1500m3丙烯球罐设计.docx

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1、1500m：丙烯球罐设计摘要本文首先对球形储罐的特点、发展概况和结构形式进行了简单的介绍，然后对目前国内外对球形储罐的研究水平进行了研究，发现目前国内的研究水平和国外相比还是有一定的差距。对球形储罐设计的意义在于：通常球罐作为大容量、有压存储容器，在各工业部门中作为液化石油气(1PG).液化天然气(1NG),液氨、液氧、液氢、液氮及其他中间介质的贮存,也作为压缩空气、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(分割辐射和无辐射去的大型球壳)使用，总之随着工业的发展，球罐的使用范围也越来越广泛。但是目前限制球罐向大型化发展的主要因素有：设计制造规范、球罐用钢、球罐现场

2、组装和焊接问题、球罐现场热处理、球壳板尺寸精度，因此对球罐的结构和材料的选用提出了新的要求。本文主要针对球罐的上支柱连接结构进行了相应的改进，把U形柱结构型式支柱改为长圆形结构型式支柱，在球罐施焊过程中和球罐受力方面到得了优化。关键词：球形储罐应用范围大型化支柱结构Designof1500m3Propy1eneSpherica1TankAbstractFirst,thecharacteristics,deve1opmentofthesurveyandstructura1oftheSpherica1Tankareintroducedinthispaper.Thenthe1eve1ofresear

3、chforSpherica1tankathomeandabroadwerestudied.Studyfoundthatthe1eve1ofdeve1opment,orhasagapcompareddomestictoforeign.Thesignificanceofthespherica1tankdesignareasfo11ows:Usua11yasa1argespherica1tankcapacity,pressurestoragecontainers,Intheindustria1sectoras1iquefiedpetro1eumgas(1PG),1iquefiednatura1gas

4、(1NG),1iquidammonia,1iquidoxygen,1iquidhydrogen,1iquidnitrogen,andotherstoragemediacenter,a1soascompressedair,compressedgases(oxygen,nitrogen,citygas)ofthestorage;Intheatomicenergyindustry,a1soservesasthecontainmentsphere(divisionofradiationandnoradiationtothe1argespherica1she11),InshortWithindustri

5、a1deve1opment,theuseofspherica1tanksareincreasing1ybeingused.Butthecurrentrestrictionsondeve1opmentto1argespherica1mainfactors:designandmanufacturingspecifications,spherica1stee1,spherica1fie1dassemb1yandwe1dingprob1ems,spherica1tankson-siteheattreatment,dimensiona1accuracyofshe11p1ates.Therefore,th

6、estructureofspherica1tankandmateria1se1ectionwereproposednewrequirements.Thispapercorrespondingimprovesonthepi11arofthemainconnectionforthespherica1structure,changingtheU-shapedco1umnstructuretypepi11arintopi11arob1ongstructuretype,hasoptimizationinthespherica1tankwe1dingprocessandthetermsofthespher

7、ica1tankforce.KeyWords:Spherica1tank;Scopeofapp1ication;1argetoturn;Supportstructure摘要IABSTRACTII第一章绪论错误!未定义书签。1.1 概述错误!未定义书签。1.2 球罐的设计参数错误!未定义书签。1.3 国内外发展情况错误!未定义书签。第一章基本尺寸确定错误!未定义书签。1 .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。3 .3球壳设计错误!未定义书签。第二章球罐受力分析错误!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

8、荷计算错误!未定义书签。4 .4弯矩计算错误!未定义书签。第四章强度及稳定性校核错误味定义书签。4.1 支柱计算错误!未定义书签。4.2 地脚螺栓计算错误!未定义书签。4.3 支柱底板计算错误!未定义书签。5 .4拉杆计算错误!未定义书签。6 .5支柱与拉杆最低点A点应力计算错误味定义书签。7 .6支柱与球壳连接焊缝强度错误味定义书签。8 .7开孔补强校核错误!未定义书签。第五章球壳分瓣计算错误!未定义书签。1.1 赤道带和上温带合板（如图5-1）错误味定义书签。1.2 赤道带（如图5-2）错误!未定义书签。1.3 极板（如图5-3）错误!未定义书签。第六章工厂制造及现场组装错误!未定义书签。

9、6. 1工厂制造错误!未定义书签。7. 2现场组装错误!未定义书签。6. 3组装方案错误!未定义书签。第七章检验错误!未定义书签。7. 1原材料检验错误!未定义书签。7. 2车间制造检验错误!未定义书签。8. 3安装焊接检验错误!未定义书签。7. 4竣工检查错误!未定义书签。8. 5使用安全检查错误!未定义书签。第八章技术经济分析错误!未定义书签。第九章结论错误味定义书签。参考文献错误!未定义书签。致谢错误味定义书签。第一章绪论11概述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的发展。通常球罐作为大容量、有压存储容器，在各工业部门中作为液化石油气（1PG）、

10、液化天然气（1NG）.液氨、液氧、液氢、液氮及其他中间介质的贮存；也作为压缩空气、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（分割辐射和无辐射去的大型球壳）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的主要原因是球罐与常用的圆筒形容器相比有以下特点：球罐的表面积最小，即在相同容量下球罐所需要的刚才最少。球罐壳板承载能力比圆筒形容器大一倍，即在相同直径、相同压力下，采用同样钢板是球罐的板厚只需圆通形容器的一半：以上两个特点使球罐在用材远比同样容量、同样压力下的圆通形容器省料。球罐占地面积小，且可向高度发展，有利于地表面积的使用。由于这些特

11、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。球形容器课按不同方式，如储藏温度、结构形式等分类。按储藏温度分类：常温球罐这类球罐般用于盛装液化石油气、氨、煤气、氧、氮等。这类容器的压力较高，取决于液化气的饱和蒸汽压或压缩机的出口压力。常温球罐的设计温度大于-20摄氏度。低温球罐这类球罐的设计温度低于常温（即-20摄氏度），一般不低于ToO摄氏度。压力属于中等（视该温度下的饱和蒸汽压而定）。深冷球罐这类球罐的设计温度在-100摄氏度以下。往往在介质液化点以下贮存，压力不高，有时为常压。由于保冷要求高，常采用双层球壳。按结构形式分类：按形状分有圆球形、椭球形、水滴形或以

12、上几种形式混合；圆球按分瓣方式分有橘瓣式、足球瓣式混合瓣式；圆球形按支撑方式分有支柱式、裙座式、半埋式、V形支撑等。1.2球罐的设计参数球罐的主要设计参数为设计压力和设计温度。这两个参数互有影响，对球罐的设计影响很大，决定了材料的选用。(1)设计压力设计球罐时用来确定各部件的计算厚度或机械强度的压力。设计压力由工艺条件确定，要考虑以下几方面：贮存介质为液化气是设计压力由最高设计温度决定；装有安全阀时，设计压力取安全阀调定压力；装有爆破膜时，设计压力取爆破膜的爆破压力；(2)设计温度与设计压力同时存在的球罐壁温为设计温度。设计温度有工艺条件确定时根据工艺传热计算确定金属壁温为设计温度。设计温度由

13、大气环境温度决定时，参照一下方法：最低气温-取当地月平均最低气温；最高温度-取当地月平均最高气温为依据。此值高于27C时取最高温度为48,低于27时取最高温度为40,当贮存液化气时，一般以此作为设计温度并由此决定设计压力。(3)设计压力与设计温度配合当球罐时可能会出现不同的压力和温度的配合，则应取最不利的同时出现的压力和温度配合作为设计依据，但对其他可能出现的压力和温度配合进行校核，以证明设计满足各种使用条件。1.3国内外发展情况中国球罐产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达国家，生产要素决定性作用正在削弱，产品能源消耗

14、大、产出率底、环境污染严重、对自然资源破坏力达；企业总体规模缩小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。中国球罐产业发展研究报告阐述了世界球罐产业的发展历程，分析了中国球罐产业发展现状与差距,开创性地提出了“新型球罐产业”及替代品产业概念，在此基础上，从四个维度即“以人为本”“科技创新”“环境友好”和“面向未来”准确地界定了“新型球罐产业”及替代产品的内涵，根据“新型球罐产业”及替代品的评价体系和量化指标体系，从全新的角度对中国球罐产业发展就进行了全面的研究。从目前来看球罐相大型化发展是必然的趋势，球罐建造正向着大型化、结构多样化、高参数的方向发展。由于大型化的经济性十分明显，以成为世界各国优先重

15、视的重要课题。球罐不同时期受着不同因素的制约。随着相应技术的发展,这些制约引述不断的得到解决，又促使球罐大型化的发展。从国内情况看，目前限制球罐向大型化方向发展的影响因素有：(1)设计制造规范；(2)球罐用钢；(3)球罐现场组装和焊接问题；(4)球罐现场热处理；(5)球壳板尺寸精度；(6)吊装运输能力。总的来说球罐的发展还有很多问题需要我们来解决，正因为球罐的发展面临很多问题才使得球罐未来的发展前景很广泛。第二章基本尺寸确定2.1 外形尺寸的确定vJt!R3=R3=竺吟34得R=7.IO1m圆整到R=7IOOmmV=iR3=-7.103=1499m333球罐的几何容积为1499立方米因为充装物质为丙烯，挥发性比较强所以选充装系数K=O.902.2 材料选择我国建造大型球罐主要用钢采用20R、16MnR、16MnDR、15MnNbR、07MnerMOVR。国外球罐用钢的典型钢种有美国的A517F、日本的WE1-TEN62CF、HW70、WE1rEN80、WE1-TEN80CSPV36o按照大型球罐选材的要求，对本次1500m3丙烯球罐进行了设计选材（见表2-1表2-4）表2T1500m3丙烯球罐选材方案比较材料厚度