1、 I 400m3丁烷球罐的设计丁烷球罐的设计 摘要摘要 球罐球罐 球壳球壳 结构结构 材料材料 橘瓣式橘瓣式 本次毕业设计的课题是 400m3丁烷球罐的设计，球罐的直径为 9200mm，设计压力 为 0.6MPa， 其遵循的设计标准为： GB123371998 钢制球形储罐 ； GB500941998 球形储罐施工及验收规范；GB1501998钢制压力容器；压力容器安全 技术监察规程。 本次 400m3球罐的设计计算，充分考虑了各种载荷的影响，包括：设计内压、球罐 自重、储存介质的重力载荷、附属设备的重力载荷、风载荷、雪载荷、地震载荷以及支 柱对球壳的反作用力等，充分考虑支柱与球壳连接最低处的
2、组合应力（薄膜应力+剪切 应力）的校核和管口补强校核，并对球罐的附件（如梯子平台、喷淋装置和安全阀等） 和球罐的支柱进行了较为全面的核算，从而确保球罐的安全性和可靠性。 II 摘要 . I 1 概论 .1 1.1 球罐的特点 1 1.2 球罐的分类 1 2 球罐的优化设计 .2 2.1 橘瓣式球罐 2 2.2 混合式球罐 2 2.3 总结 3 3 材料的选用 .3 3.1 球罐的选材的基本原则 3 3.1.1 钢材的力学性能 .3 3.1.2 经济性 .5 3.2 选材 5 3.2.1 钢材 .5 3.2.2 焊接材料 .6 3.3 壳体用钢 6 3.4 锻件用钢 7 4 结构设计 .7 4.
3、1 概况 7 4.1.1 球罐的分类 .8 4.1.2 球罐的构造 .8 4.2 球壳的设计 9 4.2.1 各种球罐的特点 .9 4.2.2 桔瓣式球罐的瓣片设计和计算 .11 4.2.3 坡口设计 .17 4.3 支座设计 18 4.3.1 球罐支座的结构和特点 .18 4.3.2 拉杆的设计 .19 4.4 人孔和接管 20 4.5 球罐的附件 20 4.5.1 梯子平台 .20 4.5.2 水喷淋装置 .22 4.5.3 安全阀的设计 .23 5 强度计算 .24 5.1 设计条件 25 5.2 球壳计算 25 5.2.1 计算压力 .25 5.2.2 球壳各带得厚度计算 .27 5.
4、3 球罐质量计算 28 5.3.1 计算系数 .28 5.3.2 计算过程 .28 5.4 地震载荷的计算 29 III 5.4.1 自震周期 .29 5.4.2 地震力 .29 5.5 风载荷计算 30 5.6 弯矩计算 31 5.7 支柱计算 31 5.7.1 单个支柱的垂直载荷 .31 5.7.2 组合载荷 .33 5.7.3 单个支柱弯矩 .33 5.7.4 支柱稳定性校核 .35 5.8 地脚螺栓计算 37 5.8.1 拉杆作用在支柱上的水平力 .37 5.8.2 支柱底板与基础的摩擦力 .37 5.8.3 地脚螺栓 .37 5.9 支柱地板 38 5.9.1 支柱底板直径 .38
5、5.9.2 底板厚度 .39 5.10 拉杆计算 39 5.10.1 拉杆螺纹小径的计算 .39 5.10.2 拉杆连接部位的计算 .39 5.11 支柱与球壳连接最低点 a 的应力校核 42 5.11.1 a 点的剪切应力 42 5.11.2 a 点的纬向应力 42 5.11.3 a 点的应力校核 43 5.12 支柱与球壳连接焊缝的强度校核 43 5.13 孔和开孔补强 44 5.13.1 公称直径小于 100 的管口的开孔补强 .44 5.13.2 DN500 人孔 .44 5.13.3 DN100 开孔补强（平衡口、安全阀、储罐气出口） .46 5.13.4 DN150 开孔补强（备用
6、口、放空口） .49 5.13.5 DN200 开孔补强（气体出口、入口） .51 6 工厂制造及现场组装 .53 6.1 工厂制造 53 6.1.1 球壳板用钢板的验收 .53 6.1.2 对板壳的下料和成形 .54 6.2 现场组装 54 7 焊接 .54 8 焊后热处理 .55 9 竣工检查 .55 9.1 压力试验 .55 9.1.1 液压试验 .55 9.1.2 气压试验 .56 9.2 气密性试验 56 IV 致谢 错误错误!未定义书签。未定义书签。 参考文献 .57 第 1 页,共 58 页 1 概论概论 1.1 球罐的特点球罐的特点 球形储罐（简称球罐）是一种储存气体、液体或液化气体的球形压力容器，一般由 球壳、支柱拉杆、人孔接管、梯子平台等部件组成。球罐与圆筒形储罐相比，球罐的优 点是： （1） 与同等体积的圆筒形容器相比，球罐的表面积最小，故钢板用量最少。 （2） 球罐受力均匀，且在相同的直径和工作压力下其薄膜应力为圆筒形容器的 1/2，故板厚仅为圆筒形容器的 1/2 （3） 由于球罐的风力系数为 0.3，而
