某工程蒸壓釜橢圓封頭法蘭的計算

杜四宏

（中國核電工程有限公司鄭州分公司 河南 鄭州 450052）

[關建詞] 蒸壓釜；法蘭；應力分析

前言

某蒸壓釜使用的法蘭為齒嚙式法蘭，該法蘭沿圓周方向分布有均勻布置的齒，這種齒與齒的嚙合或者錯開可以使蒸壓釜的蓋快速的開或者關。正因為這種原因，這種齒與齒的嚙合或者錯開法蘭在蒸壓釜中應用非常廣泛。針對帶平封頭的齒嚙式法蘭，日本制定了《壓力容器快速開關蓋裝置》標準，我國制定了平封頭齒與齒的嚙合的化工標準 ，但還沒有凸形封頭齒與齒的嚙合的設計準則可以供選用[1]。這類法蘭主要適用于0.81～6.38MPa之間的工作壓力，200℃左右一般是它們的工作溫度。

在正常工況下，蒸壓釜的這種齒與齒的嚙合法蘭在嚙合面上的應力狀況是非常復雜的。本文對某蒸壓釜通過適用CONTACT單元對蒸壓釜齒與齒的嚙合法蘭進行應力計算，并在此基礎上對這種法蘭進行了強度評定。理論與實踐證明：按該方法設計的蒸壓釜法蘭能夠滿足規范中規定的強度要求，并能大大減低制造成本。

1 蒸壓釜上、下法蘭有限元模型

某蒸壓釜的結構由球冠形封頭、釜蓋上、下嚙合齒法蘭、釜體等組成。該蒸壓釜釜蓋上法蘭上均勻分布有40個齒，蒸壓釜釜體下法蘭上也均勻分布40個齒，蒸壓釜正常工作時，這40個齒是相互嚙合的。蒸壓釜釜蓋上法蘭與蒸壓釜釜體下法蘭的結構如圖1所示。

圖1 某蒸壓釜齒嚙法蘭

1.1 蒸壓釜設計參數

該蒸壓釜的釜體與其封頭的材料使用的是20R鋼板；……