3000立方米带梯子LPG球罐设计.zip

西安石油大学毕业设计 毕业设计论文任务书 题 目 3000 立方米 LPG 球罐设 计 学生姓名 乔应 齐 学号 200606080226 专业 班 级 装 备 0601 设 计 论 文 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 50 建设 地点 西 安 场地 类别 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 2010 年 3 月 1 日 至 2010 年 6 月 日 设计论文地点 西 安石油 大 学 指 导 教 师 签 名 年 月 日 系教研室主任签名 年 月 日 学 生 签 名 年 月 日 西安石油大学毕业设计 3000 立方米 LPG 球罐设计 摘 要本设计以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 3000m 3LPG 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 西安石油大学毕业设计 The Design Of 3000m3 LPG Spherical Tank Abstract: the design Of 3000m3 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 consideration 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 with some different properties of materials finally the 07MnCrMoVR has be choosen.Also, the design and selection of the spherical support is in considerationfinally hybrid strucure and adjustable tension support seems to be the most reasonable. Finally the strength and stability test, the result shows this design of structure is safe and economic. Keywords: spherical tank, safety, economy 目录 西安石油大学毕业设计 1 绪论. 错误未定义书签。1 1.3 国内外发展状况. 错误未定义书签。2 2 基本尺寸定. 错误未定义书签。4 2.1 外形尺寸的确定. 错误未定义书签。4 2.2 材料选择. 错误未定义书签。4 2.3 球壳设计. 错误未定义书签。4 3 球罐受力分析. 错误未定义书签。7 3.1 球罐质量计算. 错误未定义书签。7 3.2 地震载荷计算. 错误未定义书签。9 3.3 风载荷计算. 错误未定义书签。9 3.4 弯矩计算. 错误未定义书签。10 4 强度及稳定性校核. 错误未定义书签。11 4.1 支柱计算. 错误未定义书签。11 4.2 脚螺栓计算. 错误未定义书签。14 4.3 支柱底板计算. 错误未定义书签。14 4.4 拉杆计算. 错误未定义书签。15 4.5 柱与拉杆连接最低点 a 点应力计算. 错误未定义书签。18 4.6 支柱与球壳连结焊缝强度. 错误未定义书签。19 4.7 开孔补强校核. 错误未定义书签。20 5 球壳分瓣计算. 错误未定义书签。22 西安石油大学毕业设计 5.1 赤道板和上温带合板. 错误未定义书签。22 5.2 赤道带. 错误未定义书签。23 5.3 极板. 错误未定义书签。24 5.4 边极板. 错误未定义书签。27 6 工厂制造及现场组装 . 错误未定义书签。29 7 技术经济性分析 . 错误未定义书签。34 8 结论 . 错误未定义书签。35 参考文献 . 错误未定义书签。36 致谢 . 错误未定义书签。37 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 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。 西安石油大学毕业设计 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 4 33000 3 4 33 RRV 得 R=8.948m 。圆整 R 到 9000mm 333 30549 3 4 3 4 mRV 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。 静夜柱高度按R K K H 1 3 12 ) 1(21 arctan cos2 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 西安石油大学毕业设计 h1=0mm h2=1155mm h3=8043mm h4=11739mm h5=13600mm 物料密度 2 =480 /m 3 重力加速度 g=9.81m/s 2 球壳各带计算压力 9 2 10ghpp ici MPapc8 . 1 1 MPaghppc805. 11081. 948011558 . 110 99 222 MPaghppc840. 11081. 948080438 . 110 99 233 MPaghppc855 . 1 1081. 9480117398 . 110 99 244 MPaghppc864 . 1 1081 . 9 480136008 . 110 99 255 当 材 料 为16MnR时 焊 缝 选 双 面 焊100% 无 损 检 测 =1.0 mmCCC211 21 mmC p Dp c t ic d 8 .532 805. 11574 18000805. 1 4 2 2 2 mmC p Dp c t ic d 9 .542 840 . 1 1574 18000840. 1 4 3 3 3 mmC p Dp c t ic d 3 .552 855. 11574 18000855. 1 4 4 4 4 mmC p Dp c t ic d 6 .552 864 . 1 1574 18000864 . 1 4 5 5 5 当 材 料 为 07MnCrMoVR 时 焊 缝 选 双 面 焊 100% 无 损 检 测 =1.0 mmCCC211 21 mmC p Dp c t ic d 0 .422 8 . 12034 180008 . 1 4 1 1 1 mmC p Dp c t ic d 1 .422 805 . 1 2034 18000805 . 1 4 2 2 2 西安石油大学毕业设计 mmC p Dp c t ic d 8 .422 840 . 1 2034 18000840. 1 4 3 3 3 mmC p Dp c t ic d 2 .432 855. 12034 18000855. 1 4 4 4 4 mmC p Dp c t ic d 4 .432 864 . 1 2034 18000864. 1 4 5 5 5 考虑两种材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mm n 44 第三章 球罐受力分析 十 球罐质量计算 球罐平均直径 mmDcp18044 球壳材料密度; 3 1 /7850mkg 充装系数K=0.85 水的密度 3 3 /1000mkg 球壳外径mmD18088 0 基本雪压 2 /250mNq 以西安地区五十年一遇最大雪压选取 球面积雪系数4 . 0 s C 球壳质量kgDm n cp353116107850441804410 929 1 2 1 物料质量kgKDmi12452481085. 048018000 6 10 6 939 2 3 2 液压试验是的质量 kgDmi305208010100018000 6 10 6 939 3 3 3 积雪质量kg g qCD g m c 2618102504 . 018088 4 10 4 636 0 3 4 保温层质量0 5 m因为该设备为常温储罐 H R 2 1 2 sin2 所以无需保温 西安石油大学毕业设计 支柱和拉杆质量 支柱选 12 根 600 x18 单段式支柱。 支柱长 l=10100mm。 材料为 10 号钢。 kgm940010242078508001210)291300(785001. 1 62622 5 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=44mm 梯子宽度包括侧板后 b=712mm 梯子侧板宽 1 180bmm 顶平台板厚度 1 4.5mm 梯子或顶平台板与球面最小距离t=245mm 假想圆球半径 1 9000442459289RRtmm 顶平台最大半径 2 22 2max 1111 ()9289(90004.5 180)1797R b