T0802过程设备强度计算书.docx
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T0802过程设备强度计算书
塔设备校核
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算条件
塔型
填料
容器分段数（不包括裙座）
1
压力试验类型
液压
封头
上封头
下封头
材料名称
Q345R
Q345R
名义厚度（mm）
10
10
腐蚀裕量（mm）
3
3
焊接接头系数
0.85
0.85
封头形状
椭圆形
椭圆形
圆筒
设计压力（Mpa）
设计温度（℃）
长度（mm）
名义厚度（mm）
内径/外径（mm）
材料名称（即钢号）
1
0.1
175
10550
10
1200
Q345R
2
3
4
5
6
7
8
9
10
圆筒
腐蚀裕量（mm）
纵向焊接接头系数
环向焊接接头系数
外压计算长度（mm）
试验压力（立）（Mpa）
试验压力（卧）（Mpa）
1
3
0.85
0.85
0
0.2188
0.325631
2
3
4
5
6
7
8
9
10
内件及偏心载荷
介质密度
kg/m3
1000
塔釜液面离焊接接头的高度
mm
1100
塔板分段数
1
2
3
4
5
塔板型式
塔板层数
每层塔板上积液厚度
mm
最高一层塔板高度
mm
最低一层塔板高度
mm
填料分段数
1
2
3
4
5
填料顶部高度
mm
7390
填料底部高度
mm
5140
填料密度
kg/m3
250
集中载荷数
1
2
3
4
5
集中载荷
kg
集中载荷高度
mm
集中载荷中心至容器中心线距离
mm
塔器附件及基础
塔器附件质量计算系数
1.2
基本风压
N/m2
450
基础高度
mm
100
塔器保温层厚度
mm
50
保温层密度
kg/m3
200
裙座防火层厚度
mm
50
防火层密度
kg/m3
200
管线保温层厚度
mm
50
最大管线外径
mm
100
笼式扶梯与最大管线的相对位置
90
场地土类型
II
场地土粗糙度类别
B
地震设防烈度
低于7度
设计地震分组
第一组
地震影响系数最大值max
3.28545e-66
阻尼比
0.01
塔器上平台总个数
2
平台宽度
mm
600
塔器上最高平台高度
mm
9740
塔器上最低平台高度
mm
3770
裙座
裙座结构形式
圆筒形
裙座底部截面内径
mm
1200
裙座与壳体连接形式
对接
裙座高度
mm
3000
裙座材料名称
Q345R
裙座设计温度
℃
235
裙座腐蚀裕量
mm
3
裙座名义厚度
mm
15
裙座材料许用应力
MPa
172.76
裙座与筒体连接段的材料
裙座与筒体连接段在设计温度下许用应力
MPa
裙座与筒体连接段长度
mm
裙座上同一高度处较大孔个数
2
裙座较大孔中心高度
mm
900
裙座上较大孔引出管内径（或宽度）
mm
450
裙座上较大孔引出管厚度
mm
6
裙座上较大孔引出管长度
mm
100
地脚螺栓及地脚螺栓座
地脚螺栓材料名称
Q235
地脚螺栓材料许用应力
MPa
147
地脚螺栓个数
8
地脚螺栓公称直径
mm
24
全部筋板块数
16
相邻筋板最大外侧间距
mm
369.532
筋板内侧间距
mm
70
筋板厚度
mm
12
筋板宽度
mm
100
盖板类型
整块
盖板上地脚螺栓孔直径
mm
40
盖板厚度
mm
17
盖板宽度
mm
0
垫板
有
垫板上地脚螺栓孔直径
mm
27
垫板厚度
mm
12
垫板宽度
mm
50
基础环板外径
mm
1770
基础环板内径
mm
1450
基础环板名义厚度
mm
17
计算结果
容器壳体强度计算
元件名称
压力设计
名义厚度（mm）
直立容器校核
取用厚度（mm）
许用内压（MPa）
许用外压（MPa）
下封头
10
10
1.761
第1段圆筒
10
10
1.756
第1段变径段
第2段圆筒
第2段变径段
第3段圆筒
第3段变径段
第4段圆筒
第4段变径段
第5段圆筒
第5段变径段
第6段圆筒
第6段变径段
第7段圆筒
第7段变径段
第8段圆筒
第8段变径段
第9段圆筒
第9段变径段
第10段圆筒
上封头
10
10
1.761
裙座
名义厚度（mm）
取用厚度（mm）
15
15
风载及地震载荷
0－0
A－A
裙座与筒体连接段
1－1（筒体）
1－1（下封头）
2－2
3－3
操作质量
10030.8
9473.59
8014.15
8014.15
最小质量
7879.1
7321.92
5862.49
5862.49
压力试验时质量
20353.7
19796.5
5862.49
5862.49
风弯矩
1.012e+08
8.816e+07
6.076e+07
6.076e+07
Mca（I）
Mca（II）
顺风向弯矩
（I）
顺风向弯矩
（II）
组合风弯矩
1.012e+08
8.816e+07
6.076e+07
6.076e+07
地震弯矩
注:
计及高振型时,此项按B.24计算
0
0
0
0
偏心弯矩
0
0
0
0
最大弯矩
需横风向计算时
1.012e+08
8.816e+07
6.076e+07
6.076e+07
垂直地震力
0
0
0
0
应力计算
4.48
4.48
2.23
2.60
3.11
3.11
7.65
9.26
8.02
8.02
2.28
2.28
9.80
9.80
4.53
5.44
2.28
2.28
2.29
2.78
2.41
2.41
[]t
172.76
172.76
186.00
172.76
B
123.18
123.18
122.69
122.69
组合应力校核
（内压）,
（外压）
9.38
9.38
许用值
189.72
176.22
（内压）,
（外压）
9.88
11.87
10.29
10.29
许用值
147.82
147.82
147.22
147.22
9.93
9.93
许用值
310.50
310.50
6.82
8.22
4.68
4.68
许用值
160.12
160.12
138.26
165.91
29.32
29.32
许用值
310.50
310.50
校核结果
合格
合格
合格
合格
注1:
ij中i和j的意义如下
i=1操作工况j=1设计压力或试验压力下引起的轴向应力（拉）
i=2检修工况j=2重力及垂直地震力引起的轴向应力（压）
i=3液压试验工况j=3弯矩引起的轴向应力（拉或压）
[]t设计温度下材料许用应力B设计温度下轴向稳定的应力许用值
注2:
A1:
轴向最大组合拉应力A2:
轴向最大组合压应力
A3:
液压试验时轴向最大组合拉应力A4:
液压试验时轴向最大组合压应力
:
试验压力引起的周向应力
注3:
单位如下
质量:
kg力:
N弯矩:
Nmm应力:
MPa
计算结果
地脚螺栓及地脚螺栓座
基础环板抗弯断面模数
mm3
2.99214e+08
基础环板面积
mm2
809274
基础环板计算力矩
Nmm
6703.71
基础环板需要厚度
mm
16.54
基础环板厚度厚度校核结果
合格
混凝土地基上最大压应力
MPa
0.46
地脚螺栓受风载时最大拉应力
MPa
0.24
地脚螺栓受地震载荷时最大拉应力
MPa
-0.04
地脚螺栓需要的螺纹小径
mm
17.579
地脚螺栓实际的螺纹小径
mm
20.752
地脚螺栓校核结果
合格
筋板压应力
MPa
3.79
筋板许用应力
MPa
94.98
筋板校核结果
合格
盖板最大应力
MPa
62.38
盖板许用应力
MPa
147
盖板校核结果¦
合格
裙座与壳体的焊接接头校核
焊接接头截面上的塔器操作质量
kg
8014.15
焊接接头截面上的最大弯矩
Nmm
6.0756e+07
对接接头校核
对接接头横截面
mm2
44107.9
对接接头抗弯断面模数
mm3
1.32324e+07
对接焊接接头在操作工况下最大拉应力
MPa
2.81
对接焊接接头拉应力许可值
MPa
124.387
对接接头拉应力校核结果
合格
搭接接头校核
搭接接头横截面
mm2
搭接接头抗剪断面模数
mm3
搭接焊接接头在操作工况下最大剪应力
MPa
搭接焊接接头在操作工况下的剪应力许可值
MPa
搭接焊接接头在试验工况下最大剪应力
MPa
搭接焊接接头在试验工况下的剪应力许可值
MPa
搭接接头拉应力校核结果
主要尺寸设计及总体参数计算结果
裙座设计名义厚度
mm
15
容器总容积
mm3
1.24746e+10
直立容器总高
mm
13900
壳体和裙座质量
kg
4762.11
附件质量
kg
952.422
内件质量
kg
0
保温层质量
kg
536.835
平台及扶梯质量
kg
1627.73
操作时物料质量
kg
2151.67
液压试验时液体质量
kg
12474.6
吊装时空塔质量
kg
5714.53
直立容器的操作质量
kg
10030.8
直立容器的最小质量
kg
7879.1
直立容器的最大质量
kg
20353.7
空塔重心至基础环板底截面距离
mm
6319.75
直立容器自振周期
s
0.24
第二振型自振周期
s
第三振型自振周期
s
临界风速（第一振型）
临界风速（第二振型）
雷诺系数
设计风速
风载对直立容器总的横推力
N
14858.3
地震载荷对直立容器总的横推力
N
0
操作工况下容器顶部最大挠度
mm
2.25298
容器许用外压
MPa
注：
内件质量指塔板质量；
填料质量计入物料质量；
偏心质量计入直立容器的操作质量、最小质量、最大质量中。
上封头校核计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
0.10
MPa
设计温度t
175.00
C
内径Di
1200.00
mm
曲面深度hi
300.00
mm
材料
Q345R（板材）
设计温度许用应力t
186.00
MPa
试验温度许用应力
189.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
3.00
mm
焊接接头系数
0.85
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
PT=1.25Pc
=0.2188（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过的应力t
T0.90s=310.50
MPa
试验压力下封头的应力
T=
=23.12
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K=
=1.0000
计算厚度
h=
=0.38
mm
有效厚度
eh=nh-C1-C2=6.70
mm
最小厚度
min=3.00
mm
名义厚度
nh=10.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
132.79
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[Pw]=
=1.76054
MPa
结论
合格
下封头校核计算
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
椭圆封头简图
计算压力Pc
0.11
MPa
设计温度t
175.00
C
内径Di
1200.00
mm
曲面深度hi
300.00
mm
材料
Q345R（板材）
设计温度许用应力t
186.00
MPa
试验温度许用应力
189.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
3.00
mm
焊接接头系数
0.85
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
PT=1.25Pc
=0.3256（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过的应力t
T0.90s=310.50
MPa
试验压力下封头的应力
T=
=34.40
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
厚度及重量计算
形状系数
K=
=1.0000
计算厚度
h=
=0.43
mm
有效厚度
eh=nh-C1-C2=6.70
mm
最小厚度
min=3.00
mm
名义厚度
nh=10.00
mm
结论
满足最小厚度要求
重量
132.79
Kg
压力计算
最大允许工作压力
[Pw]=
=1.76054
MPa
结论
合格
内压圆筒校核
计算单位
中航一集团航空动力控制系统研究所
计算所依据的标准
GB150.3-2011
计算条件
筒体简图
计算压力Pc
0.11
MPa
设计温度t
175.00
C
内径Di
1200.00
mm
材料
Q345R（板材）
试验温度许用应力
189.00
MPa
设计温度许用应力t
186.00
MPa
试验温度下屈服点s
345.00
MPa
钢板负偏差C1
0.30
mm
腐蚀裕量C2
3.00
mm
焊接接头系数
0.85
厚度及重量计算
计算厚度
=
=0.42
mm
有效厚度
e=n-C1-C2=6.70
mm
名义厚度
n=10.00
mm
重量
3148.07
Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型
液压试验
试验压力值
PT=1.25P
=0.3256（或由用户输入）
MPa
压力试验允许通过
的应力水平T
T0.90s=310.50
MPa
试验压力下
圆筒的应力
T=
=34.50
MPa
校核条件
TT
校核结果
合格
压力及应力计算
最大允许工作压力
[Pw]=
=1.75565
MPa
设计温度下计算应力
t=
=9.98
MPa
t
158.10
MPa
校核条件
t≥t
结论
合格
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