基于ANSYS的立式容器用支承式支座设计.pdf

第47卷第2期
化工设备与管道
Vol 47 No. 2
2010年4月
PROCESS EQUTPMENT PIPING
Apr.2010
压为容暴?
基于 ANSYS的立式容器用支承式支座设计
张杰,周凯崧,毛愛东
(北京航天发射技术研究所,北京100076)
摘要:以15m低温立式儲罐为例,利用有限元分析软件 ANSYS对直接选用JB/T4712中标准支承式支座的低
温立式容器的封头局部应力进行分析和校核,校核显示封头局部应力不能满足要求,针对这一现象,重点介绍了
种结构改进型支座,并将其与单纯増加设计尺寸的参数改进型支座进行对比,通过有限元分析结果对比,验证了在
设备受力改善和结构优化方面,结构改进型支座效果均优于参数改进型支座;此外,该结构改进型支座还能明显节
约成本。该支座在实际使用过程中效果良好。
关键词:支承式支座;应力分析;强度校核;支座设计
中图分类号:TQ050.3
文獻标识码:A
文章编号:1009-3281(2010)02-0001-05
Design of Bracket Support of Vertical Vessel by Using ANSYS
ZHANG Jie, ZHOU Kai-song, MAO Xue-dong
Beijing Institute of Space Launch Technology, Beifing 100076, China
Abstract Exampled with 15 m low temperature vertical tank, by using finite element analysis software ANSYS, the analysis and
checking for local stresses in the head of vertical vessel with bracket supports which conforms to standard"JB/T 4712"were carried
out. The results showed that the local stresses in the head were not qualified. With respect to this problem, one improved support in
structure was introduced in emphasis, and it was compared to the one in which only the design sizes were increased. By using finite el-
ement analysis, the result of the comparison showed that in the res ects of stresses distribution and structural optimization, the effect of
improving structure was better than that of increasing design sizes. In addition, the cost would be saved in using this structure improved
support. The application of this support in practice has been proved to have excellent effect
Keywords: bracket support; stress analysis; strength checking; support design
作为立式容器选用的主要支座形式一支承式关研究很有必要;采用 ANSYS分析常规方法和模型
支座(文中若不作特殊说明,均指A型支座),其一无法解决的封头应力强度有较高的准确度和可靠
般组成是底板、垫板利筋板。員然结构和组成较为性,从而为结构设计提供重要参考。本文以15m2
简单,但是作为容器中承受载荷较大的部件,其结构低温立式储罐为例,对容器的支座结构进行了相关
尺寸和安装形式对设备局部结构稳定和整体安全性的分析和设计。
能有着举足轻重的影响,但是在容器支座相关标准
JB/T4712中,只考虑了支承式支座本体的允许载
结构分析及计算模型
荷,同时提出了相关设计参数及校核计算公式;而对1.1设计参数
时头局部应力,只考虑了标准椭圆封头的情况
文中研究的容器为储存液氧、液氮、液氩的低温
此外,压力容器在实际设计、加工、使用过程中不断立式液体储罐,有效容积为15m,外容器封头为
总结和归纳,对支承式支座的具体结构和安装形式DHB标准碟形封头,内径为2400mm,封头壁厚为
积累了一些改进经验2到。在安装标准或改进形式10mm;容器设置3个支座,外容器和支座均选用
的支承式支座后,封头局部应力是否符合材料的强
度要求;支座结构和安装形式改进后对封头局部受
收稿日期:2009-11-13;修回日期:2009-12-1
力有何影响,关乎设备的可靠和人员的安全,进行相
作者简介:张杰(1983一),男,湖北天i]人,助理工程师。主要从事
低温系统及设备特性硏究和设计、压力容器设计等。