3000立方米LPG球罐设计说明书

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1、毕业设计（论文）任务书题目3000立方米LPG球罐设计学生姓名学号专业班级设计论文1内容及基本要求基本参数公称容积：3000立方米 储存介质：LPG 设计压力：1.8MP 设计温度：-20 C 50 C 建设地点：西安 场地类别：II类场地土设计要求1撰写设计说明书一份，内容包括： 结构设计强度设计附件设计等2绘零号图三张（总装图机画两张，零件图一张） 3翻译外文资料一篇（不少于15000字符）.设计（论文）起止时间20xx年x 月x 日至20xx 年x月 x 日设计（论文）地点指导教师签名年 月曰系（教研室）主任签名年月日学生签名年 月曰3000 立方 米 LPG 球 罐设 计摘 要：本设计

2、以GB12337-89钢制球形储罐和GB150-89 钢制压力容器为设计依据，综合国内外现有的制造技术设计了 3000m3LPG 储罐。在以安全为原则的基础上综合考虑经济适用性、 产品质量、施工建造可行性、国内现有的建造技术等方面的因素， 设计出公称直径为18000mm、壁厚为44mm的大型球罐。本设计 在选材方面考虑了多种材料的特性，最后确定 07CrMnMoVR 为本 球罐的材料。同样，本设计在球罐选型及支撑方式的选择上也应 用多种形式作比较最终确定混合式结构、可调式拉杆支撑最合 理。最后进行强度及稳定性校核，校核结果显示本设计的结构既 安全又经济。关键词：球罐，安全，经济The Desi

3、gn Of 3000m3 LPG Spherical TankAbstract: the design Of 3000m 3 LPG spherical tank is basis on both the GB12337-89 steel spherical tanks and GB150-89 design of steel pressure vessel, considering the existing manufacturing technology of tanks both at home and abroad. In the principles of safety ， cons

4、ideration of the economic applicability, product quality and construction feasibility, the existing building technology and other factors, at last the spherical tank is designed for nominal diameter 18000mm、 wall thickness 44mm. The selection of materials in this design is in consideration, compared

5、 with some different properties of materials， finally the 07MnCrMoVR has be choosen.Also, the design and selection of the spherical support is in consideration ，finally hybrid strucure and adjustable tension support seems to be the most reasonable. Finally the strength and stability test, the result

6、 shows this design of structure is safe and economic.Keywords: spherical tank, safety, economy目录1绪论 错误!未定义书签。1.3国内外发展状况 错误!未定义书签2基本尺寸定 错误!未定义书签2.1外形尺寸的确定： 错误!未定义书签2.2材料选择： 错误!未定义书签2.3 球壳设计： 错误!未定义书签3球罐受力分析 错误!未定义书签3.1球罐质量计算： 错误!未定义书签3.2地震载荷计算： 错误!未定义书签3.3风载荷计算： 错误!未定义书签3.4弯矩计算： 错误!未定义书签4强度及稳定性校核 错误!

7、未定义书签4.1支柱计算： 错误!未定义书签4.2脚螺栓计算 错误!未定义书签4.3支柱底板计算： 错误!未定义书签4.4拉杆计算： 错误!未定义书签4.5柱与拉杆连接最低点 a 点应力计算： 错误!未定义书签4.6支柱与球壳，连结焊缝强度 错误!未定义书签4.7开孔补强校核 错误!未定义书签5 球壳分瓣计算 错误!未定义书签5.1 赤道板和上温带合板错误!未定义书签。5.2赤道带错误!未定义书签。5.3极板错误!未定义书签。5.4边极板错误!未定义书签。6 工厂制造及现场组装错误!未定义书签。7 技术经济性分析错误!未定义书签。8 结论错误!未定义书签。参考文献： 错误!未定义书签致谢错误!

8、未定义书签。第一章 绪论 近十几年来球形容器在国外发展的很快，我国球形容器引进建设在七十年代 才得到了飞速发展。通常球罐作为大容量、有压贮存容器，在各工业部门中作为 液化石油气（LPG）、液化天然气（LNG）、液氧、液氮、液氢、液氨、及其他中间 介质的贮存；也油作为压缩空气、压缩气体（氧气、氮气、城市煤气）的贮存。在原子能工业中球罐还作为安全壳（分割有辐射和无辐射区的大型球壳）使 用。总之随着工业的发展，球罐的使用范围也越来越广泛。本设计选择了球形容器主要原因是球罐与常用的圆筒形容器相比有以下特 点：八（1）球罐的表面积最小，即在相同容量下球罐所需要的钢材最少.（2）球罐壳板承载能力比圆筒形容

9、器大一倍，即在相同直径、相同压力下， 采用同样的钢板时球罐的板厚只需圆筒形容器的一半;以上两个特点使球罐在用材远比同样容量、同样压力下的圆筒形容器省料。（3）球罐占地面积小，且可向高度发展，有利于地表面积利用。由于这些特点，再加上球罐基础简单外观漂亮，受风面积小等原因，使球 形容器应用得到扩大。第二章基本尺寸确定一、外形尺寸的确定：3000x34兀得 R=8.948m。圆整 R 到 9000mmV = 4兀R3 = 4兀 x 93 = 3054m333球罐的几何容积为3054立方米因为充装物质为LPG，挥发性比较强所以选充装系数K=0.85十，材料选择：初步选择16Mn和07MnCrMoVR作

10、为球壳材料，按计算结果一综合经济性最好选取材料。接管材料选16Mn，扶梯、支柱材料选10号钢，拉 杆选40MnB，底板选Q235-B。十，球壳设计：根据设计参数，球壳选取混合式五带球罐。t J1 2(K -1) +兀 rctan静夜柱高度按H = 2cos严二1+ 1R代入数据解得H=13600mm设计压力：P=1.8Mpa球壳各带的物料静夜柱高度h =0mm1 h =1155mm2 h =8043mm3h =11739mm4h =13600mm5物料密度P 2=480 kg/m3重力加速度 g=9.81m/s2球壳各带计算压力：p = p + h p g x 10一9ci i 2p = 1.

11、8 MPac1p = p + h p g x 10-9 = 1.8 +1155 x 480 x 9.81 x 10-9 = 1.805MPac 22 2p = p + h p g x 10-9 = 1.8 + 8043 x 480 x 9.81 x 10-9 = 1.840MPac 33 2p = p + h p g x 10-9 = 1.8 +11739 x 480 x 9.81 x 10-9 = 1.855MPac 44 2p = p + h p g x 10-9 = 1.8 +13600 x 480 x 9.81 x 10-9 = 1.864MPac 55 2当材料为16MnR时，焊缝选

12、双面焊100%无损检测，=1.0C = C + C = 1 +1 = 2mm125d2pDc2i4Q讪-pc21.805 x 180004 x 157 -1.805+ 2 = 53.8mm5d3p + C =- pc 31.840 x 180004 x 157 -1.840+2=54.9mm5d4pDc4i4Q讪-pc4+C=1.855x18000+ 2 = 55.3mm4 x 157 -1.8555d5_ p Di4c t9 - pc5+C=1.864 x 18000+ 2 55.6mm4 x 157 -1.864当材料为 07MnCrMoVR 时， 焊缝选双面焊 100%无损检测，=1.0

13、C=C +C =1+1=2mm125d1pDr! i4c t9 - pc1+C=1.8 x 180004 x 203 -1.8+2=42.0mmd2pDc2i4c t9 - pc2+C=1.805 x 180004 x 203 -1.805+2=42.1mm5d3pDC3i4Q t9 一 pc31.840 x 180004 x 203 -1.840+ 2 42.8mm5d4pDc4i40 讪 一 Pc41.855 x 180004 x 203 -1.855+ 2 43.2mm5d5pDc5i4Q 讪 一 pc51.864 x 180004 x 203 -1.864+ 2 43.4mm考虑两种材

14、料均需焊后热处理，但 07MnCrMoVR 的焊接复杂性及焊后缺陷等 比 16MnR 小的多。综合以上因素球壳材料选择 07MnCrMoVR。取球壳的名义厚度5 44mmn第三章 球罐受力分析十， 球罐质量计算：球罐平均直径： D 18044mmcp球壳材料密度；p 7850kg / m 31充装系数：K=0.85水的密度： p 1000kg /m33球壳外径： D 18088mm0基本雪压： q 250N /m2 （以西安地区五十年一遇最大雪压选取）球面积雪系数：C 0.4 s球壳质量：m 兀D2 5 p x 10-9 兀 x 180442 x 44x 7850 x 10-9 353116k

15、g1 cp n 1兀兀物料质量：m D3 p K x 10-9 x 180003 x 480x 0.85 x 10-9 1245248kg2 6i 2 6液压试验是的质量：兀兀m 一 D3 p x 10-9 x 180003 x 1000 x 10-9 3052080kg3 6i 36积雪质量：兀兀m4石 D 旧x 10一6 -矿180883 x .4x 250 x 10一6 - 2618kg保温层质量：因为该设备为常温储罐，所以无需保温）支柱和拉杆质量：支柱选12根，600x18,单段式支柱。支柱长l=10100mm。 材料为 10 号钢。m = 1.01 x 7850 x 兀(3002 一

16、 2912)x 10-6 x 12 + 800 x 7850 x 兀 x 202 x 24 x 10-6 = 9400kg附件质量：人孔2个:工程直径500，质量302kg；人孔接管材料16Mn。 扶梯的设计:本扶梯选择近似球面螺旋线形盘梯。主要参数：球罐内半径：R=9000mm球罐壁板厚度：5 =44mm梯子宽度(包括侧板后)：b=712mm梯子侧板宽：b = 180mm1顶平台板厚度：5二4.5mm1梯子或顶平台板与球面最小距离：t=245mm假想圆球半径：R 二 R + 5 +1 二 9000 + 44 + 245 二 9289mm1顶平台最大半径：R = R2-(R +5 b ) =

17、$92892 -(9000 + 4.5 180)2 = 17972max1111顶平台半径：R R2 2max所以R =17002顶部平台上平面相对于赤道平面的距离：Z = b + !(R 2 R 2) = 180 +$(92892 17002) = 4672mm盘梯中心回转半径：R2 + Rb + (b)2 R 2112 22R + b192892 + 9289 x 712 + 3562 170022 x 9289 + 712= 4672mm盘梯圆柱中心轴线与球心距离：bR2 + Rb + ()2 + R 2 | =丄 12 L2 R + b192892 + 9289 x 712 + 356

18、2 +170022 x 9289 + 712= 4972.3mm盘梯终点的水平回转角:r9000a = cos1= cos1= 159.98。终 X 4972.30附件质量： m = 8500kg7操作状态下球罐质量：m = m +m +m +m +m +m = 353116 + 3052080 + 2168 + 0 + 9400 + 8500 = 1618432 kg 0124567液压试验下球罐质量：m = m +m +m +m = 353116 + 3052080 + 9400 + 8500 = 3423098 kgT 1367球罐的最小质量：m 二 m+m+m 二 353116 + 9

19、400 + 8500 二 371016kgmin 167十， 地震载荷计算：支柱底板面至球壳中心距离：H二10100mm0支柱数目：n=12支柱材料10号钢常温弹性模量：E二2.0 x 103MPas支柱外径：d = 600mm0支柱内径：d = 564mmi兀兀支柱截面惯性矩：I =（d 4 一d 4） = （6004 -5644）= 1.4x109mm464 0 i 64支柱底板面至拉杆中心线与支柱中心线交点处距离：l=7300mml 2l73002 x 7300拉杆影响系数：2 = 1 - ()2(3一) = 1 - ()2(3一) = 0.188H H101001010000球罐的基本

20、自振周期：m H3g x103.16 1 84 32 x10 1 003 x 0.188 x 1033 x 2.0 x105 x1.4 x 10900=n= 0554s3nE Is综合影响系数; C = 0.45z由于西安地区地震设防烈度为8级，建造场地为II类场地土，由GB12337-89 表 14、图 9 查得a=0.45max对应于自振周期T的地震影响系数：a = 0.3amax = 0.3x0.45 = 0.245 T 0.554球罐的水平地震力为：F =Cam g=0.45x0.245x1618432x9.81=1.75x106N e z 0十， 风载荷计算：风载体形系数：=0.4按

21、GB12337-89表15选取系数2 = 1.01风振系数：K = 1 + 0.352 = 1 + 0.35 x 1.0 = 1.352110m高度处基本风压值：q = 350N /m2 （以西安地区五十年一遇最大0风压选取）支柱底板至球壳中心距离：H二10.1m0风压高度变化系数：1计巴03 2 J ln10_ ln.3 2=1.003ln10-ln0.03L ln10-ln0.03 _球罐附件增大系数：f二1.12球罐所受水平风力：兀兀F 二一D 2KK q ff xl0-6 = x 180882 x0.4xl.35x350x 1.003xl.lxl0-6 = 5.35xl04N w 4

22、0 1 2 0 1 2 4十， 弯矩计算：F = max (F + 0.25F ), F maxew w比较得 F= F + 0.25 F =3.2x106+0.25x5.35x104=1.76x106Nmax ew力臂：L 二 H -1 = 10100 - 7300 二 2800mm0由水平地震力和水平风力引起的最大弯矩：M = F L = 1.76 x 106 x 2800 = 4.93 x 109 N.mm max max第四章 强度及稳定性校核十， 支柱计算：1. 单个支柱的垂直载荷m gA. 重力载荷：操作状态下的重力载荷G =1618432x9.8/12 = 1.32x 106No

23、 n液压试验下的重力载荷mgG=3423098 x 9.8/12 = 2.80 x 106 NTnB. 支柱最大垂直载荷： 支柱中心园的半径： R=R=9000mm按GB12337-89表17计算最大弯矩对支柱产生垂直载荷的最大值(F) 二 0.1667 x M/R 二 0.1667 x 4.93x 109 /9000 二 4.60x 105Ni maxmax拉杆作用在支柱上的垂直载荷的最大值(P )二 0.3221F /R 二 0.322x 7300x 1.76x 106 二 4.90x 105Ni - j maxmax以上两力之和的最大值(F + P ) 二 0.833M/R + 0.31

24、11F /Rii - j maxmaxmax二 0.0833 x 8.99 x 109 / 9000 + 0.311 x 7300 x 1.76 x 106 /9000 二 4.9 x 105 N2、操作状态下支柱的最大载荷W = G + (F + P )= 1.32 X106 + 4.6 x 105 = 1.78 x 106 N00ii - j max液压试验状态下支柱的最大垂直载荷F5.35 x 10 4W 二 G + 0.3(F + P ) 一 二 2.80 X106 + 0.3 x 8.93 x 105 x -二 2.80 x 106T 0 i i- j max F3.21x106ma

25、x3、单个支柱弯矩 偏心弯矩操作状态下赤道线液柱高度：h二4600mmoe液压试验状态下赤道线的液柱高度：h二9000mmTe操作状态下物料在赤道线的液柱静压力：P 二 h p g x 10-9 二 4600 x 480 x 9.8 x 10-9 二 0.0216MPa oe oe 2液压试验状态下液体在赤道线的液柱静压力P = h p g x 10-9 二 9000 x 1000 x 9.8 x 10-9 二 0.088MPaTe Te 3球壳的有效壁厚8 =6 - C = 44 - 2 = 42mmen操作状态下物料在球壳赤道线的薄膜应力：r(P + P )(D +8 )(1.8 + 0.

26、0216)x(18000 + 42) 195 6“Q = oe ie = 195 6MPaoe48 9e液压试验状态下液体在球壳赤道线的薄膜应力4x 42r (P + P )(D +8 )(2.25 + 0.088)x(18000 + 42)251 0Ar =tTe ie = 251.0 MPaTe48e球壳内半径R=9000mmi球壳材料泊松比卩=0.34x 42球壳材料弹性模量E = 2.0 x 105 MPa操作状态下支柱的偏心弯矩M01195.6 x 9000 x 2.21 x 1062.0 x 105x 0.7 = 1.36 x 107 N - mm液压试验状态下支柱的偏心弯矩r R

27、W251x9000x2.8x106M =Te i t (1 - u) =x 0.7 = 2.21 x 107 N - mmT1 E2.0 x 105 附加弯矩：操作状态下支柱的附加弯矩M026 E2 R 、soei (1 L!)=H 2 E6 x 2.0 x 1058.0 x 108 x 195.6 x 9000101002 x 2.0 x 105二 1.45 x 108 N - mm液压试验状态下支柱的附加弯矩6EIg R 、6 x 2.0 x 1058.0 x 108 x 251.0 x 9000MT2二 1.8 x 108 N - mmsT_i- (1 !)二H 2E101002 x 2

28、.0 x 1050 总弯矩：操作状态下支柱的总弯矩M 二 M + M 二 1.36 x 107 +1.05 x 108 二 1.58 x 108 N - mm 0 01 02液压试验下支柱总弯矩M = M + M = 2.21 x 107 +1.8 x 108 二 2.0 x 108 N - mm TT1T 24、支柱稳定性校核 支柱的偏心率计算单个支柱的横截面积兀兀A = _ (d 2 d 2) =(6002 5642)= 328954 0 i 4 单个支柱的截面系数r 兀(d 4 d 4)Z =0i32d0兀(6004 5804)32 x 600= 4.65x106操作状态下支柱的偏心率M

29、 A7.16x107x27553s =0 = 0.650 WZ2.21 x 106 x3.49x 1060液压状态下支柱的偏心率M A2.0x108x27553t = 0.505W Z2.80 x 106 x 3.49 x 106T稳定性校核：计算长度系数K =13支柱惯性半径ri支柱细长比九=KH10100207.8= 49.0操作状态下偏心受压支柱的稳定系数，查表 18 = 0.579op液压试验状态下偏心受压支柱的稳定系数查表 18 = 0.613Tp支柱材料10#钢b二205MPasb =s =匹=137 MPa c 1.51.5W0-AQop操作状态下稳定性校核32891塞79 =

30、93MPa= 137 MPa液压试验状态下支柱稳定性校核WT-AQTp53=130MPa bc=137 MPa支柱稳定性校核通过 九，地脚螺栓计算1、拉杆和支柱之间的夹角B = arctg46587300=32.5拉杆作用在支柱上的水平力tan B = 4.6 x 105 xtg32.5 二2.93x105NiJ max2、支柱底板与基础的摩擦力底板基础选钢筋混凝土基础与地板的摩擦系数f二0.4 s底板与基础的摩擦力=0.4 x371016 x 9.812=1.21x1053、地脚螺栓因为F F故罐必需设地脚螺栓 sc每个支柱上的地窖螺栓个数：n = 4d 地脚螺栓材料 Q235-B b =

31、235MPa 地脚螺栓材料的许用剪切应力 t = 0.4b = 0.4 x 235 = 94MPaBs地脚螺栓腐蚀余量 C =3mmB1.13 心3 -皿054 x 94+ 3 = 27.1mm地脚螺栓的螺纹小径I F Fsd = 1.13 c + Cbn bbd B选取M30的地脚螺栓十，支柱底板计算：1、支柱底板直径基础采用钢筋混凝土，其许用压力= 3.0MPa bc地脚螺栓直径 d=30mm 支柱底板直径Db1=I3” tr=口屮80 0108bc=1091.7 mmD = (8 10)d + d = (8 10)30 + 600 = 840 900mmb 20选底板直径为 D = 11

32、00mmb2、底板厚度，底板的压应力4WG = maxbc兀D 2b4 0 2.8 01063.14 011002= 2.95 MPa底板外边缘至支柱处表面距离1100 - 600=250mm2底板材料选Q235Bc = 235MPas底板材料弯曲许用应力=备=H =156 MPa底板腐蚀余量C = 3mmb底板厚度tbtb.3 x 2.95 x 2502156+3 = 62.5mm选底板厚5 = 65mmb一，拉杆计算：1、F拉杆螺纹小径计算：拉杆的最大拉力6 0105 = 5.45 x 105 Ncos32.56)= ij_maxcos B拉杆材料 40MnB c = 635MPas拉杆材

33、料许用应力 L = 635 = 423MPa T 1.5拉杆腐蚀余量 C = 2mmT拉杆螺纹小径F5.45 x 105d = 1.13 打 + C = 1.13+ 2 = 38mmTIn T423选取拉杆螺纹为 M442、拉杆连结部位的计算 销子直径销子材料选择40MnBc = 635MPas 销子材料的许用剪切应力t = 0.4c = 0.4 x 635 = 254MPaps37mm销子直径d = 0.8 :各=0.8 5.45 x pA,1 ITT254* p选取销钉直径为 d = 40mmp3、耳板厚度： 材料 40MnB c = 635MPas耳板材料许用压应力m=晋=577MPa耳

34、板厚度取耳板厚度为 28mm翼板材料选 40MnBF r = 5.45 x 105 d C38x223pcc = 635MPasn28 ccs2cs28=14mm23m3、焊缝强度验算：焊缝单边长度：L = 800mm1焊缝角尺寸：S = 12mm1支柱或耳板材料屈服点较小值：a二205MPas角焊缝系数：0二0.6a焊缝许用剪切应力：t二 0.4a 0 二 0.4x 205x0.6 二 49MPaws aF1.41LSi i5.45 x 1051.41 x 700 x 9二 40.26MPa L w焊缝单边长度：L = 200mm2焊缝角尺寸：S = 10mm1拉杆或翼板材料屈服点较小值a二

35、635MPas152 MPa焊缝许用剪切应力t二0.4a 0二0.4x635x0.6ws a拉杆与翼板接焊缝的剪切应力校核Fr2.82L S225.45 x10 二 96.6MPa L 2.82 x 200 x 10w十二，支柱与拉杆连接最低点 a 点应力计算：1、a 点的剪切应力 支柱与球壳连结焊缝单边的弧长：L = 3375mm球壳a点处有效厚度：5= 42mmea操作状态下 a 点的剪切应力：G +（F）1.32x 106 + 9.13x 1042x3375x42T = 0 i max 二二 4.98MPa02 L 5w ea液压试验状态下 a 点的剪切应力5.35x104x1.76 x

36、 1069.88MPaG + 0.3（F ）JT i max FT max-T2 L 5w ea2、a 点的纬向应力2.8 x 106 + 0.3 x 9.13 x 1042x3375x 42操作状态下a点的液柱高度hoa=7898mm液压试验下 a 点高度hTa=12298mm操作状态下物料在a点处静压力P 二 h p g x 10-9 二 7898 x 480 x 9.8 x 10-9 二 0.037MPa oa oa 2液压试验下 a 点处静压力P h p gx10-9 12298x1000x9.8x10-9 0.12MPaTa Ta 3操作状态下a点的纬向应力01(P + P )D +

37、8 )oaiea48ea(1.8 + 0.037 )(8000 + 42)4 x 42 x 1二 197.3MPa压力试验状态下a点的纬向应力T1(P + P )(D +8 )Tta iea48 ea(2.25 + 0.12 )(8000 + 42)4 x 42 x 1二 254MPa3、a点的应力校核操作状态下a点的组合应力Q+T = 197.3 + 4.98 = 202MPa 203MPaea 010液压试验状态下a点的应力组合 二 Q +T 二 254 + 9.88 二 263.88MPa 0.9Q 二 0.9 x 490 二 441MPaTaT 1Ts则通过应力校核a点安全Fwi ma

38、x F max十三，支柱与球壳，连结焊缝强度W = max G + (F), G + 0.3( F)0 i max TW = max 1.41 x 106,2.8 x 106W = 2.8 x 106 N支柱与球壳连结焊缝角尺寸 S=18mm支柱与球壳连结剪应力：WT =w 1.41L Sw2.8 x 1061.41 x 3375 x 18= 32.6 MPa支柱与球壳屈服点较小值：q = 205MPas 焊缝许用剪切应力T = 0.4q = 0.4x205x0.6 = 49MPaws a应力校核：t = 32.6MPa T 贝U通过ww十五，开孔补强校核接管材料选择16Mn，根据国家相关标准

39、规定只需对人孔、安全阀及进出口接管 进行开孔补强校核。1、人孔开孔补强计算人孔接管选 530 x 15 , U = 163MPa ， C 2 = 1mm接管壁厚计算6tPD2存 e； pcI * 5二 2.7mm2 x 163 x 1 +1.8= 15 - 1 - 15 x 0.15 mm接管有效壁厚6 =6 -C -Cet t 2 1开孔直径 d = d + 2C = 500 + 2(1 +15 x 0.15) = 506.5mmi接管有效补强宽度B = 2d = 2 x 506.5 = 1013mm接管处侧有效补强高度h =、:矿 =、506.5 x 15 = 87.16mm1t需要补强面

40、积 A = d6 = 506.5 x 41.4 = 20969.1mm 2 可以作为补强面积为A =(B - d )6 -6)=(1013 - 506.5)x(42 - 41.4)= 303.9mm 2 1eA = 2h(5 -6 )f = 2x87.16x(11.75-2.7)= 1577.6mm221 et t rA + A A A A = 19087.5412补强圈厚度6=4= 39.5mmk B d1013 5300实际补强与筒体等厚6 = 44mmKA =6 (B d )= 44x(1013 530)= 21252mm24 K0A ； A ； A = 23133.5mm2 A 124

41、同时计及焊缝面积 A 之后，补强足够32、进出料及安全阀接管均取16Mn e 273 x 15 LI = 163 MPa接管壁厚计算6tPD2LJe；pc1.8 x 2502 x 163 +1.8接管有效壁厚6 =15115x0.15=11.75mmet开孑 L直径 d = d + 2C = 273 30 + 2 x 3.25 = 249.5mm i有效补强宽度B = 2d = 2 x 249.5 = 499mm接管处侧有效补强高度h = ,d6= 64.0mm1 nt需要补强面积 A = ds = 249.5 x 41.4 = 10329.9mm 2 可以作为补强面积A =（B - d）6

42、-6）= 499 x 0.6 = 299.4mm2 1eA = 2h（6 -6 ）f = 2x64x 11.75x163 = 1207.6mm221 ett r203A + A A - A - A = 10329.3 - 299.4 -1207.6 = 8822.3412A补强圈厚度6=4一 = 39mmk B d0实际补强与筒体等厚6 = 44mmKA = 6 （B - d ）= 9944mm24 K0A + A + A = 9944 +1207.6 + 299.4 = 11451mm2 A124考虑焊缝补强 A 之后补强已足够3第五章 球壳分瓣计算 十四，球壳分瓣计算：查表赤道带45温带3

43、0上下极750 = 2110 = 90 =180 =105230半径R = 9000mm赤道带分瓣数N = 24赤道带轴向球心角a = 15和上温带 B 赤道带球心角 0 =1050极中板球心角 0 =211极侧板球心角 0 =92极边板球心角 0 =1832、赤道板和上温带合板3.14x9000x105=16485mm弦长 L = 2 R sin1802 x 9000sin105 = 14280mmI 2丿弧长B2弦长B2弧长Bi2 x 3.14 x 900024弦长B12 x 9000cosf 空I 2丿2兀RN二 2 R sin(105 )cos I 2丿2 X 34 X 9000 =

44、2355mm24二 1433.6mm (15 ) sin I 2丿2 x 9000 sin 一 = 2349.5mmI 2丿二 1430.3mm弦长3、赤道带弧长-怜7罟=7065mm弦长 L 二 2R sin2 x 9000 sinf45 = 6888.3mmI 2丿弧长B=12 x 3.14 x 900024(45 )cosI 2丿=2175.7mm弦长B1=2 r。碍丿t i 2 x 9000cosf45I 2丿 f 15 ) sin =2170.6mm弧长B22兀RN2 % 34 % 90 = 2355mm24弦长B2二 2 R sin2 % 9000 sin 一 = 2349.5mm

45、I 2丿弦长=2 % 9000 ,1 - cos2 f45、 I 2丿(15 )COS2 I 2丿7222.2mm代R. (D)arcsin9012 R 丿3.14 % 900090(arcsin7222.2)18000丿-7427.7mm4、极板对角线与弧长最大间距：H = |1 + sin2_L + 卩=,1 + sin2(10.5 + 9)= 1.054 ” L 2 P2 丿 F2R sin 弦长B12 % 9000sin (19.5)1.054=5700.68mm兀R.r b)5700.7 丿丿arcsin1-=314arcsin90(2 R丿(18000丿H弧长B=5797.6mm弧

46、长B2弦长B2(1)极中板对角线弦长与弧长A = ：1 - sin 2弧长B2兀rP=1801sm2=*1 - sin 2 (10.5)sin2 (19.5)= 0.998=34 X 9000 X 21 = 3297.0mm180弦长 D =J1B =迂 X 5700.68 = 8062.0mm0 1兀r. rD A8062.0arcsm0-=314arcsm90(2 R丿(18000丿弧长D0=8355.0mm兀R(P + 2卩)3.14 x 9000 x(21 + 2 x 9)14 = 6123.0mm180 180=2 R sin + p = 2 x 9000 x sin (19.5)=

47、 6008.5mmI 2 2丿、- rp a 弦长 B = 2 R sin 1 = 2 x 9000 x sin10.5 = 3280.2mm2 I 2丿弦长L弧长 L =辿王3 = 314 X 9000 X(21 +18)= 6123mm 2180180=2 x 9000 x sin19.5 = 6008.5mmrp rp2 R cossin匕+ PL 2丿L 2 2丿A2 x 9000 x cos 10.5 x sin 19.50.998=5919.7mm弦长 B = 2 R sin1cos氏+ P1L 2丿L 2 2丿弦长Li二 2 x 9000 x sin 10.5 cos19.5 =

48、 3098.3mm弧长B2兀r. r B)=arcsm 190( 2 R 丿=314 x arcsinf 沁(18000丿=3112.2mm兀R.r d(6678.6)arcsin=314 x arcsin90L2 r JL18000丿弦长 D =、L 2 + B 2 = 5191.72 + 3092.12 = 6678.6mm弧长D =6838.7mm(2)极侧板弦长L1=5919.7 mm弧长L1=6028.9mmI 2=2 x 9000 x 血5 = 5700.7mm2H1.054tor 1/ 兀Rr l)5700.7 )弧长L =arcsin2=314 x arcsin2 90L2 R

49、 JL18000丿2 R sin=5797.6mm弧长BkRP=23.14 x 9000 x 9=1413mm弦长 B = 2R sin 2 二 2 x 9000 x sin 4.5 二 1412.3mmK = 2 R sincosl才丿l 22丿2 I 2丿f Lr k f 5700.7 )f 3092.1)e = arcsin-arcsin=arcsin-arcsin1(2 R J:2 R丿(18000丿(18000丿=8.6A 二 2 x 9000 x sin10.5 x cos19.5 二 3092.1 兀R 弧长 B = e = 1350.2 mm1180 1、-(八弦长 B 二 2

50、R sin= 2 x 9000 x sin 4.3 二 1349.6mm1I 2丿弦长 D = -B 2 + L + L =*1349.62 + 5919.7 x 57000.7 = 5963.9mm1 215、边极板兀R.f D 1f 5963.91arcsin=314 x arcsin90l2 R丿l18000丿弧长D =6075.7mm弧长 l =-R cos 化=3.14 x 4500 x cos 52.5 = 8601.8mm122弦长 L = 2Rcos h *2 x 9000 x cos52.5 = 7748.3mm12弦长 L = 5700 68mm3弧长 L = 5797.6

51、mm3弧长 B2弦长B2=3.14 x 9000 x 18 = 2826mm180180-p . (D )a =0 - arcsm 022(2 R 丿180 -105. ( 8062.0)=arcsin 118000丿=10.92、：2 R sinM =I 2 +p2丿=2 迈 9000 x sin19.5 = 8062.01.054二 2815.8mma = 90。-化 + arcsin = 90 - 52.5 + arcsin 8062.0 = 64.13 22R18000弧长 B1兀Ra18023.14 x 9000180x10.9=1711.3mm弦长B1(a、=2R sinI 2丿2

52、 x 9000 x sin( 109I 2丿=1709.6mma = 2 arcsin迈sina )3= 2 arcsinv2 .sin(64.1 42(2丿2I 2丿= 44.07弦长 D = .B 2 + LL =349.62 + 7748.3 x 5700.7 = 6781.8mm113弧长 D =兀 R . ( D )arcsin9012 R 丿= 314 x.(6781.8)arcsin (18000丿= 6949.9mm弧长 L2兀Ra车1803.14 x 9000 x 44.07180= 6919.9mm弦长L2一(64 1、J2 x 9000 x sin I 2丿= 6754.

53、2mm第六章 结论洪德晓等参考文献：球形容器设计上海科学技术出版社球罐及大型储罐过程设备设计GB12337-89 钢制球形储罐 化工过程及单元设计致谢经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕 业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促 指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。在这 里首先要感谢我的导师张云老师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每 个阶段，从查阅资料到设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配 草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是张老师 仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩老师的专业水平外，他的治学严谨和科 学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其 次要感谢我的同学对我无私的帮助，特别是在软件的使用方面，正因为如