蒸压釜设计说明

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蒸压釜设计说明

2010 ~ 2011 学年 2 学期

学院：材料学院

专业班级：无极08-1

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蒸压釜设计说明

一.设计要求：年生产18万吨加气混凝土砌块。根据设计的压力容器的耐压大小，确定为一类容器。选用2*21m一类蒸压釜8条。二. 分析容器的工作条件，确定设计参数。

（1）、蒸压釜图纸以容规国标150为准，由机械部第四设计院设计。（2）、￠2×21米釜，可容纳2万块标砖，28.8米3加气块；￠2×31米釜，可容纳3万块标砖，39米3加气块；

（4）、减速机采用涡轮涡杆,不同于其它厂家的摆线针轮减速机，三重安全保护①电子联锁装置②手动联锁装置(手动丝杠)③手摇减速机。

（5）、蒸压釜21米釜：14mm与16mm的重量相差2吨；

蒸压釜31米釜：14mm与16mm的重量相差3吨；

三.选择合适的规范和标准

选用标准

1.中华人民共和国国家标准——钢制压力容器（GB150-1998）

2. 《压力容器安全技术监察规程》《钢制压力容器》GB150-1998与GB150-89标准的主要变化

（1）、蒸压釜选用安钢16MnR容器专用板材，四周刨边打破口，采用中油一建焊接编制工艺，上海人民自动埋孤焊接设备，受压元件100%X光拍片探伤，确保焊接工艺。

（2）、釜圈、釜门采用16Mn二级锻打件，退火，热处理，釜门出厂前已保温。

（3）、安全阀DN80不同于其它厂家端口DN50；

底板（20mm）不同于其它厂家的18mm；

地脚螺栓（24mm地脚、过丝、含帽）不同于其它厂家18mm螺纹钢。

四．应力分析和强度计算

1 公式推导

多支座卧式蒸压釜可简化为受均布载荷的外伸梁，假设共有2n -1个支座，见图1。图中L为圆筒两封头切线之间长度;h为封头内壁曲面深度;A为边支座中心线到近端封头切线的距离;q为单位长

度上的载荷。

1.1 支座截面弯矩的计算

为求出卧式容器的各项应力，首先求得各截面的剪力和弯矩，多支座卧式容器属静不定结构，需用三弯矩方程求解其剪力和弯矩。对于n支座，三弯矩方程一般性公式为[2]：

(1)

在对多支座卧式容器进行结构设计时，为使其受力状况较好，通常将支座设计成等距布置。即有l1= l2= l3 =⋯ = l2n-2=l，其值为：

(2)

故公式(1)简化为

(3)

在支座n左右，由于对称，故

(4)

首先需要计算封头及其内装物料重量和作用于封头上的静载荷对封头切线与轴线交点的等效力矩：

根据文[4]有

(6)

由公式(4) 、(5) 、(6)组成连立方程如下：由公式(4) 、(5) 、(6)组成连立方程如下：

(7)

令，，则上述方程组可以写成：

(8)

其中：

由此方程组可解得各支座截面弯矩Mi(i=1,2,…，n)，并由对称性得

(i=1,2,…，n-

1)

(9)

1.2 支座反力的计算

图2 连续外伸梁分解图

当求得各支座截面弯矩之后，把该连续梁分解为2n-2个静定梁，如图2所示。左右端为均布载荷外伸梁、中间为均布载荷简支梁，从而求得支座反力。封头及其内装物料重量为：

并由对称性得

(i=1,2,…，n-1)

1.3 梁内剪力的计算

根据剪支梁的剪力计算公式可求出梁内的剪力,如下：

（1

3)

求出A段以及1~n-1段的剪力，其它各段由对称性可得。

1.4 弯矩的计算

首先根据剪支梁弯矩的计算公式即可求出梁内弯矩，然后采用数学方法求出弯矩的最大值。

1.4.1梁内弯矩的计算

(14)

求出A段以及1~n-1段的弯矩，其它各段由对称性可得。

1.4.2最大弯矩的计算

对方程组 (14) 求一阶导数，以求最大弯矩所在点，如方程组（15）。把求得的x值代入原方程组 (14) ，即可求得各段的最大弯矩。

在求得多支座卧式容器各支座处支反力和弯矩后，可作出其剪力图和弯矩图，本文不详细叙述。

(1 5)

1.5釜体应力计算和校核

多支座卧式容器的应力计算可以按照齐克方法，依次求解σ1、σ2、σ3……σ8及τ，并按[1]进行应力校合。

1.5.1 筒体轴向应力计算

(1) 两支座中间处的横截面上:

按各跨中点处的最大弯矩Mmax作用点处，计算横截面的最高点和最低点的轴向应力：

最高点：

(1

6)

最低点：

(1

7)

式中，p为设计压力，Mpa；Rm为釜体平均半径，mm； =m ax{|i=1,2,……，n}。

(2) 支座处横截面上

筒体被加强的最高点或筒体不被加强的靠近中间水平平面处：最高点：

(1 8)

最低点：

(1 9)

式中K1、K2为计算应力系数，根据 A／Rm>1／2和支座包角θ按文献[2]式8—5、式8—6计算，

。