VIF8008A-00计算书

版次Rev.0CFL-80/0.8型低温液体贮罐（VIF8008A-00JS）设计计算书设计：日期：校核：日期：审核：日期：批准：日期：张家港中集圣达因低温装备有限公司2011年2月版次Rev.01目录一、强度计算1．设计概述----------------------------------------------------------------第2页2．设计、检验与计算规范----------------------------------------------------第2页3．贮罐主要技术参数--------------------------------------------------------第3页4．容积计算----------------------------------------------------------------第5页5．液柱静压力计算----------------------------------------------------------第6页6．内容器椭圆封头设计计算--------------------------------------------------第7页7．内筒体设计计算----------------------------------------------------------第9页8．开孔补强计算-----------------------------------------------------------第11页9．外筒体外压校核----------------------------------------------------------第19页10．外封头外压校核----------------------------------------------------------第21页11．外壳防爆口开孔补强计算--------------------------------------------------第22页12．内支撑计算--------------------------------------------------------------第23页13．地震时的拉带计算--------------------------------------------------------第28页14．外支腿计算（地震，操作状态）--------------------------------------------第28页15．外支腿计算（风载，空罐）------------------------------------------------第32页16．超压泄放装置计算--------------------------------------------------------第33页二、热力计算1.自蒸发率计算------------------------------------------------------------第35页版次Rev.02一、强度计算1.设计概述产品名称低温液体贮罐产品型号CFL-80/0.8型全容积84.22m3有效容积80m3装量系数≤0.95充装介质LO2、LN2、LAr工作压力0.8MPa主体材质(内壳/外壳)06Cr19Ni10/Q235-B运输尺寸(长×宽×高)14633×4106×35202.设计、检验与计算规范TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》GB150—1998《钢制压力容器》GB18442—2001《低温绝热压力容器》APSPEC.4WEQ-1515Rev.2、4WEQ-6804、APCIWPI-SW70003版次Rev.033.贮罐主要技术参数项目单位指标（参数）备注容器类别内容器外壳Ⅱ充装介质LO2、LN2、LAr工作压力MPa0.80真空设计压力0.84-0.1计算压力顶封头：0.94上段筒体：1.03下段筒体及底封头1.10-0.1气压试验压力0.97/套装前1.09气密性试验压力0.84氦检漏安全阀开启压力0.80/爆破片爆破压力0.96/有效容积80/装量系数0.95全容积m384.2240.5（夹层）筒体尺寸mmφ3000×12（上段）/14φ3500×10直径×厚度设计温度0C-19650工作温度0C-196环境温度日蒸发率%/d0.250/按LN2主体材料06Cr19Ni10Q235-B主体焊材E308L-16E5015焊接接头系数1.00.85无损检测A、B类100%RT,按JB/T4730.2-2005,要求射线检测技术等级不低于AB级，合格级别不低于Ⅱ级筒体20%UT按JB/T4730.3-2005要求脉冲反射法超声检测技术等级不低于B级，合格级别不低于Ⅱ级，并100%PT按JB/T4730.5-2005Ⅰ级合格，封头成型后，焊接接头100%RT按JB/T4730.2-2005要求射线检测技术等级不低于AB级,合格级别不低于Ⅲ级,且不允许有未焊透Ⅰ级合格C、D类100%PT按JB/T4730.5-2005Ⅰ级合格（外壳与加强圈之间的焊接接头除外）腐蚀裕量mm01.0筒体设计厚度mm11.32(上段)/12.107.90空重kg34843±3％满载后总重146283按LAR绝热形式真空粉末绝热版次Rev.04外形尺寸mm4106×3520×14633mm长×宽×高真空设计寿命年5设计使用年限50版次Rev.054.容积计算容积计算内容器椭圆封头内容积：Vi1=3.817m3容器全容积：Vi＝80/0.95≈84.22m3内容器筒体容积：Vi2=Vi－2Vi1=84.22－2×3.817≈76.586m3内容器筒体长度：Li＝Vi2/(π/4·Di2)=76.586/(л/4×32)≈10.835m（取筒体长度Li＝10835mm）式中:Di------内筒体直径(Di=3m)Vi--------内筒几何容积Vi1-------内筒椭圆封头容积Li-------内筒体长度夹层容积计算外壳碟形封头内容积：V01=4.628m3外壳筒体容积：V02=л/4•Do2•Lo=л/4×3.52×12.15≈116.9m3外壳几何容积：Vo=2V01+V02=126.156m3式中：Do-----外壳筒体直径（Do=3.5m）Lo-----外壳筒体长度（Lo=12.15m）夹层容积：Vj=Vo-Vi=126.156－(л/4×3.0242×10.835+3.817×2＋2043/7930)≈40.45m3（取40.5m3）版次Rev.065.液柱静压力计算：内容器椭圆封头内容积：Vi1=3.817m3内容器有效容积：Ve=80m3液柱高度：L液柱=(Ve-Vi1)/(π4•Di2)+Hi=(80-3.817)/(π4•32)+0.79=11.568m=11568mm式中：Di------内筒直径（Di＝3m）Ve------内容器有效容积Vi1-----内容器椭圆封头容积Li------内筒体长度Hi------内封头纵深长度（Hi＝790mm）液柱静压力：上段筒体：L液柱=5943mmP液＝MPaPd042.084.005.0%509.010594381.913939下段筒体及底封头：P液=MPaPghd042.084.005.0%516.0101156881.913939按GB150中要求，需计入计算压力中。版次Rev.076、内容器椭圆封头设计计算：内顶封头设计计算单位张家港中集圣达因低温装备有限公司计算条件椭圆封头简图计算压力Pc0.94MPa设计温度t-196.00C内径Di3000.00mm曲面高度hi750.00mm材料06Cr19Ni10(板材)设计温度许用应力t137.00MPa试验温度许用应力137.00MPa钢板负偏差C10.80mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算形状系数K=16222Dhii=1.0000计算厚度=KPDPcitc205[].=10.31mm有效厚度e=n-C1-C2=11.20mm最小厚度min=4.50mm名义厚度n=12.00mm结论满足最小厚度要求重量932.35Kg压力计算最大允许工作压力[Pw]=205[].teieKD=1.02103MPa结论合格版次Rev.08内底封头设计计算单位张家港中集圣达因低温装备有限公司计算条件椭圆封头简图计算压力Pc1.10MPa设计温度t-196.00C内径Di3000.00mm曲面高度hi750.00mm材料06Cr19Ni10(板材)设计温度许用应力t137.00MPa试验温度许用应力137.00MPa钢板负偏差C10.80mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算形状系数K=16222Dhii=1.0000计算厚度=KPDPcitc205[].=12.07mm有效厚度e=n-C1-C2=13.20mm最小厚度min=4.50mm名义厚度n=14.00mm结论满足最小厚度要求重量1089.51Kg压力计算最大允许工作压力[Pw]=205[].teieKD=1.20295MPa结论合格版次Rev.097、内筒体设计计算：内筒体（上段）内压计算计算单位张家港中集圣达因低温装备有限公司计算条件筒体简图计算压力Pc1.03MPa设计温度t-196.00C内径Di3000.00mm材料06Cr19Ni10(板材)试验温度许用应力137.00MPa设计温度许用应力t137.00MPa试验温度下屈服点s205.00MPa钢板负偏差C10.50mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算计算厚度=PDPcitc2[]=11.32mm有效厚度e=n-C1-C2=11.50mm名义厚度n=12.00mm重量5402.70Kg压力试验时应力校核压力试验类型气压试验试验压力值PT=1.15P[][]t=1.09(或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平TT0.80sφ=164.00MPa试验压力下圆筒的应力T=eeiT2).(Dp=142.72MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]=2etie[]()D=1.0464MPa设计温度下计算应力t=PDciee()2=134.87MPat137.00MPa校核条件t≥t结论合格版次Rev.010内筒体(下段)内压计算计算单位张家港中集圣达因低温装备有限公司计算条件筒体简图计算压力Pc1.10MPa设计温度t-196.00C内径Di3000.00mm材料06Cr19Ni10(板材)试验温度许用应力137.00MPa设计温度许用应力t137.00MPa试验温度下屈服点s205.00MPa钢板负偏差C10.80mm腐蚀裕量C20.00mm焊接接头系数1.00厚度及重量计算计算厚度=PDPcitc2[]=12.10mm有效厚度e=n-C1-C2=13.20mm名义厚度n=14.00mm重量11274.73Kg压力试验时应力校核压力试验类型气压试验试验压力值PT=1.15P[][]t=1.09(或由用户输入)MPa压力试验允许通过的应力水平TT0.80sφ=164.00MPa试验压力下圆筒的应力T=eeiT2).(Dp=124.41MPa校核条件TT校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力[Pw]=2etie[]()D=1.20032MPa设计温度下计算应力t=PDciee()2=125.55MPat137.00MPa校核