方形容器設計計算分析比較

張焱，馬斕擎，金東杰，張荻，金剛

（中核能源科技有限公司， 北京 100193）

工程上經常見到方形容器或方形接管，由于其結構簡單、緊湊，制造方便，平穩性好，還有較大的表面積和較高的傳熱效率，常被應用在化工容器中，如各種洗槽、電鍍槽、鍋爐聯箱以及分離器入口接管等。以一臺分離器蒸汽進口方形接管為例，采用應力分析方法驗證GB/T 150附錄A計算方法的適用性。

1 設計參數

表1 分離器參數表

注：1.風載荷、地震載荷、重力載荷及設備內液柱靜壓頭（氣體，無靜壓頭）產生的應力與設備內壓產生的應力相比較小，對設備影響很小，因此不考慮風載荷、地震載荷、重力載荷及設備內液柱靜壓頭的影響。

2.在正常操作情況下，容器設置了有效的保溫，內外壁溫差小，溫度梯度也很小，溫差應力對本設備強度和疲勞影響較小，故忽略熱載荷相關計算。

3.在計算包括二次應力強度的組合應力強度時，應選用工作載荷進行計算。本報告中選用設計載荷進行強度分析結果是偏安全的。

表2 材料性能參數

2 方形接管截面形式

圖1 分離器方形接管截面形式

3 結構分析

GB/T 150.3附錄A對于非圓形截面容器給出了設計計算方法。分離器蒸汽進口方管可以看作無加強對稱矩形截面容器，根據GB/T 150.3附錄A進行計算。因為蒸汽進口方管兩端分別與設備筒體和天圓地方接管相連接，不同于方形容器，有封頭的加強作用，因此不能考慮封頭加強作用的的修正系數。故將該方形接管看作縱橫比大于4的方形容器，對其進行有限元分析，與GB/T 150.3附錄A計算結果相對比，驗證公式計算的符合性。……