大型列管式反应器支腿设计计算

（森松 （江苏）重工有限公司，上海 201323）

随着生产、制造、检验等技术的进步，以及市场需求的日益增长，单台设备的规格参数呈大型化的发展趋势［1-3］。森松（江苏）重工有限公司为某企业设计的1台大型甲基丙烯酸甲酯（MMA）氧化反应器，超出了 GB/T 151-2014《热交换器》［4］适用的范围，属大型列管式固定管板热交换器。综合考虑工艺布置、检查、维修及保养的要求，此类设备大都采用支腿支撑。依据工程经验，此设备支腿无法选用NB/T 47065.2-2018《容器支座 第2部分：腿式支座》［5］中的标准支腿，设计者参照相关标准文献资料，完成了此热交换器支腿的结构设计、计算和校核。

1 支腿结构及材料基本参数确定

1.1 设备结构

大型列管式反应器结构简图见图1。设备壳程侧直径D=6 780 mm，管程侧直径D′=6 700 mm，至支腿底面设备总高H=16 845 mm，不含支腿设备总高H2=9 700 mm，质心高度Hc=12 190 mm，支腿总高度L1=10 000 mm，支腿布置中心圆直径DB=7 726 mm。此大型列管式反应器正常操作时的总质量 m0=673 000 kg，换热面积 9 635 m2，管束换热管总共29 430根。

图1 大型列管式反应器结构简图

1.2 支腿结构

图1所示的设备的支腿数N=6，支腿采用Q345R钢拼焊而成，通过上顶板、下顶板、螺栓连接为一个整体。地脚螺栓材质为Q345,顶部连接螺栓材质为35CrMoA。支腿顶板处截面见图2，支腿底板处截面见图3。

图2 大型列管式反应器支腿顶板处截面详图

图3 大型列管式反应器支腿底板处截面详图

1.3 基本参数

根据 GB 150.1～150.4-2011 《压力容器》［6］，查表B.13得支腿材料的弹性模量E=201 000 MPa，查表2得支腿材料的屈服强度ReL=345 MPa。支腿顶板规格尺寸B1×B2×t（长度×宽度×厚度）为1 150 mm×500 mm×50 mm，支腿底板规格尺寸B1′×B2′×t′（长度×宽度×厚度） 为 1 600 mm×500 mm×120 mm。……