支承式支座封頭允許垂直載荷探討

阮藝平

（中石化上海工程有限公司，上海 100120）

支承式支座是壓力容器中常用的支座型式。在設(shè)計時，壓力容器不僅僅承受溫度、壓力及自身重力的載荷作用，還要承受風(fēng)載、地震載荷及外部的附加載荷。對于壓力不高的支承式支座支承的立式容器，其底部封頭的壁厚往往不取決于設(shè)備的壓力載荷，而主要取決于封頭支座處的垂直載荷[1-2]。對于支承式支座封頭的垂直載荷和應(yīng)力計算一般按本文1、2 節(jié)進(jìn)行，為方便工程設(shè)計，設(shè)計人員往往僅通過計算支座處載荷后直接與標(biāo)準(zhǔn)中允許垂直載荷 [F]進(jìn)行比較，因此，標(biāo)準(zhǔn)中允許垂直載荷[F]正確性與否關(guān)系到設(shè)備的安全。

本文通過AD 2000 S 3/3[3]和WRC 107[4]兩種計算方法，對支承式支座處橢圓形封頭的局部應(yīng)力進(jìn)行校核，并將計算結(jié)果與NB/T 47065.4—2018 附錄B及JB/T 4712.4—2007 附錄B“由容器封頭限定的B型支座的允許垂直載荷[F]”[5-6]進(jìn)行比較，為工程設(shè)計人員在選用支承式支座時提供參考。

1 支座處載荷分析與計算

立式容器支座處的載荷應(yīng)包括設(shè)備的重力、地震載荷、風(fēng)載荷及外部管道的附加載荷（見圖1），單個支座的垂直反力（支座受壓側(cè)）可由式（1）求得[5-6]：

式中 Dr——支座的安裝尺寸，mm；

Ge——設(shè)備的偏心載荷，N；

圖1 支座承受載荷示意圖Fig. 1 Loading diagram of supports

k——不均勻載荷系數(shù)；

m0——設(shè)備的操作質(zhì)量，kg；

Ma——設(shè)備的附加彎矩，N·mm；

n——支座數(shù)量；

Ph—— 作用于殼體的水平載荷，Ph= max （Pe+0. 2 5PW, PW），N；

Pe——水平地震載荷，Pe= am0g，N；

PW—— 水平風(fēng)載荷，PW= 1.2 fiqwDefH2×10-6，N；

a——地震影響系數(shù)；

fi——風(fēng)壓高度變化系數(shù)；

qw——10 m 高度年基本風(fēng)壓，N/mm；

Def—— 設(shè)備的等效外徑（包括保溫層厚度），mm；

H2——容器的高度，mm；

Se——偏心載荷與設(shè)備中心的距離，mm。……