天然气储罐设计

3.1圆筒厚度的设计

由于该容器储存介质易燃，所以该容器的焊缝都要采用全焊透结构，需要对该储罐进行100%探伤，所以取焊缝系数为0.1=φ。

假设圆筒的厚度在6~16mm 范围内，查GB150-1998中表4-1，可得： 疲劳极限强度MPa b 510=σ，屈服极限强度MPa s 345=σ，C ︒25下的许用应力为[]MPa t 170=σ，利用中径公式

[]

mm

mm p

pD t

i 15.488

.017012160088.02=-⨯⨯⨯=

-=

σ

φδ （3-1）

查标准HG20580-1998[3]表7-1知，钢板厚度负偏差为0.25mm ，而由[1]中3.5.5.1知，当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm ，且不超过名义厚度的6%时，负偏差可以忽略不计，故取

。

查[3]中表7-5知，对于有轻微腐蚀的介质，腐蚀裕量mm C 12=。 则筒体的名义厚度mm mm mm n 15.51015.4=++≥δ 圆整后取为mm n 6=δ

3.2封头厚度的计算

查标准JB/T4746-2002[4]中表1，得公称直径mm D DN i 1600==

选用标准椭圆形封头，长短轴比值为2，根据[1]中椭圆形封头计算中式（7-1）

[]mm

p D p c

t i

c 15.488

.05.011702160088.05.02=⨯-⨯⨯⨯=-=

φ

σ

δ (3-2)

同上，取01=C ，mm C 12=

则封头的名义厚度为mm mm mm n 15.51015.4=++≥δ 圆整后取为mm n 6=δ

3.3筒体和封头的结构设计

由封头长短轴之比为2，即

22=i

i h D ，得mm mm D h i i 4004

16004

==

=

查标准[4]中表B.1 EHA 和B.2 EHA 表椭圆形封头内表面积、容积，质量，见表3-1和图3-1。

封

V L D V i 24

0+=

π

取装料系数为0.9，则

封

V L D V i 249

.00+=π

即

5864

.026.14

9

.0902

⨯+⨯⨯=

L π

算得m L 39.40= 圆整后取为m L 4.40=

表3-1 封头尺寸表

3.4人孔的选择

根据HG/T 21517-2005[5]，查表3-3，选用凹凸面的法兰，其明细尺寸见表3-2：

表3-2 人孔尺寸表 单位：mm

3.5接管、法兰、垫片和螺栓（柱）

3.5.1接管和法兰

该石脑油储罐应设置物料入口、物料出口、温度计口、压力表口、安全阀口、液面计口、排污口和人孔。初步确定各口方位如图3-2：

图3-2 各管口方位

查HG/T 20592-2009[6]中表8.2 3-1 PN带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸。

查[6]中附录D中表D-3,得各法兰的质量。查[6]中表3.2.2，法兰的密封面均采用MFM（凹凸面密封）。

将查得的各参数整理如表3-3

3.5.2垫片

查HG/T 20609-2009[7]，得各管口的垫片尺寸如表3-4：

表3-4 垫片尺寸表

2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。

3：垫片厚度均为3mm。

表3-3 各管口法兰尺寸表

4

3.5.3螺栓（螺柱）的选择

查HG/T 20613-2009[8]中表5.0.7-11和附录中表A.0.1,得螺柱的长度和平垫圈尺寸如表3-5：

表3-5 螺栓及垫片

3.6鞍座选型和结构设计

3.6.1鞍座选型

该卧式容器采用双鞍式支座，初步选用轻型鞍座，材料选用Q235-B 。 估算鞍座的负荷： 储罐总质量

43212m m m m m +++=

（3-3）

1m —筒体质量：kg

DL m 10411085.7006.04.46.114.33

01=⨯⨯⨯⨯⨯==δρπ

2m —单个封头的质量，kg m 4.1332=

3

m —充液质量：石脑油水ρρ>，水压试验充满水，故取介质密度为

3

/1000m kg =水ρ，V m 水ρ=3

3

202

02.105864.024.46.14

24

2m

V L D V V V i =⨯+⨯⨯=

+=

+=π

π

封封筒

则kg kg V m 1002002.1010003=⨯==水ρ

4m —附件质量：人孔质量为kg 153，其他接管总和为200kg ，即kg m 3534=

综上所述，kg m m m m m 8.11680353100204.1332104124321=++⨯+=+++= 则每个鞍座承受的质量为kg 4.5840，即为kN 4.58。

查JB4712.1-2007[9]表1，优先选择轻型支座。查[9]中表2，得出鞍座尺寸如表3-6：

表3-6 鞍座尺寸表

3.6.2鞍座的安装位置

根据[2]中 6.1.1规定，应尽量使支座中心到封头切线的距离A 小于等于

0.5a

R ，当无法满足A 小于等于0.5a R 时，A 值不宜大于L 2.0。a R 为圆筒的平均

内径。

mm D R n

i a 8032

62

16002

2=+

=

+

=

δ