592-1997
MFM
压力表接口
c
20
HG20592-1997
MFM
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，GB150-2011《钢制压力容器》，中国标准出版社，2011
[2] 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，1999
[3] 全国化工设备设计技术中心站，《化工设备图样技术要求》，2000，11
[4] 郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》，化学工业出版社，2001
[5] 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，2002
[6] 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，1996
[7] 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：
2014年06月16日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤
06月17、18、19、20日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制
06月21日～06月24日：设计图纸绘制（草图和装配图）
06月25日～06月26日：撰写设计说明书
06月27日：答辩及成绩评定
系主任审查意见：

签字：
年 月 日

目录
第一章 储罐设计介绍及介质特性………………………………………………..
1.1液化石油气储罐介绍……………………………………………………………..
1.2液化石油气的发展及应用………………………………………………………...
1.3液化石油气的组成及物理特性……………………………………………………
1.4储罐的设计问题以及设计难点……………………………………………………
第二章 储罐设计参数的确定…………………………………………………….
2.1设计温度…………………………………………………………………………
2.2设计压力…………………………………………………………………………
2.3设计储量…………………………………………………………………………
第三章 主体材料的确定………………………………………………………….
第四章 工艺计算………………………………………………………………….
4.1筒体和封头的设计………………………………………………………………..
4.1.1 筒体设计……………………………………………………………………….
4.1.2封头设计………………………………………………………………………..
4.2筒体长度的确定…………………………………………………………………..
4.3圆筒厚度的设计…………………………………………………………………..
4.4椭圆封头厚度的设计……………………………………………………………...
第五章 结构设计…………………………………………………………………..
5.1接管，法兰，垫片和螺栓的选择………………………………………………….
5.1.1接管和法兰……………………………………………………………………...
5．1.2垫片的选择……………………………………………………………………
5.1.3 螺栓（螺柱）的选择…………………………………………………………..
5.2人孔的设计……………………………………………………………………….
5.2.1人孔的选取………………………………………………………………………
5.3人孔补强圈设计………………………………………………………………….
5.3.1补强设计方法判别……………………………………………………………..
5.3.2有效补强范围………………………………………………………………….
5.3.3有效补强面积………………………………………………………………….
5.4鞍座选型和结构设计……………………………………………………………...
5.4.1鞍座选型………………………………………………………………………..
5.4.2鞍座位置的确定………………………………………………………………..
5.5视镜设计………………………………………………………………………….
5.6液面计设计与安全阀设计…………………………………………………………
5.7焊接的设计………………………………………………………………………
5.7.1焊接接头的设计……………………………………………………………….
5.7.2容器焊接接头坡口设计………………………………………………………..
5.7.3 焊接方法与材料……………………………………………………………..
第六章 强度校核………………………………………………………………….

第一章 储罐设计介绍及介质特性
1.1液化石油气储罐介绍
液化石油气储罐是盛放液化石油气的常用设备，常用储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐。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500m 3或单罐容积大于200m 3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500m 3, 单罐容积小于100m 3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。本文主要进行卧式圆筒形贮罐的设计。

1.2液化石油气的发展及应用
随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。液化石油气具有污染少、发热量高、易于运输、压力稳定、储存设备简单、供应方式灵活等特点，所以被广泛用作工业、商业和民用燃料。但液化石油气中含有危害污染物质较多对人体、环境都有很大的伤害，所以对液化石油气储罐的要求也很严格。因而，提高液化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义。
1.3液化石油气的组成及物理特性
常温下对天然石油气或石油炼制过程中产生的石油气施加压力，使其以液体状态存在时称液化石油气。
液化石油气是以丙烷、丁烷为主要成分的多组分有机混合物，其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1
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
0.01
2.25
49.3
23.48
21.96
3.79
1.19
0.02

对于设计温度下各成分的饱和蒸气压力如下：

表2 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
-25
0
1.3
0.2
0.06
0.04
0.025
0.007
0
-20
0
1.38
0.27
0.075
0.048
0.03
0.009
0
0
0
2.355
0.466
0.153
0.102
0.034
0.024
0
20
0
3.721
0.833
0.294
0.205
0.076
0.058
0
50
0
7
1.744
0.67
0.5
0.2
0.16
0.0011
液化石油气常温常压下呈气体状态，适当提高压力或降低温度即可转变为液体，体积将缩小200倍~300倍。气态液化石油气比空气重且易燃易爆，比重是空气的1.5倍，爆炸极限仅为2%。为方便运输、储存和分配，通常采用常温常压以保持体积较小的液化状态，所以液化石油储罐为压力容器。
液化石油气液体的密度以单位体积的质量表示，即kg/m3.它随着温度和压力的不同而发生变化。因此，在表示液化石油气气体的密度时，必须规定温度和压力的条件。它的密度受温度影响较大，温度上升密度变小,同时体积膨胀。由于液体压缩性很小，因此压力对密度的影响也很小，可以忽略不计。
1.4储罐的设计问题以及设计难点
液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到大家的重视。由于该气体具有易燃易爆的特点，因此在设计这种储罐时，要注意与一般气体储罐的不同点，尤其要注意安全问题，还要注意在制造、安装方面的特点。储罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。储罐上设有液相管、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。所以对液化石油气的储罐要求也很严格。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。
本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。在设计过程中，采用整体设计确定卧式液化石油气储罐的主要尺寸，同时要采用有效措施提高储罐的耐腐性和耐热性，并且要防止介质的泄漏。设计时，要注意安全与防火，还要注意在制造、安装等方面的特点。有效提高液化石油气储罐的技术水平对安全储备液化石油气具有重要意义。

第二章 储罐设计参数的确定
2.1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-20—48℃，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。
2.2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：
表2-1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
-25
0
0.029
0.0946
0.014
0.0088
0.00095
0.000083
0
-20
0
0.031
0.127
0.0176
0.0105
0.00114
0.000109
0
0
0
0.053
0.2204
0.0359
0.0224
0.00129
0.000256
0
20
0
0.084
0.394
0.069
0.045
0.00288
0.00063
0
50
0
0.158
0.0825
0.1573
0.1098
0.00758
0.0019
0

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最高工作压力。
根据HG20580-1998《钢制化工容器设计基础规定》，对于在规定的充装系数范围内为，常温下盛装液化石油气容器设计压力的确定，确定此时设计压力为MPa。
由《过程设备设计》表4-11，可得出此时液化石油气法兰公称压力为2.5MPa。
2.3设计储量
表1-4液化石油气主要成分在50℃的密度 Kg/m3
温度 ℃
丙烷
异丁烷
正丁烷
50
446
520
542

参考化工原理相关资料，根据公式 得到取石油液化气的密度为510Kg/m3，盛装液化石油气体的压力容器设计储存量为：

第三章 主体材料的确定
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-20~48℃，最高工作压力等条件。根据GB150-2011表4-1以及材料的经济性，选用筒体材料为低合金钢Q345R（钢材标准为GB713）[σ]t=189Pa。选用Q345R为筒体材料，适用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（≥8mm）的压力容器。

第四章 工艺计算
4.1筒体和封头的设计：
对于承受内压，且设计压力Pc=1.77MPa<4MPa的压力容器，根据化工工艺设计手册（下）常用设备系列，采用卧式椭圆形封头容器。
筒体和封头的选形：
4.1.1 筒体设计（筒体直径）：
查GB150-2011，为了有效的提高筒体的刚性，一般取L/D=3~6，为方便设计，此处取 L/D=4 ① 。
所以 ② 。
由 ① ② 连解得：D=1.684m=1684mm 。
圆整得D=1700mm
4.1.2封头设计：
查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.1 EHA椭圆形封头内表面积、容积得：

表4-1，EHA椭圆形封头内表面积、容积
公称直径DN /mm
总深度H /mm
内表面积A/
容积/
1700
450
3.2662
0.6999

图2-1椭圆形封头
由，得封头的直边高度h=25mm。

4.2筒体长度的确定
由2V +L/4=15 得L=5992mm
圆整得 L=6000mm ， 则L/D=3.529 符合要求.
则V =2 V+L/4=15.019m>15m且比较接近，所以结构设计合理。
4.3圆筒厚度的设计：
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=1700mm。
P静（max）=ρgh max≤ρgD=510×9.8×1.7=8.497Kpa
则P静可以忽略不记。
选用筒体材料为低合金钢Q345（钢材标准为GB713）[σ]t=189MPa。选用Q345R为筒体材料，适用于介质含有少量硫化物，具有一定腐蚀性，壁厚较大（≥8mm）的压力容器。根据GB150，初选厚度为6~25mm，最低冲击试验温度为-20℃，热轧处理。
∴ δ=mm
∵ 对于低碳钢和低合金钢，需满足腐蚀裕度C2≥1mm，取C2=2mm
由《常用钢板厚度负偏差表》可查的，在的钢板标准下的负偏差。
∴ δd=δ+C2=+2=10.80mm ， δn=δd+C1=10.80+0.8=11.60mm
圆整后取名义厚度δn=12mm ，[σ]t没有变化，故取名义厚度12mm合适。

水压试验校核压力的确定
取[δ]≈[σ] 试验压力：PT=1.25P =1.25×1.947=2.43MPa
水压试验的应力

Q345钢制容器在常温水压实验时许可应力

因为，故筒体厚度满足水压实验时强度要求。
4.4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，同样采用Q345。
∴ δ==8.79mm
同理，选取C2=2 mm ，C1=0.8 mm 。
∴ δn=δ+C1+C2=8.79+2+0.8=11.59mm 圆整后取名义厚度为δn=12mm
跟筒体一样，选择厚度为12mm的 Q345R材料合适。

第五章 结构设计
5.1接管，法兰，垫片和螺栓的选择
5.1.1接管和法兰
查《化工工艺手册》表25-5液化石油气储罐的具体尺寸，选取开孔流速为u=20m/s，流量Q=45L/s,根据公式，算出管子内径d=59mm,根据强度校核和管子外径规格，可以选用管子的外径为89mm。
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。
根据《压力容器与化工设备实用手册》PN=2.5MPa时，确定选接管公称通径为DN=80mm。
接管外径的选用以B国内沿用系列（公制管）为准，对于公称压力0.25≤PN≤25MPa的接管，查《压力容器与化工设备实用手册》普通无缝钢管，选材料为20R。对应的管子尺寸如下如表:
表5-1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kg
a1、a2
液位计接口
20
25
2
100
3.5
0.244
f
放气管
80
89
1
150
6
1.26
b
人孔
500
530
1
300
9
17.34
e1、e2
安全阀接口
80
89
1
150
6
1.26
g
排污管
50
57
1
150
3.5
0.694
j
液相出口管
80
89
1
150
6
1.26
h
液相回流管
80
89
1
150
6
1.26
k
液相进口管
80
89
1
150
6
1.26
i
气相管
80
89
1
150
6
1.26
d
压力表接口
20
25
2
100
3.5
0.244
c
温度计接口
20
25
2
100
3.5
0.244

由于除人孔外的所有接管均满足以上要求，所以其他接管无需补强。人孔补强计算将在下面给出。
根据法兰公称压力为PN=2.5MPa，查HG/T 20592-1997 《钢制管法兰、垫片、紧固件》 标准 表4-4，选用PN=2.5MPa带颈对焊法兰（WN），由介质特性和使用工况，查密封面型式的选用，表3.0.2。选择密封面型式为凹凸面（MFM），压力等级为1.0~16.0MPa，接管法兰材料选用Q345R。根据各接管公称通径，查表4-4得各法兰的尺寸。

根据工艺需要开有不同的孔，对应孔所选用的法兰详细参数及相关标准如下：

图3 接管法兰结构
法兰尺寸如表：
表5-2 接管法兰结构尺寸表【3】

序

号

名

称

公称直径DN
钢管外径

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Th
法兰厚度
C
法兰颈
法兰
高度
H
法兰质量
(Kg)

N

S

R
B
B
a1、a2
液位计口
20
25
105
75
14
4
M12
16
40
3.2
6
4
40
1.05
f
放气管
80
89
200
160
18
8
M16
24
110
5.6
12
6
58
5.03
b
安全阀口
80
89
200
160
18
8
M16
24
110
5.6
12
6
58
5.03
e1、e2
排污口
50
57
165
125
18
4
M16
20
74
4
8
5
48
3.11
g
液相出口
80
89
200
160
18
8
M16
24
110
5.6
12
6
58
5.03
j
液相回流管
80
89
200
160
18
8
M16
24
110
5.6
12
6
58
5.03
h
液相进口
80
89
200
160
18
8
M16
24
110
5.6
12
6
58
5.03
k
气相管
80
89
200
160
18
8
M16
24
110
5.6
12
6
58
5.03
i
压力表口
20
25
105
75
14
4
M12
16
40
3.2
6
4
40
1.05
d
温度计口
20
25
105
75
14
4
M12
16
40
3.2
6
4
40
1.05

5.1.2垫片的选择
垫片选用查阅课本P143表4-11垫片选用表，根据介质液化石油气，公称压力PN=2.5MPa及工作温度50选用垫片形式为缠绕垫、柔性石墨复合垫，查《钢制管法兰、垫片、紧固件》，表4.0.2-1，根据设计压力为Pc=2.5MPa，采用金属缠绕式垫片带内环形（代号为B），选择法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。缠绕金属为304不锈钢，填充材料为柔性石墨或石棉。

对应垫片尺寸如表：

得对应垫片尺寸如表：
表5-3垫片尺寸
符号
管口名称
公称直径DN(mm)
内环内径
D1(mm)
缠绕垫
内环厚度
T1(mm)
内径
D2
外径
D3
厚度
T
a
液位计口
20
27
36
50
2.5
1.8
b
放气管
80
86
106
120
2.5
1.8
c
人孔
500
512
549
575
3.2
2.4
d
安全阀
80
86
106
120
2.5
1.8
e
排污口
50
57
73
87
2.5
1.8
f
液相出口
80
86
106
120
2.5
1.8
g
液相回流管
80
86
106
120
2.5
1.8
h
液相进口
80
86
106
120
2.5
1.8
i
气相管
80
86
106
120
2.5
1.8
j
压力表口
20
27
36
20
2.5
1.8
k
温度计口
20
27
36
20
2.5
1.8

5.1.3 螺栓（螺柱）的选择
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Q345R。
螺母的材料选用及具体尺寸应符合以下要求：
查HG/T 20592-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》中表5.0..07-9和附录中标A.0.1，得螺柱的长度和平垫圈尺寸：

螺母的选用要与法兰专用螺栓配合使用，螺母的相关尺寸应满足以下要求:

螺母的材料选用及具体尺寸应符合以下要求：

表5-4 螺栓及垫圈尺寸
名称
管口名称
公称直径
螺纹
螺柱长
紧固件用平垫圈 mm
d1
d2
h
a
液位计管
20
M12
75
13
24
2.5
b
放气管
80
M16
90
17
30
3
d
安全阀
80
M16
90
17
30
3
e
排污口
50
M16
90
17
30
3
f
液相出口
80
M16
100
17
30
3
g
液相回流管
80
M16
100
17
30
3
h
液相进口
80
M16
100
17
30
3
i
气相管
80
M16
100
17
30
3
j
压力表口
20
M12
70
13
24
2.5
k
温度计口
20
M12
70
13
24
2.5

5.2人孔的设计
5.2.1人孔的选取
查《压力容器与化工设备实用手册》，可选回转盖带颈对焊法兰人孔。
由使用地为太原市室外，确定人孔的公称直径DN=500mm，以方便工作人员的进入检修。配套法兰与上面的法兰类型相同，根据HG/T 21518-2005《回转盖带颈对焊法兰人孔》，查表3-1，由PN=2.5MPa选用凹凸面的密封形式MFM，采用8.8级35CrMoA等长双头螺柱连接。其明细尺寸见下表：

图3-6回转盖带颈对焊法兰人孔
表5-5人孔尺寸表
密封面形式
公称压力
公称直径
dw×s
d
D

凹凸面
2.5MPa
500
530×12
500
730
660
280
123

b

A
B
L

螺柱数量
螺母数量
螺柱尺寸
总质量kg
44
43
48
405
200
300
30
20
40
M36×180
331
人孔外伸长度为300mm
5.3人孔补强圈设计
5.3.1补强设计方法判别
按HG/T 21518-2005,选用回转盖带颈对焊法兰人孔，
设：厚度附加量c=2mm
开孔直径d=di+2c=500+2×2=504mm ， 则d＜Di／2=1700/2=850mm
故可以采用等面积法进行开孔补强计算。
接管材料选用Q345R号钢，其许用应力[δ]t=189MPa，根据GB150-2011中，，其中：壳体开孔处的计算厚度8.80mm。
接管的有效厚度mm
强度削弱系数，所以开孔所需补强面积为：
A=504×8.80=4435.2mm2
5.3.2有效补强范围
2.1补强有效宽度B的确定：按GB150中有：
B1=2d=2×504=1008 mm，B2=d+2δn+2δnt=504+2×12+2×12=552mm
B=max（B1 ， B2）=1008 mm
2.2有效高度的确定
外侧有效高度的确定，根据GB150中式8-8，得：
，

内侧有效高度的确定，根据GB150-2011中式8-9，得：
，

5.3.3有效补强面积
根据GB150中式8-10 ~ 式8-13，分别计算如下：Ae=A1+A2+A3
1筒体多余面积

2管的多余面积
接管厚度：

焊缝金属截面积：焊角取6.0mm，则
3补强面积
Ae=A1+A2+A3=201.6+1029.67+36=1267.27mm2，因为Ae＜A=4032.00mm2，所以开孔需另行补强。
A4= A –Ae=4435.2-1267.27=3167.93mm2
补强圈设计：根据DN500取补强圈外径D’=840mm。因为B>D’，所以在有效补强范围。补强圈内径d’=530+9.2=539.2mm
补强圈厚度：δ’=A4／(D’-d’)=10.53mm
圆整取名义厚度为12mm,但为便于制造时准备材料，补强圈名义厚度也可以取为封头的厚度为12mm。
根据GB-150，JB/T4736-2002，补强圈焊接形式——D型， D1=d0+(6～12)。
表3-6 补强圈补强及附件的选择
接管公称直径DN/mm
外径D2
内径D1
厚度（）
重量（Kg）
500
840
539.2
12
31.1

5.4鞍座选型和结构设计
5.4.1鞍座选型
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Q345，使用温度为-20~250℃，许用应力为[σ]sa= 189MPa。
估算鞍座的负荷：计算储罐总重量 m=m1+2m2+m3+m4 。
其中：m1 为筒体质量：对于Q345普通碳素钢，取ρ=7.85×103kg/m3

m2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。
m3为充液质量：ρ液化石油气<ρ水
故m3（max）=ρ水×V=1000×V=1000×（π/4×1.72×6+2×0.6999）=15018.6 kg 。
m4为附件质量：选取人孔后，查得人孔质量为331 kg，其他接管质量总和估为400 kg。
综上述：总质量 m=m1+2m2+m3+m4=3018.57+2×302.8+15018.6+302×2+400≈ 19647kg。
∴ 每个鞍座承受的重量为 G/2=mg / 2=19647×9.8/2=96.27 kN
由此查JB 4712.1-2007 容器支座。选取轻型，焊制A，包角为120°，有垫板的鞍座.，筋板数为4。

查JB 4712.1-2007表3得鞍座尺寸如表5，示意图如下图：

表3-7鞍座支座结构尺寸
公称直径
DN
1700
腹板
δ2
8
垫板
b4
390
允许载荷
Q/kN
275
筋板
l3
275
δ4
8
鞍座高度
h
250
b2
170
e
70
底板
l1
1200
b3
240
螺栓间距
l2
1040
b1
200
δ3
8
螺孔/孔长
D/l
24/40
δ1
12

弧长
1990
重量
kg
122

图3-11鞍座

5.4.2鞍座位置的确定
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A≤0.2L=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=450-1700 / 4=25mm
故 A≤0.2(L+2h)=0.2(6000+2×25)=1210mm
由于接管比较多，所以固定支座位于储罐接管较多的左端。
此外，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