东北石油大学本科生课程设计1 第 1 章设计数据及设备简图设计压力： 1.5MPa设计温度： 80C操作压力： 1.36MPa操作温度： 80C水压试验压力 :0.63MPa筒体焊接接头系数： 0.85 封头焊接接头系数： 0.85 腐蚀余量： 2mm介质：戊烷筒体直径：1000mm设备总长度： 3400mm筒体长度： 2850mm筒体材料 : Q245R 标准椭圆封头材料： Q245R 封头直边段长度： 25mm鞍座材料： Q245R 回流罐结构简图如下：图 1-1 脱戊烷塔顶回流罐简图东北石油大学本科生课程设计2 第 2 章设计计算书2.1 确定筒体和封头的壁厚（1）筒体壁厚按 GB150—98式(6---1)计算ci t cP D2[ ]P（2-1）式中：cP——计算压力即：-6 CPPgh1.59.8 808 101.508MPa——焊封系数，考虑双面焊局部无损探伤，0.85；t——设计温度下Q245R材料的许用应力t147.25MPaiD——设备内直径，iD =1000mm1.508 10002 147.250.851.508=6.06mm1C——钢板的负偏差1C0. 8 mm 2C——介质腐蚀裕度2C2mm C——壁厚附加量12CCC0.822.8mm 设计壁厚dC6. 0 62. 88. 8 6mm 根据 GB 713 钢板厚度标准查得n10 mm （2）封头壁厚按 GB150-98 式计算ci t cKP D2[ ]0.5P（2-2）式中：K——椭圆形封头形状系数，对标准椭圆形封头K1；——焊封系数0.85其他符号意义与数值同前1 1.50810002 147.250.850.5 1.508=6.04mmdC6.042.88.84mm 为了保证封头与筒体能很好满足焊接要求取封头壁厚10nmm 封头名义厚度为 10mm，封头深度为 275mm 直边高 h=25mm 东北石油大学本科生课程设计3 筒体名义厚度为 10mm，内径均为 1000mm ，封头容积 0.301m32.2 计算重量载荷和支座反力（1）筒体和封头的质量①筒体总质量1G1ieeGDL式中：——筒体材料的密度，37850Kg / m'L——设备总长，L '3416mm ih ——封头的曲边高度，查表得ih250mm 1h ——封头的直边高度，1h25mm L——筒体的长度，i1LL'2h2h2850mm iD 、e的意义与数值同前3G1785010007.2102.75 0.0072491.56kg ②封头质量2G' 22G2G2 90.5181kg ③鞍座质量3G' 33G2G257114kg○4附件质量4G4G310.17kg 设备自重1234GGGGG1096.73kg (2)容器内充水质量'G充水后总质量12G'VV10002.54 10002540kg (3)支座反力F12G 'GG2540672.56Fg9.815741.522N 2.3 筒体的轴向应力（1）轴向弯矩的计算东北石油大学本科生课程设计4 ○1支座截面处的弯矩22 mia iRhA1L2ALM =FA 14h13L(2-3) A——鞍座底板中心至封头切线距离A250mm L、ih 的意义与数值同前22a0.250.5050.2512.8520.252.85M15741.50.252737.2240.25132.85N.m ○2跨中截面处的弯矩22 mi 2b iRh12FL4ALM4h4L13L(2-4) 222b0.5050.251215741.52.8540.252.85M6582.0340.2542.85132.85N.m （2）轴向应力的计算取maxbMM6582.03N.m mR——中径，mR505mm e——有效厚度，e102.87.2mm ○ 1 跨中截面最高点处轴向应力cmb 12 emeP RM2R(2-5)13231.5080.5056582.03-1.14MPa27.2 100.5057.2 10○2跨中截面处最低点的轴向应力cab 22 emeP RM2R（2-6）13231.5080.5056582.031.14MPa27.2 100.5057.2 10由上面的计算结果可知跨中截面弯矩远大于鞍座截面处的弯矩，且iA0.5R可以不考虑鞍座处的“偏塌”现象，因此，只计算跨中截面的轴向应力即可。
东北石油大学本科生课程设计5 ○3轴向应力的校核1cr（2-7）式中：cr——圆筒的轴向许用应力teicr tB0.06ER[ ]取小者（2-8）57.2B0.06 1.93 10166.752500MPa t0.85 147.25125.16MPa 取B166.752MPa 1cr1.14MPa125.16MPat21 . 1 4 M P a1 4 7 . 2 5 M P a可见：t 2[ ] ，1cr[ ] 满足强度及稳定性的要求2.4 鞍座处切向剪应力的校核因为mA0.5R ,可认为鞍座靠近封头，封头对鞍座处筒体有加强作用. （1）鞍座处切向剪应力A=250 mm m0.5R0.5 505252.5mm mA0.5R 且o120查表取3K0.8803aek FR（2-9）30.880 15741.53.850.57.2 10MPa （2）封头处的切向剪应力因为o120所以取 K=0.401 代入公式4 h ah eK FR（2-10）h30.401 15741.51.750.57.2 10MPa （3）强度校核东北石油大学本科生课程设计6 校核t0.850.85 147.25125.16MPa ci h eKP D1 1.508 1000104.7227.2MPa thh1.251.25147.25104.779.36MPa 强度满足要求2.5 鞍座处筒体的周向应力校核mA0.5R ，120（1）垫板不起加强作用时：○1筒体最低点的周向应力校核5 52eK Fb（2-11）式中：k——系数，k1.05K ——系数，5K0.760b——支座的轴向宽度， b=150mm 2aebb1. 5 6R15 01. 5 65 0 57. 22 4 4. 07mm 561.00.760 15741.56.8244.077.2 10MPa t5147.25MPa 强度满足要求○2鞍座边角处的周向应力m2850L / R5.6485056K0.01326m 62 2ee12K FRF4bL（2-12）662615741.5120.0132 15741.50.5054264.077.2 102.857.2106.45MPa t61.25180.16MPa 强度满足要求 . 东北石油大学本科生课程设计7 不论是最低点处，还是鞍座边角处的周向应力都满足强度要求，故不需在筒体和支座之间加衬托板 . （2）垫板起加强作用：re10mm 可算得均满足要求。
2.6 鞍座腹板应力校核9 9 s0K FH b（2-13）式中：9K ——系数，9K0.2040b ——钢制鞍座的腹板厚度，b0=10mm sH ——高度，Hs=168mm 实际高度小于内径的三分之一， 则以鞍座的实际高度计算鞍座有效断面的平均应力t90.20415741.523.1898.1716863MPa 强度满足要求 . 至此鞍座强度验算合格东北石油大学本科生课程设计8 第三章 设计结果汇总计算项目名称符号数值单位计算压力cP1.508 MPa设计温度t80 ℃圆筒材料Q245R 鞍座材料Q245R 圆筒材料常温许用压力133 MPa圆筒材料设计温度下许用压力t 147.25 MPa鞍座材料许用压力 ca147.25 MPa工作时物料的密度0808 3mKg液压试验时介质密度T1000 3mKg圆筒内直径 iD1000 mm圆筒名义厚度n10 mm圆筒厚度附加量C2.8 mm圆筒焊接街接头系数0.85 封头名义厚度 hn10 mm封头厚度附加量hC2.8 mm两封头切线间距离L2850 mm鞍座轴向宽度b150 mm鞍座高度H200 mm鞍座包角120 °鞍座地脚螺栓个数n2 鞍座地脚螺栓公称直径20 mm鞍座两侧螺栓间距离l760 mm鞍座底版中心线只封头切线距离A1000 mm封头曲面高度 ih250 mm试验压力 TP0.63 MPa圆筒平均半径mR505 mm。