精品文檔第二章球罐結(jié)構(gòu)設(shè)計2.1球殼球瓣結(jié)構(gòu)尺寸計算2.1.1設(shè)計計算參數(shù)：球罐內(nèi)徑：D=12450mm1P34表3233幾何容積：V=974m公稱容積：V1=1000m球殼分帶數(shù)：N=3支柱根數(shù)：F=8各帶球心角/分塊數(shù)：上極：112.5°/7赤道：67.6°/16下極：112.5°/7圖2-1混合式排板結(jié)構(gòu)球罐2.1.2混合式結(jié)構(gòu)排板的計算：符號說明：R--球罐半徑6225mmN--赤道分瓣數(shù)16(看上圖數(shù)的)α--赤道帶周向球角22.5°（360/16）0--赤道帶球心角70° 1--極中板球心角44° 2--極側(cè)板球心角11°3--極邊板球心角22°2赤道板（圖2-2）尺寸計算：精品文檔精品文檔B1=2001.4L= 7601.4圖2-2πR03.14622570弧長L==180=7601.4mm18070)=7141mm弦長L=2Rsin(0)=2x6225×sin(2)=2x62252弧長B1=2πRcos(03.14×cos70=2001.4mmN21620)sin()=2x6225×cos35sin22.5=1989.6mm弦長B1=2Rcos(222弧長B2=2πR=2x62253.14=2443.3mmN16弦長B2=2Rsin=2x6225×sin(22.5）=2428.9mm22弦長D=2R1cos2(0))cos2(22=2x6225x1cos2(70)cos2(22.5)=7413.0mm22弧長D=πRarcsin(D)=3.14x6225arcsin(7413.0)=7936.4mm902R902x6225極板（圖2-3）尺寸計算：B1=6204.1B2=7167.1D0=9731.7圖2-3對角線弧長與弦長最大間距：H=1sin2(2)=1sin2(4411)=1.139mm122精品文檔精品文檔2Rsin(12)2x6225xsin(4411)弦長B1=2=2=5953.3mmH1.139πRB1)=3.14x6225arcsin(5953.3)=6204.1mm弧長B1=arcsin(902R902x6225弦長D0=2B1=2×6204.1=8774.0mm弧長D0=πRarcsin(D)=3.14x6225arcsin(8774)=9731.7mm902R902x6225弦長B2=2Rsin(12)=2x6225xsin(4411)=6780.8mm22πR(122)=3.146225(442x11)=7167.1mm弧長B2=180180極中板（圖2-4）尺寸計算：B1=4065.2B2=4663.9L2=7167.1L1=6744.0圖2-4對角線弦長與弧長的最大間距：A=1sin2(112)=0.979mm)sin2(22πR1弧長B2=180=4778.0mm弦長B2=2Rsin(1)=4663.9mm2弧長L2=Rπ(122)=7167.1mm180弦長L2=2Rsin(12)=6780.8mm22Rcos(112))sin(弦長L1=22=6421.9mmAπRarcsin(L1弧長L1=90)=6744.0mm2R精品文檔精品文檔2Rsin(1)cos(12)弦長B1=2A2=3995.3mmπRarcsin(B1)=4065.2mm弧長B1=902R弦長D=L12B12=7563.3mm弧長D=πRarcsin(D)=8124.5mm902R側(cè)極板（圖2-5）尺寸計算：圖2-5弦長L11)sin(1=2Rcos(2)/A=6421.9mm22弧長πRarcsin（L1）=6744.0mmL1=2R90弦長L2=2Rsin(12)/H=5953.3mm2弧長LπRarcsin(L2)=6204.0mm2=902RK=2Rsin(112)/A=3995.3mm)cos(2式中A.H2同前1=arcsin(L2)-arcsin（K）=9.85mm2R2R弧長B2=πR2=1194.5mm180弦長B2=2Rsin(2)=1193.3mm2

B1=1069.6B2=1194.5L2=5953.3L1=6744.0精品文檔精品文檔弧長B1=Rπ1180=1069.6mm弦長D=B1L1L2=6183.5mm弧長D=πRarcsin(D)=6467.7mm902R極邊板（圖2-6）尺寸計算：圖2-6弧長L1=Rπcos(0)=8005.8mm22弦長L1=2Rcos(0)=7210.3mm222)/H=5953.3mm弦長L3=2Rsin(2πRarcsin(L3弧長L3=)=6204.1mm902RπR2弧長B2=180=1194.5mm2)=1193.3mm弦長B2=2Rsin(2式中2=1800arcsin(D0)=10.222R22Rsin(1)/H=8419.2223=90°-0M)=97.55+arcsin(22R4=2arcsin[2sin(3)]=64.2522πR2弧長B1=180=1107.6mm弦長B12)=1106.7mm=2Rsin(2弦長D=B12L1L3=4600.2mm

B1=1107.6B2=1194.5L3=6204.1L1=8005.8精品文檔精品文檔弧長D=πRarcsin(D)=4709.4mm902R弧長L2=Rπ4=6977.0mm180弦長L2=2Rsin(3)=6621.3mm2第四章強度計算4.1球殼計算設(shè)計壓力：1.6MPa設(shè)計溫度：-20—40℃試驗壓力：1.6+H*ρ*g*10-6=1.76MPa殼壁厚度t3P14表41球殼材料采用1Gr17，σb=450MPa，常溫下許用應(yīng)力為[σ]=150MPa.取焊縫系數(shù)：φ=1.0[1]P110腐蝕裕量C2=2mm，鋼板厚度負(fù)偏差C1=0mm，故厚度附加量C=C+C=2mm.3P6表3112液柱高度H：H=K1R=1.6084*6225=9960mm液體的靜壓力P=ρgH=6225*9.8*9960*10-9=0.061MP計算壓力：Pc=1.76+0.061=1.821MP球殼所需壁厚：PcDC1P69式48=35.2+2=37.2mmδ1=4[]tPcδ=38mm圓整可取δ=38mm4.2 接管和法蘭的選擇接管根據(jù)JBM0503-08選用DN25DN40DN50接管。法蘭由JBT81—1994選擇。4.3人孔尺寸 組合如下圖所示：精品文檔精品文檔4.4 盤梯近似球面的螺旋形盤梯的設(shè)計計算R=R+δ+tR1---假想圓球的半徑；1R=6225mm----球罐的內(nèi)半徑=38mm---球甲壁板厚度t=200 —梯子或者頂平臺與球面最小距離R1=6225+38+200=6463mmR2max=(R12-(R+δ1–b1)2)0.51=5mm——頂平臺板厚度b1=180mm——梯子側(cè)板寬R2max=2273mmR2<=R2max選R2=2000mmR2——頂部平臺半徑2 2 0.5Z1=b1+(R1-R2) =6325.7mm2 b 2 2R1+R1b+( ) -R2r=2R1+b3329.2mm——梯子中心回轉(zhuǎn)半徑2b22R1+R1b+(2)+R2|X0|=2R1+b=3883.8mm——盤梯圓柱中心軸線與球心的距離 X0在坐標(biāo)中的值為負(fù)

t=200R1=6463R2=2000r=3329.2α終=149.0精品文檔精品文檔rα終=arccos( X0)=149.04.5 灑水孔31000m以上的中型球罐可設(shè)置內(nèi)部轉(zhuǎn)梯，本球罐采用內(nèi)部轉(zhuǎn)梯淋水管的灑水孔徑為4mm以上球罐直徑：Df=12450mm壁厚t=38mm設(shè)計壓力P=1.821Mpa球罐外表面：A=4πR2=486.7m2灑水量2L/min*m2水流速度v=2m/s=120m/min水壓：0.1Mpa2所需撒水量Q=486.7*2=980L/min*m4Q0.5所需管徑：D=2d=3.162*(πv)=10.20mm≈11mm灑水孔數(shù)：算的N=80.98≈82個保冷措施：4.6壓力表壓力表的最大刻度為正常運轉(zhuǎn)壓力的1.5倍以上（不要超過3倍）?。鹤畲罂潭?.6Mpa壓力表表面直徑應(yīng)大于150mm壓力表前應(yīng)安裝截止閥，以便于在儀表標(biāo)校時可以取下壓力表4.7支柱拉桿

Q=980D=11N=82個精品文檔精品文檔球罐支座是球罐中用以支承本體質(zhì)量和儲存物料質(zhì)量的結(jié)構(gòu)部件，為了對付各種影響因素，結(jié)構(gòu)形式比較多，設(shè)計計算也比較復(fù)雜。支撐主要可分為柱式支撐和裙式支撐，此外，還有V型柱式支撐，三樁合一型柱式支撐，裙式支撐，錐底支撐，鋼筋混凝土連續(xù)基礎(chǔ)支撐，半埋式支撐，高架式支撐，可脹縮的支撐赤道正切柱式支座設(shè)計赤道正切柱式支座必須能夠承受作用于球罐的各種載荷，支柱構(gòu)建要由足夠的強度和穩(wěn)定性b)拉桿結(jié)構(gòu)：拉桿是作為承受風(fēng)載荷以及地震載荷的部件，增加球罐的穩(wěn)定性而設(shè)置的，欄桿結(jié)構(gòu)可分為可調(diào)式和固定式。目前，國內(nèi)自行建造的球罐和引進(jìn)球罐的大部分采用可調(diào)式拉桿，本球罐的支承結(jié)構(gòu)采用單層可調(diào)式拉桿結(jié)構(gòu)，如圖（3-13）d0=526d1=506L=8000N=8φ=301-支柱2- 支耳3 –長拉桿4 –調(diào)節(jié)螺母5 –段拉桿支柱外直徑d0=526mm；內(nèi)直徑d1=506mm支柱計算長度L=8000mm2支柱金屬橫截面積 A：648096mm支柱橫截面的慣性矩：π(d44)=5.4*1084640-dmm1基本雪壓值q：550N/m2支柱材料： Ｑ２３５Ａ支柱材料屈服極限σ s ：235Mpa支柱數(shù)目n:8 根支柱載荷計算靜載荷球殼質(zhì)量計算：球殼平均直徑：D=12450+42=12492mm2M1=πD*δ*ρ=3.14*124922x38x10-9x7900Kg/m3 ≈162.6(噸)精品文檔精品文檔液體NH質(zhì)量(裝滿0.9)M2=1000x625kg/m3-9x0.9≈562.5(噸)x1033液壓實驗時液體的質(zhì)量：M3=1000*1000Kg/m*0.9=900噸雪壓質(zhì)量M4=（π/4g）D2qCs*10-6=4.55(噸)保溫層質(zhì)量2 -9M5=π(D+t) tρ*10 +400=1.5 噸附件的質(zhì)量：M7=9.750噸操作狀態(tài)下的球罐質(zhì)量：M0=M1+M2+M4+M5+M7=740噸.8液壓狀態(tài)下的球罐的質(zhì)量：Mf=M1+M3+M6+M7=1083.5噸球罐最小質(zhì)量Mmin=M1+M6+M7=183.45噸球罐每根支柱承受的靜載荷：m0g(162.6+562.5+4.55+1.5+9.750)*103*9.8G0=n=8=907480N液壓試驗條件下：3液壓實驗時液體的質(zhì)量：M3=1000*1000Kg/m*0.9=900噸Mt=M1+M3+M6+M7mg(162.6+900+11.103+9.750)*103*9.8Gt=t==1327噸n8動載荷地震水平載荷L122L1520022x5200拉桿影響系數(shù)：λ=1–(L)(3-L)=1-(9000)(3-9000)=0.384球罐中心處單位力引起的水平位移L380003-8v=λ12nEJ*10=0.384*12*8*192000*5.4*108*10=2.3*10基本自震周期T=2π m0v=0.82S設(shè)計地震烈度為 7度，按表4-2，地震影響系數(shù)的最大值α max =0.23，=(Tg)0.9αmax=0.093T精品文檔精品文檔地震水平力Qz=Czαm0g=0.45*0.093*740800*9.8=303824N風(fēng)載荷球罐建造的基本風(fēng)壓值：q0=600N/m2查表4-9，風(fēng)壓值高度變化系數(shù)f1=1.00,查表4-10，動載荷系數(shù)ξ=1.58，故風(fēng)振系數(shù)k2=1+mξ=1.553水平風(fēng)力：12-8Qf=4π(D0+2t)k1k2q0f1f2*1012-6=4*3.14*(12450+2*65)0.4*1.553*600*1.0*1.1*10=50933NQz>Qf取水平載荷F=Qz=303824N推到彎矩形成的支柱垂直力推到彎矩：8M=FL=303824*2500=7.6×10N*mm2由M對各支柱產(chǎn)生的垂直力iMcosθinF=ηRη=2Fa=7.6×108cos0=30522N4*6225Fb=7.6×108cos454*6225=21579NFc=7.6×108cos904*6225=0N剪切力形成的支柱垂直載荷如圖4-8，水平力F的方向為A向，拉桿構(gòu)架的方為角θAB精品文檔精品文檔=22.5，θAC=67.5于是：Cij=LFsinθij2180nRsinnCab=5500*303824*sin22.5=33555N1808*6225sin8Cbc=5500*303824*sin66.5=80410N1808*6225sin8Cijmax80410NTijmax=cosα=5500=91009.5N6225拉桿直徑：Tijmax0.591009.50.5d=2(π[α])+C=2(235)+2=29.2mm1.5取拉桿直徑為φ30mm連接部位強度計算支柱與拉桿，支柱與球殼以及支柱底座等結(jié)構(gòu)圖4-13圖4-15相同精品文檔精品文檔4.8 銷釘、耳板銷釘直徑的計算 銷釘材料選用Q235-A鋼2Tijmax0.52*91009.50.5d銷=(π[τ])=(235)=24.8mmπ*0.6*1.5取銷釘直徑為φ25mm耳板和翼板厚度計算 耳板和翼板都選用 Q235-A鋼。耳板和翼板厚度t=Tijmax91009.5[=235=17.04mmσ]d銷*251.1取耳板厚度為18mm。翼板厚度為9mm支柱附加壓縮載荷本球罐無允許沉降差的數(shù)據(jù)，為示例起見，以允許沉降誤差為1mm計算附加壓縮載荷，操作條件下：=液壓試驗條件下：P=Gt=1327噸PL1327000*8000L`=EA=192000*12450=4.44mm(L`-α)EA(4.44-1)192000*12450=1027872NP`T=L=8000P-P`T=1327000-1027872=149564NP`e=22載荷組合在載荷組合中，以每根支柱都可以承受附加壓縮載荷計，那么在操作狀態(tài)下每根支柱的載荷情況最大的一組如下：G0=Pg=90