基于可靠性和經(jīng)濟(jì)性的低壓閃蒸罐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

崔厚璽，楊治華，王曉勇，于曉紅

（中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司工程設(shè)計(jì)院，北京 100028）

基于可靠性和經(jīng)濟(jì)性的低壓閃蒸罐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

崔厚璽，楊治華，王曉勇，于曉紅

（中國(guó)石油集團(tuán)海洋工程有限公司工程設(shè)計(jì)院，北京 100028）

壓力容器的設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)考慮可靠性和經(jīng)濟(jì)性。針對(duì)壓力容器結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)，將強(qiáng)度、剛度、封頭穩(wěn)定性和液壓試驗(yàn)應(yīng)力強(qiáng)度作為約束條件，建立了以容器總質(zhì)量為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型。根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)公稱直徑系列，優(yōu)化模型變量迭代步長(zhǎng)，采用C++Builder語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了自動(dòng)處理程序，優(yōu)化后的低壓閃蒸罐筒體長(zhǎng)度比原設(shè)計(jì)減少了1 100 mm，總質(zhì)量減少了412.83 kg。

低壓閃蒸罐；優(yōu)化設(shè)計(jì)；可靠性；經(jīng)濟(jì)性；優(yōu)化模型

0 引言

在壓力容器的常規(guī)設(shè)計(jì)中，為了保證其安全性，設(shè)計(jì)者總是盡量增大容器的壁厚，以增大容器的承壓能力。這種傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不僅會(huì)使壓力容器的制造和運(yùn)輸成本增大，而且從現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想來(lái)看也并非完全安全，如何在保證安全可靠性的前提下降低容器的成本成為壓力容器設(shè)計(jì)者極為關(guān)注的問(wèn)題之一。可靠性和經(jīng)濟(jì)性的綜合考量是壓力容器設(shè)計(jì)的最高境界。可靠性是指壓力容器滿足一定的強(qiáng)度和剛度要求，即壓力容器應(yīng)該有一定的厚度限制；經(jīng)濟(jì)性是指容器在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)盡量作到節(jié)省材料，降低設(shè)備投資費(fèi)用。壓力容器的造價(jià)一般取決于設(shè)備的總質(zhì)量，其中殼體質(zhì)量在設(shè)備總質(zhì)量中占有較大的比例，特別是容積較大的儲(chǔ)罐、分離容器和緩沖容器等，其殼體質(zhì)量在設(shè)備總質(zhì)量中所占比例可達(dá)80%～90%[1]。……