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1、一、 緒論 1、任務(wù)說(shuō)明 設(shè)計(jì)一個(gè)容積為5的液氯儲(chǔ)罐，采用常規(guī)設(shè)計(jì)方法，綜合考慮環(huán)境條件、液體性質(zhì)等因素并參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，按工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備強(qiáng)度計(jì)算的設(shè)計(jì)順序，分別對(duì)儲(chǔ)罐的筒體、封頭、鞍座、人孔、接管進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后采用SW6-1998對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，最后形成合理的設(shè)計(jì)方案。 2、液氯（）的性質(zhì) 分子量 70.91 黃綠色有刺激性氣味的氣體。密度：相對(duì)密度(水=1)1.47；相對(duì)密度(空氣=1)2.48； 穩(wěn)定性：穩(wěn)定； 危險(xiǎn)標(biāo)記：6(有毒氣體)； 在工業(yè)上，液氯是一種很有用的化學(xué)物質(zhì)。氯可用于造紙、紡織工業(yè)的漂白；用作水和廢水的消毒、殺菌劑；且可用于制造無(wú)機(jī)、

2、有機(jī)氯化物，如：金屬氯化物、氯溶劑、染料中間體、殺蟲(chóng)劑、合成橡膠、塑料等。但由于液氯屬高毒性，是一種強(qiáng)烈的刺激性氣體。它對(duì)人體、環(huán)境都有很強(qiáng)的危害，因此液氯的存儲(chǔ)、運(yùn)輸都是一個(gè)值得深思的問(wèn)題。 設(shè)計(jì)儲(chǔ)存設(shè)備，首先必須滿(mǎn)足各種給定的工藝要求，考慮存儲(chǔ)介質(zhì)的性質(zhì)、容量、鋼材的耗費(fèi)量等等。而且液化氣體必須考慮它的膨脹性和壓縮性，液化氣體的體積會(huì)因溫度的改變而變化，所以必須嚴(yán)格控制儲(chǔ)罐的充裝量（指裝量系數(shù)與儲(chǔ)罐實(shí)際容積和設(shè)計(jì)溫度下介質(zhì)的飽和液體密度的乘積）。目前我國(guó)普遍采用常溫壓力貯罐一般有兩種形式：球形貯罐和圓筒形貯罐。因?yàn)閳A筒形貯罐加工制造安裝簡(jiǎn)單，安裝費(fèi)用少， 但金屬耗量大占地面積大， 所以在

3、總貯量小于500，單罐容積小于100時(shí)選用臥式貯罐比較經(jīng)濟(jì)。 二、 設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 表1：設(shè)計(jì)參數(shù)表 序號(hào) 項(xiàng) 目 數(shù) 值 單 位 備 注 1 名 稱(chēng) 液氯儲(chǔ)罐 2 用 途 液氯儲(chǔ)存站 3 最高工作壓力 1.414 MPa 由介質(zhì)溫度確定 4 工作溫度 -20～45 ℃ 5 公稱(chēng)容積（Vg） 5 M3 6 工程直徑 1200 MM

4、 7 裝量系數(shù)(φV) 0.9 8 工作介質(zhì) 液氯（高度危害） 9 使用地點(diǎn) 室內(nèi) 10 工作介質(zhì) 液氯 11 其它要求 100%無(wú)損檢測(cè) 1、 設(shè)計(jì)壓力 設(shè)計(jì)壓力為壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一，其值不得低于最高工作壓力，通?？扇∽罡吖ぷ鲏毫Φ?.05~1.1倍。經(jīng)過(guò)查 我們?nèi)≡O(shè)計(jì)壓力為1.56Mpa。 2、設(shè)計(jì)溫度 設(shè)計(jì)溫度也是壓力容器的設(shè)計(jì)載荷條件之一，指容器在正常工作情況下，設(shè)定元件的金屬溫度。當(dāng)元件金屬溫度不低于0℃時(shí)，設(shè)計(jì)溫度不得低于元件可能達(dá)到的最高溫度;當(dāng)元件金屬溫度低于0℃時(shí)，其值不得高于元件金屬可能達(dá)到的最高溫

5、度。所以設(shè)計(jì)溫度選擇為50℃。 3、主要元件材料的選擇 筒體材料的選擇： 根據(jù)液氯的特性，查GB150-1998選擇16MnR。16MnR是壓力容器專(zhuān)用鋼，適用范圍：用于介質(zhì)具有一定腐蝕性,壁厚較大（）的壓力容器。50℃時(shí)的許用應(yīng)力,鋼板標(biāo)準(zhǔn)GB6645。 鋼管材料的選擇： 根據(jù)JB/T4731,鋼管的材料選用20號(hào)鋼，其許用應(yīng)力 三、 壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1、 筒體和封頭 筒體的公稱(chēng)直徑有標(biāo)準(zhǔn)選擇，而它的長(zhǎng)度L可以根據(jù)容積要求來(lái)決定。 根據(jù)公式 (1+5%) 取 L/D=4 將L/D=4代入得： Di=1168mm 圓

6、整得Di=1200mm. 采用標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭，查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表1，得公稱(chēng)直徑 Di=1200mm. ，封頭深度H=325mm，容積為0.0，2545。 根據(jù) 根據(jù) 得圓整得mm， L/DG=3，5（在3-6之間） 所以計(jì)算容積為5.769，工作容積為5.769x0.9=5.1921。 計(jì)算壓力： 液柱靜壓力: , 所以液柱靜壓力可以不考慮，計(jì)算壓力與設(shè)計(jì)壓力相等。 該容器需100%探傷，所以取其焊接系數(shù)為。 由中徑公式可得筒體的計(jì)算厚度

7、5.531mm，鋼板厚度負(fù)偏差，腐蝕余量，故筒體的名義厚度為8 由橢圓厚度計(jì)算公式可得 腐蝕裕度，鋼板負(fù)偏差，取名義厚度 有效厚度為6 接管、法蘭、墊片和螺栓的選擇 液氯儲(chǔ)罐要開(kāi)設(shè)液氯進(jìn)口管、安全閥口、人孔、空氣進(jìn)口管、空氣出口管、壓力表接口、液位計(jì)接口、液氯出口管，并根據(jù)各接口的大小選擇相對(duì)應(yīng)的法蘭及墊片。 管口表 接管代號(hào) 公稱(chēng)尺寸 公稱(chēng)壓力 連接尺寸標(biāo)準(zhǔn) 連接面形式 用途或名稱(chēng) a DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 液氯進(jìn)口管 b DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM

8、 安全閥接口 c DN450 PN1.6MPa FM 人孔 d DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 管空氣進(jìn)口管 e DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 管空氣出口管 f DN25 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 壓力表接口 g DN20 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 液位計(jì)接口 h DN50 PN1.6MPa HG20595-1997 FM 液氯出口管 接管及接管補(bǔ)強(qiáng)詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)強(qiáng)度校核書(shū)。 表4：接管和法蘭尺寸 序號(hào) 名稱(chēng)

9、 公稱(chēng)直徑DN 法蘭外徑D 螺栓孔中心圓直徑K 螺栓孔直徑L 螺栓孔數(shù)量n（個(gè)） 螺栓Th 法蘭厚度C 法蘭頸 法蘭高度H 法蘭質(zhì)量 N 　S R a 液氯進(jìn)口管 50 165 125 18 4 M6 20 74 2.9 8 5 48 3.11 b 安全閥接口 50 165 125 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11 c 人孔 50 165 125 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11 d 空氣進(jìn)口管 50 165 1

10、25 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11 e 空氣出口管 50 165 125 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11 f 壓力表接口 25 115 85 14 4 M12　 16 46 2.6 6 4 40 1.26 g 液位計(jì)口 20 105 75 14 4 M12 16 40 2.3 6 4 40 1.05 h 液氯出口管 50 165 125 18 4 M16 20 74 2.9 8 5 48 3.1

11、1 七、 墊片 查HG/T 20609-2009《鋼制管法蘭用金屬包覆墊片》，得： 表5 墊片尺寸表 符號(hào) 管口名稱(chēng) 公稱(chēng)直徑 內(nèi)徑D1 外徑D2 a 液氯進(jìn)口管 50 57 53 b 安全閥接口 50 57 73 c 人孔 500 521 549 d 空氣進(jìn)口管 50 57 73 e 空氣出口管 50 57 73 f 壓力表接口 25 34 43 g1-g4 液位計(jì)口 20 27 36 h 液氯出口管 50 57 73 注：1：包覆金屬材料為純鋁板，標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 3880，代號(hào)為L(zhǎng)3。

12、 2：填充材料為有機(jī)非石棉纖維橡膠板。 3、補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì) 根據(jù)GB150，當(dāng)設(shè)計(jì)壓力小于或等于2.5Mpa時(shí)，在殼體上開(kāi)孔，兩相鄰開(kāi)孔中心的間距大于兩孔直徑之和的2.5倍，且接管公稱(chēng)外徑不大于89mm時(shí)，接管厚度滿(mǎn)足要求，不另行補(bǔ)強(qiáng)，故該儲(chǔ)罐中有DN=400mm的 人孔和DN=100的安全閥孔需要補(bǔ)強(qiáng)。 補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)方法判別 按HG/T 21518-2005,選用水平吊蓋帶頸對(duì)焊法蘭人孔。 開(kāi)孔直徑 采用等面積法進(jìn)行開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 接管材料選用20號(hào)鋼，其許用應(yīng)力 根據(jù)GB150-1998， 其中：殼體開(kāi)孔處的計(jì)算厚度 接管的有效厚度 強(qiáng)度削弱系數(shù) 所以

13、開(kāi)孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積為 有效補(bǔ)強(qiáng)范圍 有效寬度B的確定 按GB150中式8-7，得： 有效高度的確定 (1）外側(cè)有效高度的確定 根據(jù)GB150，得： 接管的實(shí)際外伸高度= (2）內(nèi)側(cè)有效高度的確定 根據(jù)GB150-1998，得： 有效補(bǔ)強(qiáng)面積 根據(jù)GB150，分別計(jì)算如下： 筒體多余面積 2 接管多余面積 接管厚度： 由厚度公式得： 2 焊縫金屬截面積 焊角取6.0mm 補(bǔ)強(qiáng)面積 2 因?yàn)?，所以開(kāi)孔需另行補(bǔ)強(qiáng) 所需另行補(bǔ)強(qiáng)面積： 2 補(bǔ)強(qiáng)圈設(shè)計(jì)：根據(jù)DN400取補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D’=680mm

14、　。因?yàn)锽>D’，所以在有效補(bǔ)強(qiáng)范圍。補(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)徑d’=428mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度： 圓整取名義厚度為20mm 4、鞍座選型 鞍座結(jié)構(gòu) 該臥式容器采用雙鞍式支座，材料選用 估算鞍座的負(fù)荷： 儲(chǔ)罐總質(zhì)量 ——筒體質(zhì)量： ——單個(gè)封頭的質(zhì)量：查標(biāo)準(zhǔn)JB/T4746=-2002《鋼制壓力容器用封頭》中表B.2 EHA橢圓形封頭質(zhì)量，可知， ——充液質(zhì)量：，故 ——附件質(zhì)量：人孔質(zhì)量為300kg，其他接管質(zhì)量總和估100kg，即 綜上所述， G=mg=307961.406N,每個(gè)鞍座

15、承受的重量為153.98kN 由此查JB4712.1-2007容器支座，選取輕型，焊制為BI,包角為120，有墊板的鞍座。查JB4712.1-2007得鞍座結(jié)構(gòu)尺寸如下表4： 表4：鞍式支座結(jié)構(gòu)尺寸 單位：mm 公稱(chēng)直徑 DN 1200 底板 880 筋板 200 允許載荷 Q/kN 145 170 140 鞍座高度 h 200 10 200 腹板 6 墊板 320 6 螺栓間距 720 6

16、 墊板 e 55 鞍座位置的確定 通常取尺寸A不超過(guò)0.2L值，中國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JB 4731《鋼制臥式容器》規(guī)定A≤0.2L=0.2（L+2h），A最大不超過(guò)0.25L.否則由于容器外伸端的作用將使支座截面處的應(yīng)力過(guò)大。 由標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭 故： 由于封頭的抗彎剛度大于圓筒的抗變鋼度，故封頭對(duì)于圓筒的抗彎鋼度具有局部的加強(qiáng)作用。若支座靠近封頭，則可充分利用罐體封頭對(duì)支座處圓筒截面的加強(qiáng)作用。因此，JB 4731還規(guī)定當(dāng)滿(mǎn)足A≤0.2L時(shí)，最好使A≤0.5R m（）,即 取A=300mm 綜上有：A=300mm。 5、焊接接頭 容器各受

17、壓元件的組裝通常采用焊接。焊接接頭是焊縫、融合線(xiàn)和熱影響區(qū)的總稱(chēng)，焊縫是焊接接頭的主要部分。焊接接頭的形式和坡口形式的設(shè)計(jì)直接影響到焊接的質(zhì)量與容器的安全。 a) 回轉(zhuǎn)殼體與封頭的焊接接頭采用對(duì)接接頭 b) 接管與筒體的焊接接頭坡口為 c) 人孔處接管、補(bǔ)強(qiáng)圈的焊接采用角焊，坡口為 內(nèi)壓圓筒校核 計(jì)算單位 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 計(jì)算條件 筒體簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1.58 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 C 內(nèi)徑 Di 1200.00 mm 材料 16MnR(正火) ( 板材 )

18、 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 170.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 170.00 MPa 試驗(yàn)溫度下屈服點(diǎn) ss 345.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 1.00 厚度及重量計(jì)算 計(jì)算厚度 d = = 5.59 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 8.00 mm 名義厚度 dn = 10.00 mm 重量 1318.91 Kg 壓力試驗(yàn)時(shí)應(yīng)力校核 壓力試驗(yàn)類(lèi)型 液壓試驗(yàn) 試驗(yàn)壓力值 PT

19、 = 1.25P = 1.4140 (或由用戶(hù)輸入) MPa 壓力試驗(yàn)允許通過(guò) 的應(yīng)力水平 [s]T [s]T 0.90 ss = 310.50 MPa 試驗(yàn)壓力下 圓筒的應(yīng)力 sT = = 106.76 MPa 校核條件 sT [s]T 校核結(jié)果 合格 壓力及應(yīng)力計(jì)算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 2.25166 MPa 設(shè)計(jì)溫度下計(jì)算應(yīng)力 st = = 118.94 MPa [s]tf 170.00 MPa 校核條件 [s]tf

20、≥st 結(jié)論 合格 內(nèi)壓橢圓封頭校核 計(jì)算單位 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 計(jì)算條件 橢圓封頭簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1.58 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 C 內(nèi)徑 Di 1200.00 mm 曲面高度 hi 325.00 mm 材料 16MnR(正火) (板材) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 170.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 170.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 1.0

21、0 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = = 0.9014 計(jì)算厚度 d = = 5.02 mm 有效厚度 de =dn - C1- C2= 6.00 mm 最小厚度 dmin = 3.60 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 結(jié)論 滿(mǎn)足最小厚度要求 重量 106.21 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 1.88078 MPa 結(jié)論 合格 右封頭計(jì)算 計(jì)算單位 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 計(jì)算條件 橢圓封頭簡(jiǎn)圖 計(jì)算壓力 Pc 1

22、.58 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50.00 C 內(nèi)徑 Di 1200.00 mm 曲面高度 hi 325.00 mm 材料 16MnR(正火) (板材) 試驗(yàn)溫度許用應(yīng)力 [s] 170.00 MPa 設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力 [s]t 170.00 MPa 鋼板負(fù)偏差 C1 0.00 mm 腐蝕裕量 C2 2.00 mm 焊接接頭系數(shù) f 1.00 厚度及重量計(jì)算 形狀系數(shù) K = = 0.9014 計(jì)算厚度 d = = 5.02 mm 有效厚度 de =dn

23、- C1- C2= 6.00 mm 最小厚度 dmin = 3.60 mm 名義厚度 dn = 8.00 mm 結(jié)論 滿(mǎn)足最小厚度要求 重量 106.21 Kg 壓 力 計(jì) 算 最大允許工作壓力 [Pw]= = 1.88078 MPa 結(jié)論 合格 臥式容器（雙鞍座） 計(jì)算單位 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 計(jì) 算 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pC 1.56 MPa 設(shè)計(jì)溫度 t 50 ℃ 圓筒材料 16MnR(正火) 鞍座材料 Q23

24、5-A 圓筒材料常溫許用應(yīng)力 [s] 170 MPa 圓筒材料設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力[s]t 170 MPa 圓筒材料常溫屈服點(diǎn) ss 345 MPa 鞍座材料許用應(yīng)力 [s]sa 140 MPa 工作時(shí)物料密度 600 kg/m3 液壓試驗(yàn)介質(zhì)密度 1000 kg/m3 圓筒內(nèi)直徑Di 1200 mm 圓筒名義厚度 10 mm 圓筒厚度附加量 2 mm 圓筒焊接接頭系數(shù) 1 封頭名義厚度 8 mm 封頭厚度附加量 Ch 2 mm 兩封頭切線(xiàn)間距離 4

25、420 mm 鞍座墊板名義厚度 0 mm 鞍座墊板有效厚度 0 mm 鞍座軸向?qū)挾? b 0 mm 鞍座包角 θ 120 鞍座底板中心至封頭切線(xiàn)距離 A 300 mm 封頭曲面高度 325 mm 試驗(yàn)壓力 pT 1.414 MPa 鞍座高度 H 200 mm 腹板與筋板(小端)組合截面積 14200 mm2 腹板與筋板(小端)組合截面斷面系數(shù) 245150 mm3 地震烈度 0 配管軸向分力 0 N 圓筒平均半徑 605 mm 物料充裝系

26、數(shù) 0.9 支 座 反 力 計(jì) 算 圓筒質(zhì)量(兩切線(xiàn)間) 1318.95 kg 封頭質(zhì)量(曲面部分) 99.3397 kg 附件質(zhì)量 400 kg 封頭容積(曲面部分) 2.26195e+08 mm3 容器容積(兩切線(xiàn)間) V = 5.45129e+09 mm3 容器內(nèi)充液質(zhì)量 工作時(shí), 2943.7 壓力試驗(yàn)時(shí), = 5451.29 kg 耐熱層質(zhì)量 0 kg 總質(zhì)量 工作時(shí), 4861.32 壓力試驗(yàn)時(shí), 7368.92 kg 單位長(zhǎng)度載荷 9.82815 14.8978 N

27、/mm 支座反力 23849.7 36151.9 36151.9 N 筒 體 彎 矩 計(jì) 算 圓筒中間處截 面上的彎矩 工作時(shí) = 1.74858e+07 壓力試驗(yàn) = 2.65054e+07 Nmm  支座處橫 截面彎矩 工作時(shí) -441284 壓力試驗(yàn) -668910 Nmm 系 數(shù) 計(jì) 算 K1=1 K2=1 K3=0.879904 K4=0.401056 K5=0.760258 K6=0.0132129 K6’= K7= K8= K9=0.203522 C4= C5= 筒 體 軸

28、 向 應(yīng) 力 計(jì) 算 軸向應(yīng)力計(jì)算 操作狀態(tài) 60.8893 59.0355 MPa -1.90175 -0.0479941 MPa 水壓試驗(yàn)狀態(tài) -2.88126 -0.0727507 MPa 56.3496 53.5396  應(yīng)力校核 許用壓縮應(yīng)力 0.00125333 根據(jù)圓筒材料查GB150圖6-3～6-10 B = 140.325 MPa 140.325 140.325 MPa < 170 合格 ||,|| < 140.325 合格 ||,|| < 140.32

29、5 合格 sT2 ,sT3 < 0.9ss = 310.5 合格 時(shí)(時(shí),不適用) MPa 時(shí) 圓筒中：6.57236 封頭中：3.9942 MPa 應(yīng)力校核 封頭 橢圓形封頭, 140.615 碟形封頭, 半球形封頭, MPa 圓筒 封頭 [t] = 0.8 [s ]t = 136 71.8846 MPa 圓筒, t < [ t ] = 136 合格 封頭, th < [ t h] = 71.8846 合格 MPa  鞍 座 處 圓 筒 周 向 應(yīng)

30、 力 無(wú)加強(qiáng)圈圓筒 圓筒的有效寬度 121.34 mm 無(wú)墊板或墊板不起加強(qiáng)作用時(shí) 在橫截面最低點(diǎn)處 -2.83139 MPa 在鞍座 邊角處 L/Rm≥8時(shí), MPa L/Rm<8時(shí), -21.5699 MPa 無(wú) 加 強(qiáng) 圈 筒 體 墊板起加強(qiáng)作用時(shí) 鞍座墊板寬度 ； 鞍座墊板包角 橫截面最低點(diǎn)處的周向應(yīng)力 MPa 鞍座邊角處 的周向應(yīng)力 L/Rm≥8時(shí), MPa L/Rm<8時(shí), MPa 鞍座墊板邊 緣處圓筒中 的周向應(yīng)力 L/Rm≥8時(shí), MPa L/Rm<8時(shí)

31、, MPa 應(yīng)力校核 |s5| < [s ]t = 170 合格 |s6 | < 1.25[s ]t = 212.5 合格 |s’6 | 1.25[s ]t = 212.5 MPa 有加強(qiáng)圈圓筒 加強(qiáng)圈參數(shù) 加強(qiáng)圈材料, e = mm d = mm 加強(qiáng)圈數(shù)量, n = 個(gè) 組合總截面積, A0 = mm2 組合截面總慣性矩, I0 = mm4 設(shè)計(jì)溫度下許用應(yīng)力 MPa 加強(qiáng)圈位于 鞍座平面上 在鞍座邊角處圓筒的周向應(yīng)力： MPa 在

32、鞍 座 邊 角 處 ，加 強(qiáng) 圈 內(nèi) 緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ： MPa 有加強(qiáng)圈圓筒 加強(qiáng)圈靠近鞍座 橫 截 面 最 低 點(diǎn) 的 周 向 應(yīng) 力 無(wú)墊板時(shí)，（ 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 ） 采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用） MPa 在橫截上靠近水平中心線(xiàn)的周向應(yīng)力： MPa 在橫截上靠近水平中心線(xiàn)處，不與筒壁相接的加強(qiáng)圈內(nèi)緣 或 外 緣 表 面 的 周 向 應(yīng) 力 ： MPa 加強(qiáng)圈靠近鞍座 鞍座邊角處點(diǎn)處的周向應(yīng)力 無(wú)墊板或墊板不起 加強(qiáng) 作用 L/Rm≥8時(shí), MPa 無(wú)墊板

33、或墊板不起 加強(qiáng) 作用 L/Rm<8時(shí), MPa 采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用） L/Rm≥8時(shí), MPa 采用墊板時(shí)，（墊板起加強(qiáng)作用） L/Rm<8時(shí), MPa 應(yīng)力校核 |s5| < [s]t = 合格 |s6 | < 1.25[s]t = 合格 |s7 | < 1.25[s]t = |s8 | < 1.25[s]tR = MPa 鞍 座 應(yīng) 力 計(jì) 算 水平分力 7357.7 N 腹板水平應(yīng)力 計(jì)算高度 200 mm 鞍座腹板厚度

34、10 mm 鞍座墊板實(shí)際寬度 0 mm 鞍座墊板有效寬度 0 mm 腹板水平應(yīng)力 無(wú) 墊 板 或 墊 板 不 起 加 強(qiáng) 作 用 , 3.67885 墊板起加強(qiáng)作用, MPa 應(yīng)力判斷 s9 < [s ]sa = 93.3333 合格 MPa 腹板與筋板組合截面軸向彎曲應(yīng)力 由地震、配管軸向水平分力引起的支座軸向彎曲強(qiáng)度計(jì)算 圓筒中心至基礎(chǔ)表面距離 810 mm 軸向力 N 時(shí), MPa 時(shí) MPa 由圓筒溫差引起的軸向力 N

35、 MPa 應(yīng)力判斷 ssa < 1.2[s]sa = MPa 注：帶#的材料數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)者給定的 開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算 計(jì)算單位 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 接 管 : #, φ6808 計(jì) 算 方 法 : HG20582-98 壓 力 面 積 法, 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc 0.031 MPa 設(shè)計(jì)溫度 50 ℃ 殼體型式 圓 筒 殼體材料 名稱(chēng)及類(lèi)型 16MnR(正火) 板材 殼體內(nèi)直徑 Di 1200

36、 mm 殼體開(kāi)孔處名義厚度δn 8 mm 殼體厚度負(fù)偏差 C 0 mm 殼體腐蝕裕量 C 2 mm 殼體材料許用應(yīng)力[σ]t 170 MPa 接管實(shí)際外伸長(zhǎng)度 63.53 mm 接管實(shí)際內(nèi)伸長(zhǎng)度 0 mm 接管腐蝕裕量 2 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱(chēng) 接管材料 名稱(chēng)及類(lèi)型 20g(熱軋) 管材 補(bǔ)強(qiáng)圈外徑 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度 mm 接管厚度負(fù)偏差 C 1 mm 補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差C mm 接管材料許用應(yīng)力[σ]t 137 MPa 補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力[σ]t MPa

37、開(kāi) 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算 開(kāi)孔內(nèi)直徑 di 670 mm 殼體補(bǔ)強(qiáng)的有效寬度 b 85.06 mm 接管有效外伸長(zhǎng)度 h1 63.53 mm 接管有效內(nèi)伸長(zhǎng)度 h2 0 mm 有效范圍內(nèi)的壓力面積 Ap 558003 mm2 殼體有效金屬面積 Aσ0 1021 mm2 接管有效金屬面積 Aσ1 715.3 mm2 補(bǔ)強(qiáng)圈有效金屬面積 Aσ2 0 mm2 pc Ap 17214 N ([σ]-pc /2)Aσ0+([σ]1-pc /2)A

38、σ1+([σ]2-pc /2)Aσ2 271501 N 結(jié)論: 補(bǔ)強(qiáng)滿(mǎn)足要求。 計(jì)算單位 接 管: A, φ53012 計(jì) 算 方 法 : GB150-1998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法, 單 孔 設(shè) 計(jì) 條 件 簡(jiǎn) 圖 計(jì)算壓力 pc 2.01 MPa 設(shè)計(jì)溫度 50 ℃ 五、 結(jié)論 本次課程設(shè)計(jì)，我完成了容積為15的液氯儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)，并采用SW6-1998對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核，最后形成合理的設(shè)計(jì)方案。 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了我把知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的能力，加深了對(duì)課本知識(shí)的理解。使用國(guó)家

39、壓力容器標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，掌握了液氯儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)的全過(guò)程；并且鍛煉了查閱和綜合分析文獻(xiàn)資料的能力，進(jìn)行設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)方案的可行性研究和論證。 六、參考文獻(xiàn) [1] 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，GB150-1998《鋼制壓力容器》，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998 [2] 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局，《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，1999 [3] 全國(guó)化工設(shè)備設(shè)計(jì)技術(shù)中心站，《化工設(shè)備圖樣技術(shù)要求》，2000，11 [4] 鄭津洋、董其伍、桑芝富，《過(guò)程設(shè)備設(shè)計(jì)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [5] 黃振仁、魏新利，《過(guò)程裝備成套技術(shù)設(shè)計(jì)指南》，化學(xué)工業(yè)出版社，2002 [6] 國(guó)家醫(yī)藥管理局上海醫(yī)藥設(shè)計(jì)院，《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，1996 [7] 蔡紀(jì)寧主編，《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003年