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第二节 卧式储罐 5.2.1 基本结构 一 、地面卧式储罐 1.基本结构 图5-1地面储罐的基本结构（鞍式支座） 图5-1地面储罐的基本结构(圈座) 2.鞍式支座设计要点: 数量、位置、固定方式、包角、选用。 ⑴支座数量:双鞍座结构较普遍。 理论上:多支座→M↓,σ↓,受力好。 实际上:a.地基不均匀沉陷；b.筒体不直、不圆；c.基础水平度误差。造成支座反力不均，局部应力增加，体现不出多支座优点，所以采用2个。 ⑵安装位置: ① ②充分利用封头对支座处筒体的加强作用，防止扁塌现。 ∴一般 A≤0.2L，且最好A ≤0.5Rm，A最大不超过0.25L。 ⑶固定方式:。 操作和安装温度不同引起热膨胀，可能出现弯曲造成附加应力，所以要使筒体可沿轴向自由伸缩。 轴向移动结构：①开长圆孔(图5-1)；②滚动轴承（结构复杂,制造难,用于重要设备上） 注意:固定支座设置在配管较多的一侧；活动支座设置在没有配管或配管较少的一侧。 ⑷包角:1200、1500 大:(优)鞍座处筒体σ↓→对筒体有利； (缺)鞍座受水平推力↑,且鞍笨耗材→对鞍座不利。 小:鞍座处筒体σ↑且重心较高,筒体易从鞍座上倾倒。 ⑸选用:利用标准（JB/T 47123.）选用支座时，要充分考虑：设计温度、地震设防烈度、支座允许载荷、是否设有垫板等。 3．圈座应用情况:因自身重量而可能造成严重挠曲的薄壁容器多于两个支承的长容器。 二、地下卧式储罐 1.结构 图5-2地下储罐结构示意图 1-牺牲阳极 2-浮子液面计 3-金属导线 4-电线保护测试点 5-压力表 6-护罩 7-安全阀 8-罐装气相阀门 9-罐装液相阀门 10-排污和倒空管阀门 11-罐间气相连接管 12-罐体 13-罐间液相连接管 14-支座 结构:圆筒、封头、支座、工艺接管、仪表管、安全泄放装置。 艺接管、仪表管、安全泄放装置一般采用集中放置，通常设置在一个或几个人孔盖板上，目的为了适应埋地状况下的安装、检修和维护 2.优点减少占地面积和安全防火距离，避开环境温度的影响。 3.埋地措施： ①地下室 ②埋土 地下支座； 涂沥青防锈层或牺牲阳极法； 土地埋设，达到预期埋土高度。 5.2.2 设计计算 一、设计步骤： 1．步骤 ①根据内压或外压设备的设计方法初步计算厚度； ②考虑支座安装位置、支座反力、包角及结构的影响，计及各种附加载荷； ③校核附加载荷下筒体轴向、周向应力和稳定性→确定 实际的圆筒厚度。 注意：卧式储罐支座与罐体设计同时进行（因为支座受力与所 支承储罐重量和支座本身的结构与尺寸有密切关系） 2．卧式储罐的具体计算过程： ①给定设计条件：压力、温度、直径、长度、材料等； ②计算圆筒和封头厚度δn ，δh； ③设置鞍座位置A ； ④计算容器质量、鞍座反力、轴向弯矩m 、F、M1、M 2 ； ⑤计算轴向应力σ1 ~σ4； ⑥计算切向应力τ、τh ； ⑦计算周向应力σ5-8 、 σ’6 ； ⑧计算鞍座应力σ9 。 四类应力按此顺序逐一符合要求，则设计结束。若四类应力中有任何一个不符合许用要求，则需要做相应调整。 3．调整方法： 调整鞍座位置 调整鞍座形式 设置加强件、强板或加强筋； 增加圆筒或封头厚度。 调整方法和顺序，见书中238页 二、卧罐的载荷分析(外载) a.压力：　　内压或外压; b.储罐重量：圆筒+封头+附件的总重量; c.物料重量：正常操作时=物料重量水压试验时=充水重量; d.其他载荷：环境影响下的载荷，如风载、雪载、地震载等. 卧罐总重量作用的总长度为：L=L+2×2H/3＝L+4H/3 H——两凸形封头折算成同直径圆筒长度。 简化过程： 图5-3双鞍座卧式储罐受力分析（a ）受力分析 力学模型的简化：简化为长度L，受均布载荷q作用的外伸简支梁 图5-3双鞍座卧式储罐受力分析（b） 双支点外伸梁 当解除支座的约束后,梁上受到如下的外力作用(不包括p)： 1.均匀载荷q和支座反力F：或 2.竖直剪力 和力偶 :图5-3(b) 方法:材力→截面法 封头： 静液压: 合成： 图5-4液体静压力及其合力 三、内力分析 梁弯矩图和剪力图如图5-3（c）（d）所示 1.弯矩: 1)跨中截面： 整理几何参数： 简化得： （5-3） C1 ： 正：上半部圆筒受压缩 下半部圆筒受拉伸 2)支座处截面： （5-4） 式中:查图 负：上半部圆筒受拉伸 下半部圆筒受压缩 2.剪力：跨中截面剪力为0，不考虑；支座处截面的最大剪力，通常在靠近圆筒纵向中心一侧的圆筒截面上。 a.当A＞0.5Ri 时： （计及外伸圆筒和封头两部分重量的影响） b.当A≤0.5Ri 时：保守概念保守概念 （不计及外伸圆筒和封头