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：2m m 介质：戊烷筒体直径： 1000m m设备总长度：3400m m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c it c P D 2[]P δ=σφ- （2-1） 式中：c P ——计算压力 即：-6C P P gh 1.59.880810 1.508MPa =+ρ=+⨯⨯=φ——焊封系数，考虑双面焊局部无损探伤，0.85φ=；[]tσ——设计温度下Q245R 材料的许用应力 []t147.25MPa σ=i D ——设备内直径， i D =1000m m1.50810002147.250.85 1.508⨯δ=⨯⨯-=6.06m m1C ——钢板的负偏差 1C 0.8=mm 2C ——介质腐蚀裕度 2C 2=mmC ——壁厚附加量 12C C C 0.82 2.8=+=+=mm设计壁厚 d C 6.06 2.88.86δ=δ+=+=mm 根据GB 713钢板厚度标准查得 n 10δ=mm（2）封头壁厚按GB150-98式计算c it c KP D 2[]0.5P δ=σφ- （2-2） 式中：K ——椭圆形封头形状系数，对标准椭圆形封头K 1=；φ——焊封系数0.85ϕ=其他符号意义与数值同前1 1.50810002147.250.850.5 1.508⨯⨯δ=⨯⨯-⨯=6.04m md C 6.04 2.88.84δ=δ+=+=mm 为了保证封头与筒体能很好满足焊接要求取封头壁厚10=n δmm 封头名义厚度为10mm ，封头深度为275mm 直边高h=25mm筒体名义厚度为10mm ，内径均为1000mm ，封头容积0.301m 32.2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1G()1i e e G D L =ρν=ρπ+δδ⎡⎤⎣⎦式中：ρ——筒体材料的密度，37850Kg /m ρ='L ——设备总长，L '3416=mmi h ——封头的曲边高度，查表得i h 250=mm 1h ——封头的直边高度，1h 25=mmL ——筒体的长度，i 1L L'2h 2h 2850=--=mmi D 、e δ的意义与数值同前()3G1785010007.210 2.750.0072491.56-=⨯π⨯+⨯⨯⨯=kg ②封头质量2G'22G 2G 290.5181==⨯=kg③鞍座质量 3G'33G 2G 257114==⨯=kg○4附件质量4G 4G 310.17=kg设备自重1234G G G G G 1096.73=+++=kg (2)容器内充水质量'G充水后总质量 ()12G'V V 1000 2.5410002540=+⨯=⨯=kg (3)支座反力 F()12G 'G G 2540672.56F g 9.815741.522+++=⨯=⨯=N2.3筒体的轴向应力（1）轴向弯矩的计算○1支座截面处的弯矩 22m i a i R h A 1L 2AL M =FA 14h 13L ⎛⎫---⎪--⎪ ⎪+⎪⎝⎭(2-3) A ——鞍座底板中心至封头切线距离 A 250=mm L 、i h 的意义与数值同前22a 0.250.5050.251 2.8520.25 2.85M 15741.50.252737.2240.2513 2.85⎛⎫--- ⎪⨯⨯=-⨯⨯=- ⎪⨯ ⎪+ ⎪⨯⎝⎭N.m ○2跨中截面处的弯矩 22m i 2b i R h 12FL 4A L M 4h 4L 13L ⎛⎫-+ ⎪=- ⎪ ⎪+ ⎪⎝⎭(2-4)222b 0.5050.251215741.5 2.8540.252.85M 6582.0340.254 2.8513 2.85⎛⎫-+⨯ ⎪⨯⨯=-= ⎪⨯ ⎪+ ⎪⨯⎝⎭N.m（2）轴向应力的计算取max b M M 6582.03==N.m m R ——中径，m R 505=mme δ——有效厚度，e 10 2.87.2δ=-=mm ○1跨中截面最高点处轴向应力 c m b12e m eP R M 2R σ=-δπδ(2-5)13231.5080.5056582.03-1.14MPa 27.2100.5057.210--⨯σ=-=⨯⨯π⨯⨯⨯○2跨中截面处最低点的轴向应力 c a b22e m eP R M 2R σ=+δπδ （2-6） 13231.5080.5056582.031.14MPa 27.2100.5057.210--⨯σ=+=⨯⨯π⨯⨯⨯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。

○3轴向应力的校核 []1cr σ≤σ （2-7）式中：[]cr σ——圆筒的轴向许用应力 []t ei crt B 0.06E R []δ⎧=⎪σ=⎨⎪ϕσ⎩取小者 （2-8） 57.2B 0.06 1.9310166.752500=⨯⨯⨯= MPa []t0.85147.25125.16ϕσ=⨯= MPa 取B 166.752= MPa[]1cr 1.14MPa 125.16MPa σ=<σ= [][]t21.14M P a 147.25M P aσ=<σ= 可见：t 2[]σ<σ，1cr []σ≤σ。

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m A 0.5R <,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 m 0.5R 0.5505252.5=⨯=mmm A 0.5R <且o 120θ= 查表取3K 0.880=3a ek FR τ=δ （2-9） 30.88015741.53.850.57.210-⨯τ==⨯⨯ MPa （2）封头处的切向剪应力因为o 120θ= 所以取K=0.401 代入公式4h a h eK FR τ=δ （2-10）h 30.40115741.51.750.57.210-⨯τ==⨯⨯ MPa（3）强度校核校核 []t0.850.85147.25125.16τ≤σ=⨯= MPa[]c i h e KP D 1 1.5081000104.7227.2⨯⨯σ===δ⨯ MPa []th h 1.25 1.25147.25104.779.36τ≤σ-σ=⨯-= MPa强度满足要求2.5鞍座处筒体的周向应力校核m A 0.5R <，120θ= （1）垫板不起加强作用时：○1筒体最低点的周向应力校核 552eK Fb σ=δ （2-11） 式中：k ——系数，k 1.0= 5K ——系数，5K 0.760= b ——支座的轴向宽度，b=150mm2b b 1.150057.2244.07=+=+=mm 561.00.76015741.56.8244.077.210-⨯⨯σ==⨯⨯ MPa []t5147.25σ<σ= MPa强度满足要求○2鞍座边角处的周向应力 m 2850L /R 5.648505==< 6K 0.0132=6m 622e e 12K FR F4b L σ=--δδ （2-12） 662615741.5120.013215741.50.5054264.077.210 2.857.210--⨯⨯⨯σ=--⨯⨯⨯⨯⨯6.45=- MPa[]t6 1.25180.16σ<σ= MPa强度满足要求.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：re 10δ=mm 可算得均满足要求。

2.6鞍座腹板应力校核99s 0K FH b σ=（2-13） 式中：9K ——系数，9K 0.204=0b ——钢制鞍座的腹板厚度，b 0=10mm s H ——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[]t90.20415741.523.1898.1716863⨯σ==<σ=⨯ MPa强度满足要求. 至此鞍座强度验算合格第三章设计结果汇总。