2.2 封头的设计计算
2.2.1封头类型的确定
由于设计压力为1.4Mpa属低压容器,设计温度为48℃故在满足工艺条件前提下比较封头的制造难易程度、消耗材料情况、工艺上的合理性确定上下封头均采用EHA型椭圆形封头。
2.2.2封头参数的确定
由JB/T4737-95可知椭圆形封头各参数值为:公称直径:9000mm;直边高度:40mm。
2.2.3封头厚度的确定
本设计选用以内径为公称直径的EHA型椭圆形封头和。材料为16MnR,与筒体的焊接接头形式选双面焊全焊透,局部无损检测,故 。
计算标准椭圆封头厚度:
(2.3)
由于C1=0mm,C2=2mm
故:设计厚度 = + C2=47.33+2=49.33mm
名义厚度 ,然后向上圆整到国家标准钢板厚度,故取 。
2.3裙座结构与焊接连接设计
塔体常采用裙座支承。裙座形式根据承受载荷情况不同,可分为圆筒形和圆锥形两种。不管是圆筒形还是圆锥形裙座,均有裙座筒体、基础环、地脚螺栓座、人孔、排气孔、引出管通道等。
2.3.1 裙座结构设计
由于DN=9000mm且H/DN=22000/9000=2.44,故裙座选为圆筒形。
虽然裙座不直接与塔内介质接触,也不承受塔内介质的压力,因此不受压力容器用材的限制。但为了保证与封头的连接完好与裙座强度,一般与筒体封头(基层)材料相同,所以本次设计选择16MnR为裙座材料。
由于裙座高度一般取为3~6m,本次所设计的塔为22m,所以在这里取裙座高度取为4m。
2.3.2 焊接连接设计
裙座与塔底焊接于封头间的焊接接头可分为对接及搭接。
采用对接型式接头时,裙座筒体外与塔体下封头外径相等,焊缝必须采用全熔透的连续焊,且与塔釜封头的外壁圆滑过渡。搭接型式接头的受力情况较差,只是因安装较方便。
本裙座设计采用对接型式。
图2.1 裙座与塔体对接
2.4 开孔和开孔补强
接管开孔后,除了削弱了器壁的强度外,在壳体和接管的连接处,因结构的连续性被破坏,会产生很高的局部应力,给容器的安全造成隐患,因此对于工艺和结构上的开孔,进行补强设计。
压力容器接管补强结构通常采用局部补强结构,主要有补强圈补强、厚壁接管补强和整锻件补强3种形式。
而本次设计的筒体属中低压容器,所以选择补强圈补强做为补强形式。
圆筒补强要求:当其内径 >1500 mm 时,开孔最大直径 且
对于不另行补强的最大开孔直径:
(a) 设计压力小于或等于2.5 MPa;
(b) 两相邻开孔中心的间距(对曲面间距以弧长计算)应不小于两孔直径之和的两倍;
(c) 接管公称外径小于或等于89 mm;
(d) 接管最小壁厚满足GB 150-1998表8-1要求
根据《化工容器及设备简明设计手册》确定本次塔设计的主要接管及其公称直径、壁厚、材料等。
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