液氯卧式储罐设计

目录

第1章绪论 (1)

第2章工艺设计 (3)

2.1 储罐存储量 (3)

2.2 储罐设备的选型 (3)

第3章结构设计 (5)

3.1 筒体及封头设计 (5)

3.1.1材料的选择 (5)

3.1.2 筒体壁厚设计 (5)

3.1.3 封头壁厚设计 (6)

3.2 接管的选取 (6)

3.3 法兰的选取 (7)

3.4 垫片的选取 (8)

3.5 螺栓的选取 (8)

3.6 人孔的选取 (9)

3.6.1 人孔的结构设计 (9)

3.6.2 核算开孔补强 (10)

3.7 安全阀、液位计和压力表的选取 (12)

3.8 容器支座的设计 (14)

3.8.1 支座的选择 (14)

3.8.2 鞍座位置的确定 (15)

3.9 总体布局 (16)

第4章强度计算 (17)

4.1 弯矩和剪力的计算 (17)

4.2 圆筒轴向应力计算及校核 (19)

4.2.1 圆筒轴向应力计算 (19)

4.2.2 圆筒轴向应力校核 (19)

4.3 圆筒和封头切应力计算及校核 (19)

4.4 鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (20)

第5章焊接结构设计 (22)

5.1 焊接接头设计 (22)

5.2 焊条的选择 (24)

设计心得 (24)

参考文献 (25)

第1章绪论

在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐，如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等；

储罐有多种分类方法，按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐；按温度划分为低温储罐(或称为低温储槽)、常温储罐(＜90℃) 和高温储罐(90～250℃ )；按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐；按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备，目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。

储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳，而平盖（或平封头）、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚）以及弹性基础圆平板。上述7种壳和板可以组合成各种储罐结构形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的储罐。图1.1为一台卧式储罐的总体结构图，下面结合该图对储罐的基本组成作简单介绍。

图1.1储罐总体结构

(1) 筒体

筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是储罐最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。圆柱形筒体(即圆筒) 和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。圆筒按其结构可分为单层式和组合式两大类。

(2) 封头

根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中球形、椭圆形、碟形和球冠形封头又统称为凸形封头。

(3) 法兰

储罐上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式连接、容器接管与外管道间的可拆连接以及人孔、手孔盖的连接等，储罐能否正常、安全地运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。

(4) 开孔与接管

由于工艺要求和检修的需要，常在储罐的筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。

筒体或封头上开孔后，开孔部位的强度被削弱，并使该处的应力增大。这种削弱程度随开孔直径的增大而加大，因而容器上应尽量减少开孔的数量，尤其要避免开大孔。对容器上已开设的孔，还应进行开孔补强设计，以确保所需的强度。

(5) 支座

储罐靠支座支承并固定在基础上。圆筒形容器和球形容器的支座各不相同，圆筒形容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种；而球形容器多采用柱式或裙式支座。

(6) 安全附件

由于储罐的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证储罐的使用安全和工艺过程的正常进行。储罐的安全附件主要有安全阀、爆破片装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等。

上述六大部件(筒体、封头、法兰、开孔接管、支座及安全附件) 即构成了一台储罐的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身；对于用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器，则须在外壳内装入工艺所要求的内件，才能构成一个完整的产品。

第2章 工艺设计

2.1 储罐存储量

盛装液氯的储罐设计存储量

t V ρW ?=

式中：W ----存储量，t ； φ----装量系数； V -----储罐容积，m 3；

ρt ----设计温度下的饱和溶液的密度，t/m 3。

由《某些无机物重要物理性质表》查得，液氯的密度为1314kg/m3。 根据设计条件t 282631412580...V ρW t =??==?

2.2 储罐设备的选型

目前我国普遍采用常温压力储罐一般有两种形式，球形储罐和圆筒型储罐。因为圆筒形储罐加工制造安装简单，安装费用少，但金属耗量大，占地面积大，所以在总储量小于500m 3，单罐容积小于100m 3时，选用卧式储罐比较经济。

粗略计算储罐的内径：L D π

i 24

=25m 3

一般D L =3～6，取D

L

=4，

得1997=i D mm ，圆整为2000mm 。

就力学性能而言，半球形封头效果较好，但是冲压工艺较难，不易成型。

根据GB/T25198-2010《储罐封头》选用EHA 椭圆形封头，公称直径N D =2000mm ，总深度H=525mm ，内表面积A =4.493m 2，容积V =1.1257m3。

图2.1 椭圆形封头

储罐体积V =

32m 2524

=+封头V L D i π

则 m 24.724

1257

.12254

22

2

=??-=

-=

π

π

i D V V L 封头

，圆整得L =7800mm 。

90.32000

7800==i D L 符合设计要求 32m 75.261257.128.744

24

=?+??=

+=

π

π

封头实V L D V i

7%%10025

25

754.26%100=?-=?-V V V 实＞5% 符合设计要求 综上所述，筒体的公称直径为i D =2000mm ，长度L =7800mm 。

第3章 结构设计

3.1 筒体及封头设计

3.1.1材料的选择

考虑液氯的特性以及材料的综合机械性能和使用的经济性，根据《过程设备设计》选择Q345R 作为制造筒体和封头的材料。Q345R 为储罐专用钢板，50℃时的许用应力

[]MPa 170=t σ（δ=6～16mm ）。

3.1.2 筒体壁厚设计

（1）设计压力P

液氯储罐的工作温度-10℃～50℃，故取设计温度t =50℃。由《储罐介质手册》查得该温度下的绝对饱和蒸气压为1.401MPa 。在本次设计中的液氯储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.05～1.1倍，所以设计压力P =1.1×（1.401－0.1）=1.432MPa 。 （2）液柱静压力静P

M P a 026.0281.91314=??==i gD P ρ静

（3）计算压力c P

%82.1100432

.1026

.0=?=

P P 静＜5%， 可忽略液柱静压力影响，所以 c P =P =1.432MPa 。 （4）焊接接头系数φ

本次液氯储罐的设计采用双面焊对接接头，100%无损检测，焊接接头系数φ取1。 （5）筒体计算厚度δ

[]mm 46.8432

.1117022000

432.12=-???=-=

c t

i c P D P φσδ 取厚度负偏差m m 25.01=C ，腐蚀裕度m m 22=C ； 设计厚度m m 71.10225.046.821=++=++=C C d δδ 查《钢材标准规格》，将其圆整为12mm ；

即名义厚度mm 12=n δ，有效厚度m m 75.9225.01221=--=--=C C n e δδ。 检查：mm 12=n δ在6～16mm 范围，故名义厚度取12mm 合适。 （6）水压试验

水压试验时，液体的温度不低于5℃，取20℃； Q345R ：[][]170==t

σσMPa ，345=s σMPa 。

[][]79.11432.125.125.1=??==t

T P

P σσMPa

水压试验时应力： 48.18475

.92)

75.92000(79.12)(=?+?=+=

e e i T T D P δδσMPa

水压试验许用应力：50.31034519.09.0=??=s φσMPa

T σ＜s φσ9.0 故筒体满足水压试验要求。

3.1.3 封头壁厚设计

标准椭圆形封头形状系数k=1。

[]mm 44.8432

.15.0117022000432.115.02=?-????=-=

c t

i c P D KP φσδ 取厚度负偏差m m 25.01=C ，腐蚀裕度m m 22=C ； 设计厚度m m 69.10225.044.821=++=++=C C d δδ 查《钢材标准规格》，将其圆整为12mm 与筒体相等；

即名义厚度mm 12=n δ，有效厚度m m 75.9225.01221=--=--=C C n e δδ。 检查：mm 12=n δ在6～16mm 范围，故名义厚度取12mm 合适。

3.2 接管的选取

液氯储罐应设置物料进口，物料出口，安全阀口，排污口，进气口，放气口，液位计口，压力表口，人孔。根据5.2=N P MPa 查《无缝钢管标准》GB/T8163-2013，材料为20钢时，各接管尺寸如表3-1。

表3-1 接管表

名称 公称直径 外径×壁厚 连接尺寸标准 理论质量kg/m

物料进管 50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 物料出管 50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 安全阀管 50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 排污管 50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 进气管 50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 放气管 50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 液位计管 40 φ45×10 HG20595-2009 11.21 压力表管 40 φ45×10 HG20595-2009 11.21 人孔

450

φ480×12

HG20595-2009

265

3.3法兰的选取

查HG/T20592-2009《钢制管法兰》，

P=2.5MPa时，法兰材料用20钢。设计温度为

N

50℃时，最大允许工作压力为2.25MPa，故公称压力选用2.5MPa。查HG/T20592-2009《钢制管法兰》，根据公称压力2.5MPa，公称直径50mm和40mm选择法兰，但考虑到连接面形式和剧毒介质液氯的密封要求较高，综合各种因素，故选用带颈对焊法兰，如图3.1所示，密封面型式为FM。法兰参数如表3-2所示。

表3-2法兰尺寸表

3.4 垫片的选取

因为公称压力为2.5MPa，而且工作温度不是太高，液氯的腐蚀性可以忽略，该密封属于静密封，压紧面安装时易于对中，还能有效的防止金属垫片被挤出压紧面，所以垫片选用石棉橡胶垫片即可满足要求，查HG/T20606-2009《钢制管法兰用非金属平垫片》得垫片尺寸，如表3-3。垫片结构如图3.2所示。

图3.2垫片结构

表3-3垫片尺寸表

管口名称公称直径

D N(mm)

内径

D1(mm)

外径

D2(mm)

厚度

δ(mm)

物料进管50 61 87 1.5

物料出管50 61 87 1.5

安全阀管50 61 87 1.5

排污管50 61 87 1.5

进气管50 61 87 1.5

放气管50 61 87 1.5

液位计管40 45 75 1.5

压力表管40 45 75 1.5

3.5螺栓的选取

根据密封所需压紧力大小计算螺栓载荷，选择合适的螺柱材料。计算螺栓直径与个数，

按螺纹和螺栓标准确定螺栓尺寸。选择螺栓材料为Q235-A。查HG20613-2009《钢制管法兰用紧固件》的螺栓长度和平垫片尺寸，如表3-4。

表3-4螺栓及垫圈尺寸

紧固件用平垫圈mm 管口名称公称直径螺纹螺柱长

d1d2h 物料进管50 M16 90 17 30 3

物料出管50 M16 90 17 30 3

安全阀管50 M16 90 17 30 3

排污管50 M16 90 17 30 3

进气管50 M16 90 17 30 3

放气管50 M16 90 17 30 3

液位计管40 M16 90 17 30 3

压力表管40 M16 90 17 30 3

3.6 人孔的选取

3.6.1 人孔的结构设计

D 查《储罐与化工设备实用手册》，采用回转盖带颈对焊法兰人孔。人孔的公称直径

N =450mm，以方便工作人员的进入检修。配套法兰与上面的法兰类型相同，根据HG/T

P=2.5MPa选用突面的密封形式RF型，采21518-2005《回转盖带颈对焊法兰人孔》，由

N

用8.8级35CrMoA等长双头螺柱连接。人孔尺寸如表3-5，结构如图3.3。

密封面型式公称压MPa 公称直径d W×S d D D1 RF 2.5 450 480×12 456 670 600

H1H2 b b1b2 A B

250 121 42 41 46 375 175

L d 0 螺柱数量 螺母数量 螺柱尺寸 总质量 kg 回转盖 250

24

20

40

M33×2×165

265

带颈对

焊法兰

图3.3 人孔结构示意图

3.6.2 核算开孔补强

根据GB150，当设计压力小于或等于2.5MPa 时，在壳体上开孔，两相邻开孔中间的间距大于两孔直径之和的2.5倍，且接管公称外径不大于89mm 时，接管厚度满足要求，不另行补强。本次设计人孔的公称外径为450mm ，大于89mm ，所以进行补强圈补强。 （1）补强设计方法判别

开孔直径 m m 5.45425.224502=?+=+=C d d i

mm 10002

20002＜==i D d

满足等面积开孔补强计算的适用条件，故采用等面积法进行开孔补强计算。 （2）开孔所需补强面积

接管材料选用20号钢，根据《材料许用应力表》查得[]=t

σ137 MPa ；

)1(2r et f d A -+=δδδ

其中：壳体开孔处计算厚度δ=8.4592mm 。

接管有效厚度 m m 75.9225.01221=--=--=C C nt et δδ 强度削弱系数

[][]81.0170

137

==

=

t

t n r f σσ 开孔所需补强面积为

71.3876)81.01(75.94592.824592.85.454)1(2=-???+?=-+=r et f d A δδδmm 2

（3）有效补强范围

有效补强范围的宽度B

?

??=?+?+=++==?==mm 50.5021221225.45422mm 9095.45422nt n d B d B δδ

取二者中较大值，故B =909mm 。 有效补强范围的外侧高度1h

????

?===?==mm

200mm

85.73125.45411接管实际外伸高度h d h nt δ 取二者中较小值，故1h =73.85mm 。 有效补强范围的内侧高度2h

????

?===?==mm

0mm

85.73125.45422接管实际外伸高度h d h nt δ 取二者中较小值，故2h =0mm 。 （4）补强范围内补强金属面积e A

1A ----壳体有效厚度减去计算厚度之外的多余面积。

2

111mm 79.581)81.01)(4592.875.9(75.29)4592.875.9)(5.454909()

1)((2))((=-----=-----=A A f d B A r e et e δδδδδ

2A ----接管有效厚度减去计算厚度之外的多余面积。

接管计算厚度 []mm 36.2432

.111372450

432.12=-???=-=

c t

i c t P D P φσδ

2

222212mm 28.879081.0364.275.985.732)(2)(2=+?-??=-+-=A A f C h f h A r et r t et ）（δδδ 3A ----有效补强区内焊缝金属截面积。

由于本次设计的储罐是存放有毒介质的，所以选用D 类接头形式焊接; 223mm 36622

1

=??=A

2321mm 07.14973629.87988.581=++=++=A A A A e

（5）补强圈的选取

因为＜e A A ，所以需另加补强，其补强面积为：

24mm 64.237907.149771.3876=-=-=e A A A

mm 93.7460

760635

.2379124=-=-=

D D A n δ

查表JB/T4736-2012规定的补强圈尺寸系列，应选用的补强圈厚度为10mm ，补强材料与筒体材料相同，为Q345R 。

3.7 安全阀、液位计和压力表的选取

（1）安全阀的选用

安全阀的作用是通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力。其优点是仅排放容器内高于规定值的部分压力，当容器内的压力降至稍低于正常操作压力时，能自动关闭，避免一旦容器超压就把全部气体排出而造成浪费和中断生产；可重复使用多次，安装调整也比较容易。但密封性能较差，阀的开启有滞后现象，泄压反应较慢。

安全阀主要由阀座、阀瓣和加载机构组成。阀瓣与阀座紧扣在一起形成一密封面，阀瓣上面是加载机构。图3.4为弹簧式安全阀。

图3.4 弹簧式安全阀

当容器内的压力处于正常工作压力时，容器内介质作用于阀瓣上的力小于加载机构施加在它上面的力，两力之差在阀瓣与阀座之间构成密封比压，使阀瓣紧压着阀座，容器内的气体无法排出；当容器内压力超过额定的压力并达到安全阀的开启压力时，介质作用于阀瓣上的力大于加载机构加在它上面的力，于是阀瓣离开阀座，安全阀开启，容器内的气体通过阀座排出。如果容器的安全泄放量小于安全阀的额定排放量，经一段时间泄放后，容器内压力会降到正常工作压力以下(即回座压力)，此时介质作用于阀瓣上的力已低于加载机构施加在它上面的力，阀瓣又回落到阀座上，安全阀停止排气，容器可继续工作。安全阀通过作用在阀瓣上的两个力的不平衡作用，使其关闭或开启，达到自动控制储罐超压的目的。

安全阀的选用应综合考虑储罐的操作条件、介质特性、载荷特点、容器的安全泄放量、防超压动作的要求(动作特点、灵敏性、可靠性、密闭性)、生产运行特点、安全技术要求，以及维修更换等因素。对于易燃、毒性程度为中度以上危害的介质，必须选用封闭式安全阀，如需带有手动提升机构，须采用封闭式带扳手的安全阀；对空气或其他不会污染环境的非易燃气体，可以选用敞开式安全阀；高压容器及安全泄放量较大而壳体的强度裕度又不太大的容器，应选用全启式安全阀；微启式安全阀宜用于排量不大，要求不高的场合；高温容器宜选用重锤杠杆式安全阀或带散热器的安全阀，不宜选用弹簧式安全阀。

由于液氯属于有毒介质，高度危害，所以需要气体全部通过排气管排放，介质不能向 外泄漏故选用弹簧全启全封闭安全阀。根据由本设计的温度、压力、介质等基本参数，选择型号为A42H- 16C 的安全阀。 （2）液位计的选用

本次设计选用磁性浮子液位计。由于工作温度最低-10℃最高50℃， 密度粘度也随之变化，又根据简体内径i D =2000mm ，公称压力N P =1.6MPa ，所以选用此液位计。采用磁性浮子液位计，普通型，压力等级为1.6 MPa 。

根据实际要求，选用液位计的长度为2400mm 。标记HG/T21584-1995UZ1.6M-2400- 1.314 BF321C 。 （3）压力表的选择

压力表是用来测量压力的仪表，在储罐上装设压力表后，可直接测出容器内介质的压力值，以便一旦发生异常情况时，可及时发现和作出处理。图3.5为Y-B 系列压力表。

图3.5 Y-B 系列全不锈钢压力表

压力表的最大量程，即表盘刻度极限值应与容器的工作压力相适应。压力表的量程一般为容器最高工作压力的1.5～3倍，最好取2倍。在稳定压力下，最高工作压力不应超过刻度极限的70%；在波动压力下，不应超过60%。如果压力表的量程与容器的工作压力相比过大，则由于同样精确度的压力表，量程越大时，其允许误差的绝对值和肉眼观察的偏差就越大，会影响压力读数的准确性。反之如果容器的工作压力接近或等于压力表刻度的极限值，则会使压力表中的弹性元件长期处于最大的变形状态下，容易产生永久变形，引起压力表的误差较大和使用寿命降低。更值得注意的是，选择量程过小的压力表后，万一储罐超压运行，压力表指针转一圈接近零位会误认为无压力，从而造成不应发生的事故。

储罐用压力表必须具有足够的精度，低压容器上装设的压力表精度应不低于2.5 级，中、高压和超高压容器上应不低于1.5级。

根据《压力表选型手册》和经济耐用性原则，首先选用通用型压力表，又由于工作地点在室外，容易腐蚀，所以选择全不锈钢压力表。根据尺寸表和压力值，故最后确定选用Y-60B 型号的全不锈钢压力表。

3.8 容器支座的设计

3.8.1 支座的选择

本卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-A.F 。 （1）估算鞍座的负荷:

储罐总质量：43212m m m m m +++=

1m 筒体质量：63.46167850012.08.7214.31=????==δρπDL m kg

2m 单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002 《钢制储罐用封头》，3.3452=m kg 3m 充液质量：756.35154754.2613143=?==实V m ρkg

4m 附件质量：人孔质量为265kg ，其他接管质量总和估100kg ，即4m = 365kg

所以，986.40826365756.351543.345263.461624321=++?+=+++=m m m m m kg

40051381.9986.40826=?==mg G N ，

每个鞍座承受的重量为200257N ，查JB/T4712.1-2007《容器支座》，选取轻型，焊制为A ，包角为120，有垫板的鞍座。鞍座尺寸如表3-6，结构如图3.6。

表3-6 鞍座结构尺寸

图3.6 鞍式支座

3.8.2 鞍座位置的确定

中国现行标准JB/T 4731-2005《钢制卧式容器》规定A ≤0.2(L +2h )，A 最大不超过0.25L ，否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。

由标准椭圆封头

2)(2=-h H D i ，255005254

=-=-=i D

H h mm

故A≤0.2(L+ 2h)=0.2×(7800+ 2×25)= 1750mm

由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗弯刚度，故封头对于圆筒的抗弯刚度具有局部的加强作用。若支座靠近封头，则可充分利用封头对支座处圆筒截面的加强作用。

因此JB/T 4731还规定当满足A≤0.2(L+2h)时，最好使A≤0.5

R，

i

即A≤0.5×1000=500mm

综上所述：A=500mm

鞍座标记为：JB/T4712.1-2007 支座 A 2000-F

JB/T4712.1-2007 支座A 2000-S

3.9 总体布局

液氯卧式储罐总体布局如图3.7所示。液氯进口管外伸高度150mm，液氯出口管外伸高度150mm，排污管外伸高度150mm，进/出气管外伸高度150mm；安全阀管外伸高度150mm，压力表管外伸高度150mm，液位计管外伸300mm，人孔外伸高度400mm。

接管与接管间距700mm，接管与封头间距900mm，接管与人孔间距1100mm，与焊缝距离不小于150mm，鞍座距封头切线500mm。

图3.7 卧式储罐

第4章 强度计算

4.1 弯矩和剪力的计算

双鞍座卧式储罐结构简图如图所示。

图4.1 双鞍座卧式储罐

鞍座的反力：2002572

==

G

F N 圆筒内半径：100022000

2==

=i i D R mm 封头曲面深度：H =500 mm 封头切线间距离：L =7850 mm 鞍座离封头切线距离：A =500 mm （1）鞍座跨中截面处的弯矩

）（A L C F M -=11

278.0785035004147850500785010002134142122221=?

?? ??

??+???

????????? ??-??? ??+=??? ??+??????????? ??-??? ??+=

L H L H L R C i 8111037.35007850278.0200257?=-??=-=）（）（A L C F M N·mm

（2）鞍座截面处的弯矩

??

?

??-+-=

23

221C A R C L A C FA M i 085.17850

3500

413412=??+=+

=L H C 048.07850

10002500100022

2223=??-=-=L R H R C i i

mm N 108.5085.150********.078505001085.1500200257172322??-=???

??-?+-

?=??

? ??-+-=

C A R C L A C FA M i （3）鞍座截面处的剪力

因为鞍座离封头切线距离i R A 5.0≤，故鞍座截面处的剪力N 200257==F V 。 剪力图、弯矩图如图所示。

图4.2 剪力图

图4.3

弯矩图

4.2 圆筒轴向应力计算及校核

4.2.1 圆筒轴向应力计算

（1）两鞍座跨中截面处圆筒的轴向应力

跨中截面最高点

98.15275

.9100014.31037.375.921000432.122

8

211-=???-??=-=e i e i c R M R P δπδσMPa 跨中截面最低点

50.8475

.9100014.31037.375.921000432.122

8

212=???+??=+=e i e i c R M R P δπδσMPa （2）鞍座截面处圆筒的轴向应力

鞍座截面最高点

33.7575

.9100014.31108.575.921000432.1227

2123=????--??=-=e i e i c R K M R P δπδσMPa

鞍座截面最底点

54.7175

.9100014.31108.575.921000432.1227

2224=????-+??=+=e i e i c R K M R P δπδσMPa

4.2.2 圆筒轴向应力校核

在操作工况条件下，轴向拉应力不得超过材料在设计温度下的许永应力[]t

σφ，压应力

不应超过轴向许用临界应力[]cr σ和材料的[]t

σ。

1=φ，[]170=t

σMPa

MPa 54.71MPa 33.75MPa 50.84MPa 98.1524321===-=σσσσ，，，，均小于[]t σ，故满足强度要求。

4.3 圆筒和封头切应力计算及校核

（1）鞍座截面处无加强圈但i R A 5.0≤被封头加强的圆筒最大切应力

401.0880.043==K K ，；

07.1875

.91000200257

88.03

=??==e i R F K δτMPa （2）封头切应力

24.875

.91000200257

401.04

=??

==he

i h R F K δτMPa