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压力容器设计压力容器设计_支座支座支座支座耳式支座耳式支座支承式支座支承式支座腿式支座腿式支座裙式支座裙式支座立式支座立式支座鞍式支座鞍式支座圈式支座圈式支座支腿支座支腿支座卧式支座卧式支座第三节第三节 支座支座第三章 压力容器的整体设计问题1. 立式容器支座立式容器支座 （1）耳式支座）耳式支座 （悬挂式支座）（悬挂式支座）第三章 压力容器的整体设计问题1. 立式容器支座立式容器支座 （1）耳式支座耳式支座 （悬挂式支座）（悬挂式支座）结构：结构：由筋板和支脚板组成，广由筋板和支脚板组成，广泛用于反应釜及立式换热器等直泛用于反应釜及立式换热器等直立设备上。立设备上。特点：特点：简单、轻便，但对器壁会简单、轻便，但对器壁会产生较大的局部应力。因此，当产生较大的局部应力。因此，当容器较大或器壁较薄时，应在支容器较大或器壁较薄时，应在支座与器壁间加一垫板，座与器壁间加一垫板，垫板的材垫板的材料最好与筒体材料相同料最好与筒体材料相同。筋板和底板材料为筋板和底板材料为Q235AF标准标准： JB/T4725 耳式支座，耳式支座，它将耳式支座分为它将耳式支座分为A型（短臂）和型（短臂）和B型型（长臂）两类，每（长臂）两类，每类又有带垫板和不类又有带垫板和不带垫板两种，不带带垫板两种，不带垫板的分别以垫板的分别以AN和和BN表示。表示。B型耳式型耳式支座有较大的安装支座有较大的安装尺寸，当容器外面尺寸，当容器外面包有保温层，或者包有保温层，或者将容器直接放置在将容器直接放置在楼板上时，宜选用楼板上时，宜选用B型。型。 第三章 压力容器的整体设计问题 一台设备一般配置一台设备一般配置24个支个支座。必要时也可适当增加，但在座。必要时也可适当增加，但在安装时不容易保证各支座在同一安装时不容易保证各支座在同一平面上，也就不能保证各耳座受平面上，也就不能保证各耳座受力均匀。对于大型薄壁容器或支力均匀。对于大型薄壁容器或支座上载荷较大时，可将各支座的座上载荷较大时，可将各支座的底板连成一体组成圈座，既改善底板连成一体组成圈座，既改善了容器局部受载过大，又可避免了容器局部受载过大，又可避免各耳座受力不均。各耳座受力不均。圈座圈座第三章 压力容器的整体设计问题耳座数量耳座数量 （1）根据设备重量和支座个数粗略估算单个支）根据设备重量和支座个数粗略估算单个支座的载荷座的载荷Q。耳式支座的选用步骤：耳式支座的选用步骤：第三章 压力容器的整体设计问题 （2）确定支座型式后，从）确定支座型式后，从JB/T 4725中按照公称中按照公称直径直径DN和允许载荷等于或大于计算载荷（即和允许载荷等于或大于计算载荷（即QQ）的原则选出标准支座。的原则选出标准支座。第三章 压力容器的整体设计问题 （3）按照设备重量及作用在容器上的外载荷，算按照设备重量及作用在容器上的外载荷，算出每个支座需要承担的实际载荷出每个支座需要承担的实际载荷Q，使，使QQ。引入不均匀系数引入不均匀系数k，安装，安装3个支座时，取个支座时，取k=1，安装，安装3个以上支座时，取个以上支座时，取k0.83 在确定载荷在确定载荷Q时，须考虑到设备在安装时可能出时，须考虑到设备在安装时可能出现的全部支座现的全部支座未能同时受力未能同时受力等情况。等情况。 （4）校核支座处圆筒所受的支座弯矩）校核支座处圆筒所受的支座弯矩ML，使，使ML ML 。表表1 支座型式特征支座型式特征第三章 压力容器的整体设计问题第三章 压力容器的整体设计问题第三章 压力容器的整体设计问题第三章 压力容器的整体设计问题第三章 压力容器的整体设计问题标记方法标记方法JB/T 4725-92，耳座，耳座 X X支座号（支座号（18）型号（型号（A，AN，B，BN）注：注：1、若垫板厚度、若垫板厚度3与标准尺寸不同，则在设备图纸零件名称或备与标准尺寸不同，则在设备图纸零件名称或备注中注明。如：注中注明。如： 3 12。 2、支座及垫板的材料应在设备图样的材料栏内标注，表示方法、支座及垫板的材料应在设备图样的材料栏内标注，表示方法如下：支座材料如下：支座材料/垫板材料，无垫板时，只注支座材料。垫板材料，无垫板时，只注支座材料。标记示例标记示例JB/T 4725-92，耳座，耳座 B3材料：材料：Q235-AF/0Cr19Ni9第三章 压力容器的整体设计问题第三章 压力容器的整体设计问题（2）支承式支座）支承式支座（2）支承式支座）支承式支座结构：结构：在容器封头底部在容器封头底部焊上数根支柱，直接支焊上数根支柱，直接支承在基础地面上。承在基础地面上。应用：应用：高度不大、安装位置高度不大、安装位置距基础面较近且具有凸形封距基础面较近且具有凸形封头的立式容器。头的立式容器。特点：特点：简单方便，简单方便，但它对容器封头会但它对容器封头会产生较大的局部应产生较大的局部应力，因此当容器较力，因此当容器较大或壳体较薄时，大或壳体较薄时，必须在支座和封头必须在支座和封头间加垫板，以改善间加垫板，以改善壳体局部受力情况。壳体局部受力情况。标准：标准： JB/T4724支承式支座支承式支座它将支承式支座分为它将支承式支座分为A型和型和B型，型，A型支座由钢板焊制而成；型支座由钢板焊制而成；B型型支座采用钢管作支柱。支座与支座采用钢管作支柱。支座与封头连接处是否加垫板，应根封头连接处是否加垫板，应根据容器材料和容器与支座焊接据容器材料和容器与支座焊接部位的强度及稳定性决定。部位的强度及稳定性决定。第三章 压力容器的整体设计问题表表1 支座型式特征支座型式特征材料材料A型支座筋板和底板的材料为型支座筋板和底板的材料为Q235AF；B型支座钢型支座钢管材料钢号为管材料钢号为10，底板材料均为，底板材料均为Q235AF。垫板材料一般与容器封头材料相同垫板材料一般与容器封头材料相同。第三章 压力容器的整体设计问题标记方法标记方法JB/T 4724-92，支座，支座 X X支座号（支座号（18）支座型号（支座型号（A，B）注：注：1、若支座高度、若支座高度h、垫板厚度、垫板厚度3与标准尺寸不同，则在设备图纸与标准尺寸不同，则在设备图纸零件名称或备注中注明。如：零件名称或备注中注明。如：h=450， 3 14。 2、支座及垫板的材料应在设备图样的材料栏内标注，表示方法、支座及垫板的材料应在设备图样的材料栏内标注，表示方法如下：支座材料如下：支座材料/垫板材料。垫板材料。标记示例标记示例JB/T 4724-92，支座，支座 B4，h=600， 3 12材料：材料：10，Q235-AF/0Cr19Ni9第三章 压力容器的整体设计问题（3）腿式支座（支腿）腿式支座（支腿）第三章 压力容器的整体设计问题JB/T4713腿式腿式支座。支座。：角钢支柱，：角钢支柱，易与容器圆筒相吻合、易与容器圆筒相吻合、焊接安装较为容易；焊接安装较为容易；：钢管支柱，钢管支柱，所有方向上具有相同截所有方向上具有相同截面系数、较高抗受压失面系数、较高抗受压失稳能力。稳能力。（3）腿式支座（支腿）腿式支座（支腿）结构简单、轻巧、结构简单、轻巧、安装方便，在容器下面有安装方便，在容器下面有较大的操作维修空间。较大的操作维修空间。多用于高度较小（容多用于高度较小（容器总高小于器总高小于5m）的中小型立）的中小型立式容器中。式容器中。1）根据容器公称直）根据容器公称直径径DN和总质量选取相应的和总质量选取相应的支座号和支座数量，支座号和支座数量，2）计）计算支座承受的实际载荷，使算支座承受的实际载荷，使其不大于支座允许载荷。其不大于支座允许载荷。腿式腿式支座是支承在容器的圆柱体支座是支承在容器的圆柱体部分，而支承式支座是支承部分，而支承式支座是支承在容器的底封头上。在容器的底封头上。第三章 压力容器的整体设计问题第三章 压力容器的整体设计问题材料：材料：A型支腿角钢支柱的材料为型支腿角钢支柱的材料为Q235-AF，B型支腿型支腿支柱材料为支柱材料为10号钢，底板、盖板材料均为号钢，底板、盖板材料均为Q235-AF ，如需要可以改用其它材料，但其强度性能，如需要可以改用其它材料，但其强度性能不得低于不得低于Q235-AF或或10号钢的强度性能指标，号钢的强度性能指标，且应具有良好焊接性能。且应具有良好焊接性能。 垫板材料一般应与容器壳体材料相同垫板材料一般应与容器壳体材料相同。标记方法标记方法JB/T 4713-92，支腿，支腿 X X X支座号（支座号（17）型号（型号（A、AN、B、BN）支承高度支承高度H，mm第三章 压力容器的整体设计问题（4）裙式支座）裙式支座应用：高大的立式容器，应用：高大的立式容器，特别是塔器。特别是塔器。圆筒形圆筒形圆锥形圆锥形圆筒形裙座圆筒形裙座制造方便，经济上合理，故应用广泛。制造方便，经济上合理，故应用广泛。圆锥形裙座圆锥形裙座用于受力情况比较差，塔径小且很高的用于受力情况比较差，塔径小且很高的塔（如塔（如DN1m，且，且H/DN25，或，或DN1m，且，且H/DN30），为防止风载或），为防止风载或地震载荷引起的弯矩造成塔翻倒，要配地震载荷引起的弯矩造成塔翻倒，要配置较多地脚螺栓及具有足够大承载面积置较多地脚螺栓及具有足够大承载面积的基础环。的基础环。第三章 压力容器的整体设计问题1塔体；2保温支承圈；3无保温时排气孔；4裙座筒体；5人孔6螺栓座；7基础环；8有保温时排气孔；9引出管通道； 10排液孔裙座的结构裙座的结构第三章 压力容器的整体设计问题2卧式容器支座卧式容器支座形式形式：鞍座、圈座及支腿三种。：鞍座、圈座及支腿三种。其它其它：圈座：用于大直径薄壁容器和圈座：用于大直径薄壁容器和真空容器，增加局部刚真空容器，增加局部刚度。度。支腿：重量较轻的小型容器。支腿：重量较轻的小型容器。应用应用：常见的大型卧式：常见的大型卧式储罐、换热器等多采用储罐、换热器等多采用鞍座鞍座。是应用最为广泛。是应用最为广泛的一种卧式容器支座。的一种卧式容器支座。第三章 压力容器的整体设计问题a鞍座鞍座b圈座圈座c支腿支腿第三章 压力容器的整体设计问题第三章 压力容器的整体设计问题鞍座鞍座鞍座结构鞍座结构鞍座是卧式容器广泛应用的一种支座。通常由数块钢板焊接制鞍座是卧式容器广泛应用的一种支座。通常由数块钢板焊接制成。鞍座是由垫板（又叫加强板）、腹板、肋板和底板构成。成。鞍座是由垫板（又叫加强板）、腹板、肋板和底板构成。第三章 压力容器的整体设计问题 垫板的作用是改善壳体局部受力情况。通过垫板，垫板的作用是改善壳体局部受力情况。通过垫板，鞍座接受容器载荷。肋板的作用是将垫板、腹板和底板鞍座接受容器载荷。肋板的作用是将垫板、腹板和底板连成一体，加大刚性，一起有效地传递压缩力和抵抗外连成一体，加大刚性，一起有效地传递压缩力和抵抗外弯矩。因此，腹板和肋板的厚度与鞍座的高度弯矩。因此，腹板和肋板的厚度与鞍座的高度H（即自筒（即自筒体圆周最低点至基础表面）直接决定着鞍座允许负荷的体圆周最低点至基础表面）直接决定着鞍座允许负荷的大小。大小。材料：材料：鞍座材料为鞍座材料为Q235-AF，如需要可改用其它材料。，如需要可改用其它材料。 垫板材料一般应与容器壳体材料相同。垫板材料一般应与容器壳体材料相同。第三章 压力容器的整体设计问题各种型号的鞍座结构特征表各种型号的鞍座结构特征表第三章 压力容器的整体设计问题垫板选用垫板选用 公称直径小于或等于公称直径小于或等于900mm的容器，鞍座分为带垫的容器，鞍座分为带垫板和不带垫板两种结构形式，当符合下列条件之一时，板和不带垫板两种结构形式，当符合下列条件之一时，必须设置垫板。必须设置垫板。3、容器圆筒有热处理要求时；、容器圆筒有热处理要求时；2、容器圆筒鞍座处的周向应力大于规定值时；、容器圆筒鞍座处的周向应力大于规定值时；4、容器圆筒与鞍座间温差大于、容器圆筒与鞍座间温差大于200时；时；5、容器圆筒材料与鞍座材料不具有相同或相近化学成、容器圆筒材料与鞍座材料不具有相同或相近化学成分和性能指标时。分和性能指标时。1、容器圆筒有效厚度小于或等于、容器圆筒有效厚度小于或等于3mm时；时；第三章 压力容器的整体设计问题 根据底板上螺栓孔形状的不同，鞍座分成两种型式，根据底板上螺栓孔形状的不同，鞍座分成两种型式，一种为固定鞍座（一种为固定鞍座（代号代号F），鞍座底板上开圆形螺栓孔。），鞍座底板上开圆形螺栓孔。另一种为滑动鞍座（另一种为滑动鞍座（代号代号S），鞍座底板上开长圆形螺），鞍座底板上开长圆形螺栓孔。在安装滑动鞍座时，每个地脚螺栓都有两个螺母，栓孔。在安装滑动鞍座时，每个地脚螺栓都有两个螺母，第一个螺母拧紧后，倒退一圈，然后再用第二个螺母锁第一个螺母拧紧后，倒退一圈，然后再用第二个螺母锁紧，使鞍座能在基础面上自由滑动。紧，使鞍座能在基础面上自由滑动。支座数目支座数目 一般采用一般采用两个两个支座。当容器采用多于两个以上的鞍支座。当容器采用多于两个以上的鞍座时，由于支承面水平高度不等、壳体不直和不圆等微座时，由于支承面水平高度不等、壳体不直和不圆等微小差异以及容器不同部位在受力挠曲的相对变形不同，小差异以及容器不同部位在受力挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均分摊，导致壳体应力趋大。使支座反力难以为各支点平均分摊，导致壳体应力趋大。第三章 压力容器的整体设计问题支座型式支座型式支座位置的选择支座位置的选择1、当鞍座邻近、当鞍座邻近封头时，封头对封头时，封头对支座处筒体有加支座处筒体有加强作用，鞍座应强作用，鞍座应尽可能靠近封头，尽可能靠近封头，即即ADo/4。2、若两鞍座间距离过大，会使壳体中因荷重引起的弯、若两鞍座间距离过大，会使壳体中因荷重引起的弯曲应力过大。故曲应力过大。故A0.2L。当需要时，。当需要时，A最大不得大于最大不得大于0.25L。第三章 压力容器的整体设计问题本节重点本节重点支座的分类支座的分类各种支座的结构特点及选用各种支座的结构特点及选用耳式支座A型、AN型耳式支座第三章 压力容器的整体设计问题B型、BN型耳式支座第三章 压力容器的整体设计问题034() 10 eeem gGQknPhG SnDKN支承式支座支承式支座第三章 压力容器的整体设计问题支腿布置支腿布置第三章 压力容器的整体设计问题47 结束语结束语