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压力容器快开端盖开盖过程安全性分析及结构优化

刘浩波  
【摘要】: 快开端盖是压力容器中的一个常见的承压部件,快开端盖经常因带压开门或未关紧门升压导致各种事故。本文通过对几种典型快开端盖的结构特点分析及其结构共性研究,并采用有限元仿真和实验方法寻找安全合理的开门内压区间,经分析和实验,提出了一些新的开门安全措施及其结构改进建议。 针对常见多种形式的快开端盖结构,基于开门过程的安全性要求,本文就开门过程中安全装置的适用性以及门盖带压开门后的冲击状态进行了分析研究。端盖开门过程研究主要针对国内用于天然气过滤器的剖分环式LKT快开盲板结构、德国的KEMLOCK快开门结构,用有限元分析得出启动门盖所需外力与开门瞬间内压之间的关系;此外还对工业上应用于硫化罐平推式快开门结构,分析了开门瞬间筒体和封头接触部分的应力强度变化,得出了保证开门过程安全的必要条件以及限制开门内压的区间。同时完成了上述结构的部分实验验证,经分析对比各种结果,对结构进行了安全性评估及部件的安全优化建议。另对端盖冲击性能仿真分析研究主要针对剖分环式的LKT快开盲板和齿啮式两种代表平封头和凸形封头的快开结构,分析采用ANSYS有限元软件的动力学分析,利用Workbench算出门盖冲击到人体的动量,并参照人体的碰撞准则,得出门盖带压开门时,确定的人体能够承受冲击影响的的安全内压区间。 本文还针对剖分环式LKT天然气过滤器快开盲板结构,进行了有限元结构优化分析和设计。


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