卧式液氨储罐的结构设计
1.0 因为｜M1｜》｜M2｜，且A≤Rm/2=302.5mm,故应力必定出现在跨中面，校核跨 中面应力。
1.由弯矩引起的轴向应力 ○
最低点处：
?3.81?106 ?1′=???0.461 MPa 23.14Rm?e3.14?605?7.2最低点处?2′＝－?1′＝0.461MPa
?M12．由于设计压力引起的轴向应力 ○
?p?pRm1.6?605??67.2MPa 2?e2?7.23．轴向应力组合与校核 ○
轴向拉应力：σ2＝σp+?2′=67.2+0.461＝67.7MPa 许用轴向拉应力：[σ]t＝170Mpa，σ2＜[σ]t合格 轴向压应力：σ1＝－?1′＝0.461Mpa 轴向许用压缩应力
A?0.094?e0.094?7.2??0.001128 R1600根据A值查GBl50—89图4—5，得B＝136MPa＜[σ]t=170 MPa 取许用压缩应力 [σ]ac＝136MPa，合格｜σ1｜＜[σ]ac 2.4.2筒体和封头切向剪应力校核
因筒体被封头加强(即A＜Rm/2)，筒体和封头中的切向剪应力分别按下式计算 (1) 筒体切向剪应力
查GBl50—89，取系数K3＝0.880，K4=0.401
??K3F0.88?19880??4.02MPa Rm?e605?7.2因为 τ< 0.8[σ]t =0.8×170=136 MPa ， 故合格。
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(2)封头切向剪应力
?h?K4F0.401?19880??1.83MPa Rm?he605?7.2KPDi 2?he因为 1.25[σ]t －δh=1.25×[σ]t － = 1.25×170－
1?1.6?1200?79.17 MPa
2?7.2?h＜1.25[σ]t－δh，故合格。
2.4.3筒体周向应力校核 (1)周向应力计算
设垫板不起加强作用，查GBl50—89，取周向弯矩系数K6 =0.0132周向压缩系数K5 =0.760，
1．在鞍座处横截面最低点处 ○
?5??kk5F?0.1?0.76?019880MPa ???0.785b2?e7.2?273式中k=0.1,考虑容器焊接在鞍座上
b2?b?1.56Rm?e?170?1.56?605?7.2?273mm
其中：b2为筒体承受周向压应力的有效长度。
b为支座的轴向宽度
2．鞍座边角的周向应力 ○
因L/Rm=2080/605=3.43＜8,故
?6??12K6FRmF1988012?0.0132?19880?605??????20.2MPa 224b2?24?273?7.2L?e2080?7.2(2)周向应力校核
︱σ5 ︳＜ [σ]t＝170MPa ︱σ6 ︳＜ 1.25[σ]t＝212.5MPa
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卧式液氨储罐的结构设计
2.4.4鞍座有效断面的平均应力校核
查GBl50—89，取系数K9＝0.204
支座承受的水平分力Fs＝K9·F＝0.204×19880＝4056N 鞍座有效断面平均应力 ?9?Fs4056??3.38Mpa Hsbs200?6应力校核 σ9＜2/3[σ]t＝75.3MPa
式中：bs为钢制鞍座的腹板厚度，bs=δ2=6mm，
由于鞍座的实际高度h=200mm＜1/3Rm=201.7mm，所以Hs取h=200mm。
[σ]t＝113 Mpa，为鞍座腹板材料Q235—AF的许用应力。
2.5开孔与接管设计
2.5.1人孔设计
因为筒体长度L=2080mm≤6000mm时，可以很好的采光、气体置换，检验人员进行内外部检验和出入方便，所以只需要设置一个人孔即可。由于储罐的公称直径900mm＜DN＜2600 mm，而且设计了人孔和适当的备用管口（见下文），就不必要设计手孔和检查孔。
人孔不应该布置在鞍座处的截面和跨中间截面上，也不适宜在封头上设置人孔。考虑到筒体和鞍座的结构尺寸，将人孔设置在筒体的顶部，选取开孔中心距离筒体的边缘620mm。由于没有设计手孔和检查孔，需要经常打开人孔盖进行检查，为了方便打开人孔盖，选用快开式，并根据储罐的公称直径和公称压力，查手册，选择回转盖平焊法兰人孔，标准号为JB580-79，C型密封面，Ⅰ类材料。 人孔标记：人孔 CⅠ Pg16 Dg450 JB580-79
人孔材料：筒节、法兰、盖子材料用Q235-B螺栓、螺母材料用Q235-A，法兰材料选用16Mn(锻)。
人孔尺寸：公称直径Dg=450mm，接管尺寸dw×s＝480mm×10mm。 2.5.2接管与法兰联结设计
所有的接管材料选用10号钢无缝钢管，法兰材料选用16Mn(锻)，接管长度从罐
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体的外壁算起，罐顶的接管长度可取150 mm，罐底的接管长度可取100 mm。接管位置示意图见下图2.2所示
图2.2 接管位置示意图
（1）液氨进出口
需要设计2个液氨进出口，液氨进口设置在筒体的顶部，出口设在罐底，具体定位尺寸见液氨储罐装配图。选用凸面板式平焊钢制管法兰，公称直径80mm，接管外径89 mm。法兰标记：HG20593 法兰 PL80—1.6RF （2）液位计管口
设置两个液位计管口，两个均设在左边封头上，具体定位尺寸见液氨储罐装配图。右边封头上液位计管口时必须避开边缘应力区，随着离开封头边缘处的距离的增大，边缘应力迅速衰减，所以将管口孔中心距离封头顶点500mm。由于接管较长，要设计加强筋加强。法兰标记：HG20593 法兰 PL20—1.6RF （3）排污管口
为了方便排净污物，将排污管口设在罐底，具体定位尺寸见液氨储罐装配图。选用螺纹管法兰。法兰标记：HG20598 法兰 Th25—1.6 （4）安全阀管口、压力表管口、备用管口
三个管口均用同种法兰、接管结构和尺寸，具体定位尺寸见液氨储罐装配图。 法兰标记：HG20593 法兰 PL25—1.6RF （5）接管管口表
根据工艺，操作和检修的要求，设备接管如下表所示：
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卧式液氨储罐的结构设计
符号 A1～2 b C1～2 d e1～2 f 公称尺寸 80 450 20 25 25 20 连接尺寸和标准 HG20593 法兰 PL80—1.6RF 人孔 CⅠPg16 Dg450 JB580-79 HG20593 法兰 PL20—1.6RF HG20598 法兰 Th50—1.6 HG20593 法兰 PL20—1.6RF HG20593 法兰 PL20—1.6RF 表1.1接管表
注：采用法定计量单位的标准（如：HG等）公称压力用PN表示，单位采用Mpa。采用工程制单位的标准（如：JB等）公称压力用P g表示，单位为kg/cm2。
用途和名称 液氨进出口 入孔 液位计口 排污口 安全阀及备用 压力表及备用 2.6开孔补强计算
根据GBl50—89规定，壳体名义厚度为10mm时，当在设计压力小于或等于2.5 Mpa的壳体上开孔，两相邻开孔中心间距（对曲面间距以弧长计算）大于两孔直径之和的两倍，且接管公称外径小于或等于89mm的接管可以不另行补强，故补强计算需考虑人孔和液氨进口处的开孔接管补强问题，这里只给出人孔补强计算。 （1）人孔补强及补强方法判别
1．补强判别 ○
由于人孔接管的外径为480 mm，大于允许不另行补强的的最大接管外径89 mm，所以需要另行考虑补强，补强材料应该与壳体的材料相同，选用16MnR钢，由前面的人孔设计可知，人孔的接管选用Q235－B钢，选用其厚度附加量C，＝C1＋C2＝2＋0.8＝2.8mm，在该设计条件下Q235－B钢的许用应力[?]tn=113Mpa。
2．补强计算方法判别 ○
开孔直径d＝Di＋2 C，＝（480－2×10）＋2×2.8＝465.6mm
本筒体开孔直径d＝465.6mm＜Di/2＝600mm，满足等面积法开孔补强计算的使用条件，故可以用等面积法进行开孔补强计算。
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