论文总字数：11005字

摘 要

球罐近些年在国内外发展都很快，大量被用在石油化工行业、合成氨亦或是城市燃气建设里。而且球罐容量大，应用广泛，主要承载介质为液化石油气，液氧，液化天然气，液氮，也可存储压缩气体(空气，氧气，氮气等)，国内外已经有大量成功案例^[1]。本文为1000m³LPG球罐的设计，主要参考标准GB12337-2014在选材、结构设计、支座设计、强度计算几个方面详细展开。并且进行sw6强度校核和AutoCAD图的绘制，完成1000m³LPG球罐设计。本文还对球罐进行了经济成本核算方面的说明，并在最后进行总结。

关键词：球罐 结构设计 强度校核 液化石油气

Design of 1000m³ LPG spherical tank

Abstract

Spherical containers have developed rapidly both at home and abroad in recent years, and are widely used in the petrochemical industry, synthetic ammonia, or urban gas construction. Moreover, the spherical tank is large in capacity and widely used, And it mainly store like the liquid petroleum gas, liquid oxygen, liquid nature gas, liquid nitrogen, and it also can store compressed gas (air, oxygen, nitrogen, etc.).and there have been a lot of successful cases both at home and abroad. This paper is the main reference standard for the design of 1000m³ LPG spherical tank. GB12337-2014 is discussed in detail in the aspects of material selection, structural design, support design and strength calculation. And SW6 intensity check and AutoCAD drawing, completed the design of 1000m³ LPG spherical tank. Finally, the design was summarized.

Key Words: Spherical tank; Structural design; Strength checking; LPG

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 概论 3

1.1 球罐简述 3

1.2 球罐的分类 3

1.2.1 按储藏温度 3

1.2.2 按结构形式分类 3

1.3 课题设计参数 3

1.4 课题任务 4

第二章 设计与制造要求 5

2.1 材料选用 5

2.1.1 球罐的选材准则 5

2.1.2 球壳用钢板的选材 5

2.1.3 锻件用钢 5

2.1.4 其他部件的选材 6

2.2 结构设计 6

2.2.1 球壳结构设计 6

2.2.2 支座结构设计 12

2.2.3 人孔设计 13

2.2.4 接管设计 13

2.2.5 附件设计 14

2.3 工厂制造及现场安装 15

2.3.1 球壳板工厂制造 15

2.3.2 组装方法 15

2.4 焊接及焊后热处理 15

2.4.1 焊接方法 15

2.4.2 焊接工艺的确定 15

2.4.3 焊后热处理 16

2.5 无损检测 16

第三章 设计计算 17

3.1 设计条件 17

3.2 球壳厚度计算 18

3.3 球罐质量计算 18

3.4 地震载荷计算 19

3.4.1 自振周期 19

3.4.2 地震力 19

3.5 风载荷计算 19

3.6 弯矩计算 19

3.7 支柱计算 20

3.7.1 支柱载荷 20

3.7.2 支柱 20

3.8 支柱底板 21

3.8.1 直径的计算 21

3.9 拉杆计算 21

3.9.1 螺纹小径 21

3.9.2 拉杆连接部位的计算 22

第四章 经济核算 23

第五章 总结 24

参考文献 25

第一章 概论

1.1 球罐简述

球罐发展早期，掌握球罐制造的国家很少，制造的也多为小型低压球罐，当时使用的都是铆接技术，而这种技术制造出来的球罐废料费工，密闭性也不好，给制造带来了很大困难，这个行业近乎止步不前^[2]。在焊接技术得到发展之后，从前铆接的球罐能够用焊接来制造，因此很多国家都制造出了一些容量大，承压高的球形储罐。而随着工业制造技术的发展，现在球罐制造技术已经得到了很大的发展^[3]。球罐的容积最大超过10000立方米，设计温度达到零下250摄氏度，并且还有更多的特种球罐被制造出来。

未来，球罐容积将能达到更大，而制造方面也将有更为智能、便捷的方法。

1.2 球罐的分类

1.2.1 按储藏温度

常温球罐设计温度为零下二十摄氏度以上，低温球罐设计温度为零下二十度到零下一百度，深冷球罐设计温度在一百摄氏度以下,因为保冷要求很高，所以经常用双层球壳 ^[4]。

1.2.2 按结构形式分类

按照球罐形状可分为球形，水滴形，椭球形或几种混合的形式^[5]。其中球形储罐还可以根据分瓣方式分为足球瓣式，橘瓣式，混合式 ^[5]。

1.3 课题设计参数

本次设计的储罐为球形储罐，介质为丙烷，介质特性为易爆，工作温度介于-10℃至40℃之间，设计温度介于-19℃与50℃之间，设计压力0.77MPa，厂地土类别II级，地震设防烈度7度。

1.4 课题任务

（1）查阅有关球罐结构设计的相关文献。

（2）完成球罐设计，制造，后期检测等内容。

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