目录1．课程设计任务书2．设备的筒体和封头设计2．1 筒体的内径和长度的确定.2．2 筒体和封头的厚度设计计算2. 3 厚度的校核计算3．其它零部件的设计3.1 液位计的设计3.2 管口设计3.3 人孔设计3.4 支座设计4．焊接结构设计5．焊条选择6．技术要求7. 参考资料及文献课程设计任务书题目30m3液化石油气储罐设计2.设备的筒体和封头设计2. 1筒体的内径和长度的确定由设计任务书可知：v=3om 设 L=3DD 3 2 4 2^3m取 L ' =6400mm 则实际体积则体积相对误差为：V实际V100%3°.°95 30100% 0.003% 5%V30符合设计要求。

2. 2筒体和封头的厚度设计计算物料的物理及化学性质按最危险工况设计根据上表的数据，取最高压力，即 50C 丙烯的饱和蒸汽压 19.99bar （绝压）所以储罐的工作压力为：P W 19.99 0.1MPa 0.1MPa 1.899MPa则有：V2 2D L D 3D 443 D 330则筒体长度L430 109 2 1.7588 1093.14 2300246377mmV 实际D 2L 42V 封头3.14 23002640049 32 1.7588 10 mm330.095m取内径为2300mm 由于筒体的内径较大，所以采用钢板卷制，公称直径为其内径 DN2300mm. 选用标准椭圆形封头EHA椭圆形圭寸头内表面积及容积V 总2V 封头设计压力取：p 2.1MPagh 0.56kg /L 9.81N/kg0.0025m 1.4 10 8MPa100%1.4 10 100% 02.1所以可以忽略液柱的压力。

计算压力 p c p 2.1MPa（1）.压力容器类别确定一、 划分总原则综合考虑压力容器中介质的危害程度、容器所受的压力的高低和容器容积的 大小来确定容器的危险程度。

二、 介质的危险程度及分组压力容器的介质分为以下两组，包括气体、液化气体以及最高温度高于或等 于标准沸点的液体：（1） 第一组介质，毒性程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆 介质，液化气体。

（2） 第二组介质，除第一组以外的介质由于该储罐为中压（1.6MPa<P<10MPa ,介质为液化石油气， 液化石油气属 于易爆介质，属于第一组介质，查压力容器的分类图 1-1o.i l.o io io 2 io J iw io 3 itf 5 io 7 io s4 / 13 容积* WL安全阀开启压力取：p 开启 1.10 1.899MPa 2.089MPa液柱压力 （安装满时计算）103o.oi属于第三类容器所以焊接时采用全部无损伤检测，双面焊接。

接头系数0 =1腐蚀余量为C 2=3mm 钢板负偏差为 C=0.3mm.由于介质的工作温度为-20 C 〜50 C,所以选 Q345R选 筒体厚度：假设d 16mm 时S +C1+C2=16.59mm>16mm计算厚度P c D i 2.1 230014.91mm2 tP c2 163 1 2.1 设计厚度nC 1 C 214.91 2 0.3 17.21mm符合计算范围。

所以向上圆整后名义厚度Sn=18mm.标准椭圆形封头厚度筒体厚度:计算厚度2 tP c 2.1 22002 170 1 2.114.29mm16mm d 36mm 时0.9S 符合要求。

2.3厚度的校核计算（1）质量确定由于接管、人孔、液位计等质量相对于筒体和封头的质量较小, 所以这里主要考虑筒体和封头质量容器质量计算厚度 P C D i2.1 2300 14.86mm设计厚度nG C2 14.86 20.3 17.16mm符合计算范围。

所以向上圆整后名义厚度3n=18mm.2 t 0.5P c2 163 1 0.5 2.1（2）液压试验米用水压试验试验压力:PT1.25P —T 1.251632.625MPa163校核:有效厚度C 18 0.3 2 15.7mm而0.9P TD i2.625 2300 157193.59MPa2 15.7s0.9 1 325292.5MPa2A封n3.14 2300 10 3 18 10 3 7850 m 容 D i L n2 6.0233 18 10 378508233.2kg正常操作状态下最大质量m m 容 V 液氨 8233.230.095 0.56103 23671.9kg水压试验时最大质量:m m 容 V 水 8233.2 30.095 1 10338328.2kg（2）建立力学模型，计算圆筒的弯矩 该卧式容器可简化为外伸梁受均布载荷，如图1ba ' 0.2L L=L'+40 x 2=6480mm0.2L=1296 a'=1200mm其中了为按容积转化为相当于筒体容积的长度：故 a' (L ' (L 2a))/2 1625mm正常操作状态时:水压试验时:（3）计算圆筒跨中截面最大拉应力和最大压应力，进行应力校核 正常操作时，最大拉应力由介质压力及弯矩引起，位于该截面的最低点P c Diax.4 eM 2.3 2.1 106 21.71 10 3 77.24MPa0.785D 2 e4 0.01570.785 2.320.0157P c DM 2.3 2.1 106 21.71 10376.58MPamin 4 e0.785D 2 e4 0.01570.785 2.32 0.0157min整个跨中截面不会出现压应力qmgL '图1L'D i2 7.25m 7250mm3.14 2.3由重力产生的最大弯矩为:M1qL '2-qL'a' mg L '2 mgI'a'82 8D i2D i23671.9 9.818 2.37.25223671.9 9.812 2.37.25 1.62521.71 103NM T38328.3 9.81 8 2.3 7.25238328.3 9.81 2 2.37.25 1.62535.14 103N水压试验在盛满水而为加压时有最大应力77.24 MPa 163Mpa 合格96.67Mpa292.5Mpa 合格max 76.58MPa,0.583MPa crCl稳定条件为合格 容器可以安全使用3. 其它零部件的设计3.1液位计的设计(1) 液位计类型由于该储罐的介质为液化石油气，工作温度常温，所以选用磁性液位计。

(2) 液位计中心距可简化容器为一圆筒，液体达到总体积的90% (本储罐的装量系数为 0.0 ),可近似认为截面面积达到全面积的90%所以下图所示的阴影面积为全面积的10%即M T35.14 1030.538MP aT min0.785D 2 e0.785 2.32 0.0157 max tmaxP T DM T4 e 0.785D 2e62.3 2.625 104 0.0157 335.14 10 0.785 2.32 0.015796.67 MPa正常操作时强度条件: 液压试验强度条件:T max0.9其稳定条件为：max -min ' Tmincr0.0940.0942.3 2 0.015720.0157 查图得B=158MPa,则crB 158MPa0.0013所以最高液面到筒体中心线的距离为：D h — cos 790.2mm2所以选用中心距为1400mm 的液位计，不对称安装。

（3）法兰与接管由于介质为液化石油气， 应采用带颈对焊法兰 （突面）、带加强环的缠绕垫片 （带外环）和专用级高强度螺栓组合，而且它的腐蚀性不大， 所以材料不需要选太好的。

为了有 名称标记数量总质量/kg备注液位计 HG/T 21584-95 UZ 2.5-1400-0.45 AF 304 C 1 20法兰 HG/T 20592 法兰 WN20-2.5 RF S=3.5 2 2垫片 HG 20610 缠绕垫 D 25-25 123222接管 0 25 X 3.5 L=395mm 1 0.97 接管 0 25 X 3.5 L=495mm1.22 1.22全螺纹 螺柱 M12X 2X 80 8.8 级 材料 35CrMoA8 0.48螺母 M12 8 级 材料 30CrMo 16 0. 32筋板40 X 3 材料 Q235A4现场确定长 度3.2管口设计（1）管口中心线位置的确定根据管口的性质可确定其安放位置，排污管在筒体的下方，其它在筒体的上方。

根据GB 150规定，按壳体开孔不另行补强设计要求设计法兰管的位置。

要求如下a. 设计压力小于或等于 2.5MPa 。

b. 两相邻开孔中心线的间距应不小于两孔直径之和的两倍。

c. 接管公称外径小于或等于 89mmd.接管最小壁厚满足下表：接管公称外径 25 32 38 45 48 57 65 76 89最小壁厚3.54.05.06.01.接管的腐蚀余量为 1mm集中布管，顺序为：人孔，液相进口管、液相出口管、安全阀接口、压力表接口，气 相进口管，气相出口管在壳体上方，排污口在壳体下方。

1. 离焊缝最近的人孔，所以它离焊缝距离应该不小于2.5& R n 360mm ，则取人孔与焊缝距离为 640mm ;22 R23601 2 R sin cos220.15 R180 sin cos即27迭代求解得：B =46.6 °2. 两相邻开孔中心线的间距应不小于两孔直径之和的两倍，则液相进口与液相出口距离为260mm液相出口与安全阀接口距离为320mm安全阀接口与压力表接口距离为气相进口管距离为280mm,压力表接口与气相进口管距离为220m m气相进口管与气相出口管距离为260mm（2）接管与法兰选取考虑安全阀接口外径较大，紧固件较大（如螺柱），壳体内壁到法兰密封面的距离取200mm其它也取200mm根据壳体开孔不另行补强条件d条可确定接管厚度：液相进口管，液相出口管，气相进口管，气相出口管，排污管——5mm安全阀接口接管一一6.0mm压力表接管，液位计接管 ---- 3.5mm3.3人孔设计（1）人孔选择该卧式容器公称直径大于6000mm设置两个个人孔，其公称直径取DN45O根据HG/T 21518-2005《钢制人孔和手孔》选取：人孔RF 川t-35CM （W • D-1232） B 450-2.5 HG/T 21518-2005具体结构和材料见标准（HG/T 21518-2005《钢制人孔和手孔》）。

（2）补强圈计算1. 圆筒开孔所需补强面积A d 2 et（1 f ）开孔直径d=480-12*2+2 X（2+0.3 ）mm=472.6mm圆筒计算厚度S =14.91mm接管有效厚度S et=12-1-0.3mm=10.7mm强度削弱系数f T =1.0 所以 A=6837.7mm2. 壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积：A (B d)( e )2 et ( e )(1 f )有效补强范围的宽度 B=917.2mm 所以 A i =362.3mm3. 接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积：A 2h i ( et t )f2h 2( et C 2)f有效补强范围外侧高度 h i =74.18mm 有效补强范围内侧高度h 2=0 mm接管计算厚度t一 2.83mm2P c所以 A z =1167.6mm4. 焊缝金属面积不考虑，可取 A 3=05.另加补强面积： A 4=A-A 1-A 2-A 3=6837.7-362.3-1167.6=5307.8mm所以补强圈厚度：A 4 19.3mm 760 485考虑焊缝的补强作用，取3c=20mm标记：dN450X 20-C-Q345R JB/T 4736质量：42.3kg3.4支座设计根据JB/T 4712-2007《容器支座》要求选择支座，圆筒的直径在 以上，选轻型鞍座可满足要求，同时每个支座所受载荷为：满足承载要求。