立式儲氣罐支承式支座優化設計

蘇文獻，徐偉

（1. 上海理工大學能源與動力工程學院，上海 200093； 2. 上海市動力工程多相流動與傳熱重點實驗室，上海 200093 ）

NB/T 47065.4—2018 《容器支座第4 部分：支承式支座》規定：支承式支座適用于下列條件的鋼制立式圓筒形容器：

（1）公稱直徑DN 800 ～ 4 000 mm；

（2）圓筒長度L 與公稱直徑DN 之比L/DN 不大于5；

（3）容器總高度H0不大于10 m；

（4）允許使用溫度-20 ～ 200 ℃。

立式圓筒形容器及其支承式支座結構如圖1 所示。支承式支座作為容器中主要的承受載荷的部件（不做特殊說明本文均指A 型支承式支座），確保整體結構的穩定性和安全性。支承式支座主要由墊板、筋板、底板三部分構成，其中，墊板作為封頭與支座相連接的過渡部分，同時起到了減小封頭局部應力的作用。在NB/T 47065.4—2018《支承式支座》中，根據計算得到支座本體允許載荷，結合使用容器的公稱直徑，來選擇支座參數尺寸。墊板的尺寸以及結構參數是根據工程經驗所定的，并沒有嚴格的數學推理與科學計算，確定的尺寸和參數往往比較保守，有較大的安全余量。如果能夠對支座處容器封頭局部應力進行詳細計算，然后進行應力分類，對分類的應力及其組合進行分類限定，得到墊板的尺寸。這樣獲得的墊板尺寸比標準給定的尺寸小得多。對批量生產的容器如儲氣罐來說，能節約較多的材料，減少成本，顯著增加企業效益。本文以1.5 m3立式儲氣罐為例，對容器支座結構進行相關的研究和分析。

圖1 幾何模型Fig.1 Geometric Model

1 結構參數

本文用于研究的容器為用于儲存空氣的立式儲氣罐，有效容積為1.5 m3，封頭為標準橢圓形封頭，內徑為950 mm，外徑為959 mm，封頭壁厚為4.5 mm；……