3.2.2 Расчет толщины стенки корпуса реактора

Расчетная схема обечайки показана на рисунке 3.3.

Расчетная схема обечайки

Рисунок 3.3 – Схема расчета обечайки

Толщина стенки определяется из условия прочности и проверяется на устойчивость от действия наружного избыточного давления.

Расчет ведется согласно /12, с.102/.

Толщину стенки обечайки, нагруженной наружным избыточным давлением, определяем по формуле:

s_R = maxK₂D10^-2; 1,1p_нRD/(2); (3.78)

где K₂ – коэффициент, зависящий от коэффициентов K₁ и K₃;

D = D_к = 2,2 м – внутренний диаметр обечайки;

 = 146 МПа – допускаемое напряжение для материала обечайки.

Коэффициенты K₁ и K₃ определяем по формулам:

; (3.79)

где n_u = 2,4 –коэффициент запаса устойчивости для рабочих условий;

E = 1,9910⁵ МПа – модуль продольной упругости для материала обечайки;

l_R – расчетная длина обечайки, определяемая по формуле:

l_R = h_о + h_ц + h_д (3.80)

где h_ц = 0,06 м – высота цилиндрической отбортовки днища с диаметром D =2,2 м и толщиной стенки s = 1225 мм /6, табл7.2/;

H_д = 0,55 м – высота эллиптической части днища с D = 2,2 м.

l_R = 1,61 + 0,06 + 0,55/3 = 1,85 м

Подставляем значения в формулу (3.79):

По номограмме /6, рис.6.3/ определяем значение коэффициента K₂:

K₂ = f (2,84; 0,841) = 0,64.

Подставляем значения в формулу (3.78):

s_R = max0,642,210^-2; 1,10,565/(2146) = max0,0141; 0,0021 = 0,0141 м

Расчетную толщину стенки обечайки, нагруженной внутренним избыточным давлением, определяем по формуле:

, (3.81)

где  = 1 – коэффициент прочности сварного шва, выполненного автоматической сваркой, при контроле качества в объеме 100% /14, табл.1.8/.

Для условий гидроиспытания корпуса p_R = p_пр = 1,25 МПа; допускаемое напряжение  = _пр = 215 МПа:

Из расчетных значений толщины стенки, найденных ранее, выбираем наибольшее:

s_R = max0,0141; 0,0064 = 0,0141 м

Исполнительную толщину стенки обечайки принимаем из ряда стандартных толщин листового проката согласно условию:

s  s_R + с; (3.82)

s  0,0141 + 0,0018 = 0,0159 м

Принимаем s = 0,016 м.

Проверяем устойчивость обечайки от действия наружного избыточного давления.

Допускаемое давление из условия прочности:

; (3.83)

.

Допускаемое давление из условия устойчивости в пределах упругости:

, (3.84)

где B₁ – коэффициент, определяемый по формуле:

; (3.85)

Допускаемое наружное давление:

; (3.86)

.

Проверяем условие устойчивости:

; (3.87)

p_нR/p = 0,565/0,644 = 0,877  1

Условие устойчивости обечайки выполняется.

Силу, действующую на обечайку, определяем по формуле:

F = mg, (3.87а)

где m = 480 кг – масса части аппарата, сжимающей обечайку.

F = 480×9,81/10⁶ = 0,0047 МН

Допускаемая осевая сжимающая сила из условия прочности определяется по зависимости:

[F]_P = p(D + s – c)(s – c)[s] (3.87б)

[F]_P = 3,14×(2,2 + 0,016 – 0,0018)(0,016 – 0,0018)×146 = 14,4 МН

Допускаемая осевая сжимающая сила из условия местной устойчивости в пределах упругости определяется по зависимости:

(3.87в)

= 41,6 МН

Т.к. отношение L/D = 7,4/2,2 = 3,36 < 10, осевая сжимающая сила из условия местной устойчивости в пределах упругости составит:

= 41,6 МН

Допускаемая осевая сжимающая сила определяется по формуле:

(3.87г)

= 13,6 МН

Проверяем условие устойчивости обечайки от действия осевой сжимающей силы:

(3.87д)

= 0,00035 < 1

Условие устойчивости обечайки от действия осевой сжимающей силы выполняется.