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夹套容器强度计算方法比较.

[σ]1=111MPa,δT=5.4×2=10.8°,d0=108mm,S0=6mm,
DR=1500mm,[σ]2=134.5MPa。
计算过程:
tT=0.5(D1+D2)sin2
=0.5(1500+1555)sin5.4°=143.8mmt0=姨pT=姨=146.9mmd0/t0=108/146.9=0.735t0/d0=1.36
S2≥S2R+C2=8.6+1=9.6mm
取夹套壁厚S2=10mm。校核过程略。
2.4蜂窝短管型2.4.1蜂窝短管结构
蜂窝短管结构如图2所示。
图2
蜂窝短管结构
2.4.2蜂窝夹套结构容器的计算
计算参数:
tp=150mm,D1=1500mm,D2=1555mm,p1=-0.1MPa,p2=2.5MPa,a=4.2mm,


26
=146.9

=4.5mm考虑腐蚀裕量、加工减薄量、钢板负偏差等
C2=1mm,由
S2≥S2R+C2=4.5+1=5.5mm
取夹套壁厚S2=6mm。
校核过程略。
2.5半(圆)管夹套型2.5.1计算公式的适用条件
对于沿筒体外圆周布置螺旋形和排管形通道的受压筒体,
p2≤[p2]=4[σ]1(S1-C)2b21+231姨11姨
普通夹套D2=1600mm,材质Q345R,容器筒体设计压力-0.1MPa,夹套设计压力2.5MPa,腐蚀裕量筒体为0、夹套为1mm。容器筒体内设计温度150℃,夹套内设计温度226℃。
2强度计算方法比较2.1普通夹套型
普通夹套型压力容器按GB150《钢制压力容器》外压圆筒来计算,所用计算软件为
SW6-1998,计算结果(过程略)为:筒体壁厚S1=43mm,夹套壁厚S2=18mm。2.2螺旋导流板型
,姨,1+1.3姨,姨,,ln姨姨姨


=π1.3+0.49+,1+1.3×0.49,×0.735,1+1.32

=19.8S1R=t0



1R2
15
10=146.9
姨2.5+2
=4.45mm
本设备筒体取腐蚀裕量等C1=0,由S1≥S1R+C1=4.45+0=4.45mm取
S1=5mmS2R=t0
第32卷第1期2011年2月化工装备技术
15
0前言
夹套容器是将作为一个完整压力室的夹套连接在容器筒体、封头外部形成的多腔压力容器,在石油、化工、天然气等行业中被广泛应用。它由容器和夹套两部分组成:容器一般由筒体、封头等组成;对于不同形式的夹套,由不同的受压元件构成。使用夹套容器的目的是加热或冷却容器及其内部介质。夹套容器也可作为密封绝热室使用。

=5.48
S1R=t0

2+2[]2
15
10=146.9
姨2.5+2×111×146.92
=9.44mm
本设备筒体取腐蚀裕量等C1=0,由
S1≥S1R+C1=9.44+0=9.44mm
取筒体壁厚S1=10mm
S2R=t0


26
=146.9

134.5×5.48
=8.6mm(注:f5=f6)
本设备夹套取腐蚀裕量等C2=1mm,由
对于夹套容器,当容器设计压力较低,而夹套设计压力较高时,容器筒体承受较高的外压。这时,其外压校核按GB150《钢制压力容器》外压圆筒的计算方法校核,其所需的壁厚较大。外压容器的破坏主要是失稳,而设备的抗失稳能力又主要取决于壳体的几何尺寸,即直径、长度和壁厚,其中长度和直径起着决定性作用。因此,通过提高材料的强度来提高设备的抗失稳能力是不合理的,而通过改变夹套结构来达到器壁减厚的目的,是比较经济的。本文针对计算过程中几种方法,对夹套容器设计中的几种强度计算作了详细对比。
r2=50mm,C=0.8mm,γ=90°,
r3=r2-0.5S2=48mm。
假设S1=8mm,有
p2≤[p2]=4[σ]1(S1-C)2b22姨1+3121(1-)姨

4×111(8-0.8)2

1+1002姨
=3.36MPa
p=2.5=0.7421-
pDD(S-C)+b2
4[]1(1-)1(1-)+0.522
若p1<0,则应满足下列附加条件:
p2≤1-p1D1D1(S1-C)+b22
2[]111122.5.2半管夹套的结构
半管夹套的结构如图3所示。
图3
半管夹套结构
2.5.3半管夹套结构容器的计算
计算参数:
ts=150mm,D1=1500mm,p1=-0.1MPa,p2=2.5MPa,[σ]1=111MPa,b2=100mm,
计算过程:
tT=0.5(D1+D2)sin2
=0.5(1500+1555)sin5.4°=143.8mmt0=姨pT=姨=146.9mmd0/t0=41/146.9=0.28t0/d0=3.583

姨姨姨姨姨姨1.8+2.3d姨f姨姨5=π姨0
姨姨1+1.3
ln0
姨姨姨姨姨姨0
姨姨

=π,1+1.31.8+2.3×0.28
蜂窝夹套的结构如图1所示。
1设计条件
容器筒体直径D1=1500mm,材质0Cr18Ni9,
2.3.2蜂窝夹套结构容器的计算
计算参数

图1蜂窝夹套结构
tp=150mm,D1=1500mm,D2=1555mm,p1=-0.1MPa,p2=2.5MPa,[σ]1=111MPa,δT=5.4×2=10.8°,d0=41mm,DR=1500mm,[σ]2=134.5MPa。
=1-0.1×1500×1500×(8-0.8)+1002
4×111(8-0.8)1500(8-0.8)+0.5×1002
=0.93

p2=0.74<0.932所以可以取S1=8mm。
在夹套内设置螺旋导流板,不但能为夹套内的流体导流,更好地加热或冷却容器内的物料,而且容器筒体因外压计算长度减小而使计算壁厚减小。
筒体按GB150《钢制压力容器》外压圆筒来计算,所用计算软件为SW6-1998,计算结果(过程略)为:筒体壁厚S1=36mm,夹套壁厚S2=18mm。
2.3蜂窝锥体型
2.3.1蜂窝夹套的结构

姨,姨π,1.8+2.3d0
姨,姨f,姨5=,1+1.3
姨,ln0
姨,姨,,姨0
姨姨

=1.8+2.3×2
,1+1.30.735

=24.8
求f 6时,取
,,,1.0,对于蜂窝锥体连接
,m=
,,,,,,,,,,,,,
min,1,
a,S
0,2
,2


,,对于蜂窝短管连接,
m=0.49

姨,,,1.3+m+,d来自姨姨f,姨6=π21+1.3mt0
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