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一种核电立式容器裙座的强度计算方法

2017-09-07吴瑞

中国新技术新产品 2017年18期

吴瑞

摘 要:关于核电立式容器裙座的强度计算方法有很多,本文基于Maan H. Jawad和James R. Farr编著的《Structural Analysis and Design of Process Equipment》中有关裙座计算的方法,对一简单立式容器的裙座进行了强度校核。

关键词:核电;立式容器;裙座;强度计算

中图分类号:TG053 文献标识码:A

在核电领域,由裙座支承的立式容器随处可见。裙座强度计算的方法有很多,在Maan H. Jawad和James R. Farr编著的《Structural Analysis and Design of Process Equipment》一书中阐述了一种裙座的设计计算方法,该方法思路清晰明确,适用性也比较强。本文针对一个模拟的立式容器设备,按照该方法进行了裙座的校核计算。

进行裙座模拟强度计算的立式容器如图1所示。

该容器按照ASME标准(2015版)第Ⅲ卷NB分卷进行设计,设计压力为1.8MPa,不考虑外压的影响,设计温度为80℃。

在载荷方面,除了设计温度和设计压力外,该立式容器受到的载荷还包括接管载荷、设备静载和地震载荷。此外,在容器设计时不考虑温度效应、风载、雪载等。

在校核计算中需要用到的设计输入参数见表1。

在分析、计算过程中,本文采用了《Structural Analysis and Design of Process Equipment》中的设计方法,具体过程如下。

1.压应力校核计算

根据书中的公式12.2,可以计算出重量载荷在裙座底部截面的轴向压应力为:

裙座筒體的许用应力强度应按照NB-3133.6确定,其设计最大许用应力应取下列两项(a和b)的较小值。

(a)ASME第Ⅱ卷D篇第1分篇表2A或表2B所列的在设计温度下裙座筒体材料,即SA-516M Gr.485材料的Sm值;

(b)由ASME第Ⅱ卷D篇第3分篇图CS-2确定的系数B的取值。

对于SA-516M Gr.485材料,查ASME第Ⅱ卷D篇第1分篇表2A可以得到在设计温度80℃下,裙座筒体材料的Sm值为161MPa。

关于系数B,其确定方法可按照下列步骤进行:

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