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2、 概述 1卧式储罐设计1 卧式储罐常用支座形式有鞍式支座和圈座。工程实际中很少使用圈座，只有当大直径的薄壁容器或真空容器因自身重量而可能造成严重挠曲变形时才采用圈座，以增加筒体支座处的局部刚度。5.3 卧式储罐设计5.3.1 支座结构及布置电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计卧式储罐的典型支座电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计 置于鞍式支座上的卧式储罐，其受力情况类似于弯曲梁。由材料力学：梁弯曲产生的应力与支点的数量和位置有关。多支点梁产生的应力较小支座数量似乎应该越多越好。但多支座容器，因地基的不均匀沉降和制造上的外形偏差，很难保证各支座严格保持在同一水平面上，因而多支座罐在支座处
3、的约束反力并不能均匀分配，体现不出多支座的优点一般卧式储罐最好采用双鞍座结构。鞍式支座数量确定电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计 卧式储罐的设计载荷包括长期载荷、短期载荷和附加载荷。长期载荷设计压力，内压或外压（真空）；储罐的质量载荷，除自身质量外，还包括储罐所容纳的物料质量，保温层、梯子平台、接管等附加质量载荷。短期载荷雪载荷、风载荷、地震载荷，水压试验充水重量。附加载荷指卧罐上高度不大于10m的附属设备（如精馏塔、除氧头、液下泵和搅拌器等）受重力及地震影响所产生的载荷。设计载荷双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计置于对称分布的双鞍座卧式储罐所受的外力包括载荷和支
4、座反力，其在正常工作时可以近似地看成支承在两个铰支点上受均布载荷的外伸简支梁。载荷分析双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计 假设卧式储罐的总重为2F，此总重包括储罐重量及物料重量(常按水取值？)，必要时还包括雪载荷。对半球形、椭圆形或碟形等凸形封头，折算为直径等于容器直径长度为2/3H 的圆筒。则受载总长度为：作用在受载总长度L上的单位长度均布载荷为：载荷分析双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计梁受力图为：双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计k将梁总长度简化为L：封头本身和封头中物料的重量为2/3Hq，作用在封头（含物料）的重心
5、上。凸形封头（均按半球形封头取值？）的重心位置为：按力的平移法则力的简化双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计双鞍座卧式储罐被简化为一受均布载荷的外伸简支梁，梁的两个端点还分别受到横剪力和力偶的作用。双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计k根据Zick（齐克）试验的结论，除支座附近截面外，其他各处圆筒在承受轴向弯矩时，仍可看成抗弯截面模量为 的空心圆截面梁，并不承受周向弯矩的作用。如果圆筒上不设置加强圈，且支座的设置位置时，由于支座处截面受剪力作用而产生周向弯矩，在周向弯矩的作用下，导致支座处圆筒的上半部发生变形，产生所谓“扁塌”现象。“扁塌”现象卧式储
6、罐圆筒应力计算与强度校核（1）圆筒上的轴向应力双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计卧式储罐筒体上的轴向应力双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计卧式容器筒体上的轴向应力图双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计截面最高点（M1为正值，产生压应力）截面最低点（M1为正值，产生拉应力）双鞍座卧罐应力分析两支座跨中截面处圆筒的轴向应力 支座截面最高点（M2为负值，产生拉应力）支座截面最低点（M2为负值，产生压应力）双鞍座卧罐应力分析支座截面处圆筒的轴向应力切向应力 设置有加强圈的圆筒无加强圈且A0.5Ri的圆筒被封头加强的圆筒封头中的附加拉
7、伸应力（2）支座截面处圆筒和封头上的切向应力和封头的附加拉伸应力卧式容器圆筒应力计算与强度校核双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计（a）加强圈加强 （b）未加强 （c）封头加强双鞍座卧罐应力分析卧式储罐筒体上的切向切应力图电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计（4）支座截面处圆筒的周向压缩应力周向压缩应力 用加强圈加强圆筒未用任何形式加强圆筒被封头加强的圆筒周向弯曲应力 在支座截面上有加强圈的圆筒在支座截面上无加强圈的圆筒被封头加强的圆筒（A0.5Ri）双鞍座卧罐应力分析卧式储罐圆筒应力计算与强度校核（3）支座截面处圆筒的周向弯曲应力电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐
8、设计加强圈可设置于鞍座截面或靠近鞍座截面的圆筒上，可设置在圆筒内侧或外侧。如卧式储罐支座因结构原因而不能设置在靠近封头处（A0.5Ri），且圆筒不足以承受周向弯矩时，就需在支座截面处的圆筒上设置加强圈，以便与筒体一起承受载荷。双鞍座卧罐应力分析卧式储罐圆筒应力计算与强度校核（5）周向弯曲应力和周向压缩应力的强度校核（6）加强圈设计电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计ka.鞍座截面处设置内加强圈时，依照周向弯曲应力分析方法求取鞍座边角处的周向弯曲应力和周向压缩应力的综合并进行强度校核。b.靠近鞍座截面处设置加强圈时，圆筒截面的最低处存在最大压缩力，但此处周向弯曲应力为零；鞍座边角处的总应力则
9、按周向弯曲应力和周向压缩应力叠加后进行强度校核。双鞍座卧罐应力分析电子课件过程设备设计第五版 卧式储罐设计根据内压或外压容器设计方法初步计算厚度考虑支座安装位置、支座反力和支座的包角的影响计及各种附加载荷，并校核筒体在附加载荷作用下的周向、轴向强度和稳定性，确定实际圆筒厚度。由于支座的受力与所支承的储罐的重量和支座本身的结构尺寸有密切关系，因而卧式储罐支座与罐体设计应同时进行。卧式储罐设计原则A0.2L，且要尽量使A0.5Ri；卧式容器由于温度或载荷变化时都会产生轴向的伸缩 因此支座要一端固定，一端滑动；鞍座标准为JB/T 4712.1，当选用标准鞍座且满足JB/T4712所规定的条件时，可免
10、去对鞍式支座的强度校核，否则应进行强度校核；鞍座包角也是鞍式支座选用时需要考虑的一个重要参数，常用的鞍座包角有120、135和150三种，我国标准JB/T 4712.1中推荐的鞍座包角为120和150二种。问题：固定支座和滑动支座如何布置？鞍式支座设计与选用鞍座结构 B型（重型）带垫板包角120的鞍座结构简图1-底板；2-筋板；3-腹板；4-垫板鞍式支座设计与选用标准鞍座 B型（重型）：BB五种型号 选用标准鞍座：先根据鞍座实际承载的大小，确定选用轻型(A型)或重型(B型)鞍座；找出对应的公称直径；结合容器筒体强度计算选择鞍座包角。A型（轻型）鞍式支座设计与选用JB/T 4712.1-2007 鞍座 固定鞍座F，滑动鞍座S 公称直径，mm 型号(A，B、B、B、B、B)标准鞍座标记方法 标记示例：DN1600，150包角重型滑动鞍座，鞍座材料Q235A，垫板材料Q345R，鞍座高度400mm。标记：JB/T 4712.1-2007，鞍座B1600S，h=400；材料：Q235A/Q345R。鞍式支座设计与选用储运设备谢谢观赏