压力容器快开端盖开盖过程安全性分析及结构优化
发布时间：2021-03-01 07:21
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,...
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的工程背景
1.2 快开压力容器概述
1.2.1 快开压力容器应用领域
1.2.2 快开门压力容器的基本要求
1.2.3 快开端盖的基本要求
1.3 快开压力容器的分类
1.3.1 卡箍式快开装置
1.3.2 齿啮式快开结构
1.3.3 压紧式快开结构
1.3.4 剖分环式快开结构
1.3.5 移动式快开结构
1.4 有限元法
1.4.1 有限元法介绍
1.4.2 有限元软件
1.4.3 优化设计概述
1.5 快开门端盖研究现状和发展趋势
1.6 本课题研究意义
第二章 典型快开结构的开门过程安全性分析
2.1 剖分环式LKT快开盲板
2.1.1 开门过程的有限元分析
2.1.2 计算结果和实验验证
2.1.3 安全性评估和安全措施
2.2 德国KEMLOCK式快开结构
2.2.1 KEMLOCK结构的安全原理
2.2.2 开门瞬间有限元模型
2.2.3 安全性评估
2.3 平推式快开门盖结构
2.3.1 平推式门盖硫化罐结构
2.3.2 开门瞬间有限元分析
2.3.3 平推式硫化罐安全开门内压
2.3.4 安全性评估和安全措施
2.4 小结
第三章 快开门端盖带压打开冲击分析
3.1 概述
3.2 人体碰撞伤害的评判准则
3.3 快开门压力容器门盖冲击理论模型
3.3.1 计算模型的几点假设
3.3.2 理论计算
3.4 剖分环式LKT快开门盖带压打开的冲击分析
3.4.1 冲击模型
3.4.2 计算结果分析
3.4.3 安全内压讨论
3.5 齿啮式快开门盖带压打开冲击分析
3.3.1 冲击模型
3.5.2 计算结果分析
3.5.3 安全内压讨论
3.6 小结
第四章 快开盲板的结构优化
4.1 优化分析设计概述
4.1.1 优化设计的基本思想
4.1.2 ANSYS优化设计的基本过程
4.1.3 快开压力容器优化设计
4.2 LKT快开盲板结构优化计算实例
4.2.1 优化参数分析
4.2.2 有限元模型
4.2.3 LKT快开结构优化模型
4.2.4 优化结果分析
4.3 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
作者和导师简介
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
【参考文献】：
期刊论文
[1]快开门压力容器安全联锁装置现状与检验探讨[J]. 丁无极. 中国科技信息. 2008(09)
[2]减少压力容器质量的优化方法[J]. 路涛,唐志忠. 江苏化工. 2008(02)
[3]齿啮式快速开关盖装置的研究进展[J]. 尹华杰,赵凤娟. 河北化工. 2008(02)
[4]卡箍式快开盖结构的应力分析[J]. 范万春,王永卫. 化工设备与管道. 2007(06)
[5]低压环境下放气系统的压降特性分析[J]. 李明海,臧立青,李超,史光梅,陈均. 兵工学报. 2007(10)
[6]新型快开盲板的密封结构研究与有限元分析[J]. 石秀兵,王理成,忻佳瑜,阮忠立. 上海煤气. 2007(03)
[7]ANSYS在结构优化设计中的应用[J]. 余联庆,梅顺齐,杜利珍,饶成. 中国水运(理论版). 2007(03)
[8]压力容器分析设计的结构优化方法[J]. 刘金纯. 当代化工. 2006(06)
[9]基于ANSYS参数化语言的压力容器优化设计[J]. 李虎林,陈威,于安民,高宏. 石油和化工设备. 2006(04)
[10]齿啮式快开压力容器的接触分析[J]. 杨刚,经树栋. 化工设备与管道. 2006(03)
硕士论文
[1]齿啮式快开装置参数化整体优化设计方法研究[D]. 刘爱萍.浙江大学 2002
本文编号：3057140
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题研究的工程背景
1.2 快开压力容器概述
1.2.1 快开压力容器应用领域
1.2.2 快开门压力容器的基本要求
1.2.3 快开端盖的基本要求
1.3 快开压力容器的分类
1.3.1 卡箍式快开装置
1.3.2 齿啮式快开结构
1.3.3 压紧式快开结构
1.3.4 剖分环式快开结构
1.3.5 移动式快开结构
1.4 有限元法
1.4.1 有限元法介绍
1.4.2 有限元软件
1.4.3 优化设计概述
1.5 快开门端盖研究现状和发展趋势
1.6 本课题研究意义
第二章 典型快开结构的开门过程安全性分析
2.1 剖分环式LKT快开盲板
2.1.1 开门过程的有限元分析
2.1.2 计算结果和实验验证
2.1.3 安全性评估和安全措施
2.2 德国KEMLOCK式快开结构
2.2.1 KEMLOCK结构的安全原理
2.2.2 开门瞬间有限元模型
2.2.3 安全性评估
2.3 平推式快开门盖结构
2.3.1 平推式门盖硫化罐结构
2.3.2 开门瞬间有限元分析
2.3.3 平推式硫化罐安全开门内压
2.3.4 安全性评估和安全措施
2.4 小结
第三章 快开门端盖带压打开冲击分析
3.1 概述
3.2 人体碰撞伤害的评判准则
3.3 快开门压力容器门盖冲击理论模型
3.3.1 计算模型的几点假设
3.3.2 理论计算
3.4 剖分环式LKT快开门盖带压打开的冲击分析
3.4.1 冲击模型
3.4.2 计算结果分析
3.4.3 安全内压讨论
3.5 齿啮式快开门盖带压打开冲击分析
3.3.1 冲击模型
3.5.2 计算结果分析
3.5.3 安全内压讨论
3.6 小结
第四章 快开盲板的结构优化
4.1 优化分析设计概述
4.1.1 优化设计的基本思想
4.1.2 ANSYS优化设计的基本过程
4.1.3 快开压力容器优化设计
4.2 LKT快开盲板结构优化计算实例
4.2.1 优化参数分析
4.2.2 有限元模型
4.2.3 LKT快开结构优化模型
4.2.4 优化结果分析
4.3 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
作者和导师简介
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
【参考文献】：
期刊论文
[1]快开门压力容器安全联锁装置现状与检验探讨[J]. 丁无极. 中国科技信息. 2008(09)
[2]减少压力容器质量的优化方法[J]. 路涛,唐志忠. 江苏化工. 2008(02)
[3]齿啮式快速开关盖装置的研究进展[J]. 尹华杰,赵凤娟. 河北化工. 2008(02)
[4]卡箍式快开盖结构的应力分析[J]. 范万春,王永卫. 化工设备与管道. 2007(06)
[5]低压环境下放气系统的压降特性分析[J]. 李明海,臧立青,李超,史光梅,陈均. 兵工学报. 2007(10)
[6]新型快开盲板的密封结构研究与有限元分析[J]. 石秀兵,王理成,忻佳瑜,阮忠立. 上海煤气. 2007(03)
[7]ANSYS在结构优化设计中的应用[J]. 余联庆,梅顺齐,杜利珍,饶成. 中国水运(理论版). 2007(03)
[8]压力容器分析设计的结构优化方法[J]. 刘金纯. 当代化工. 2006(06)
[9]基于ANSYS参数化语言的压力容器优化设计[J]. 李虎林,陈威,于安民,高宏. 石油和化工设备. 2006(04)
[10]齿啮式快开压力容器的接触分析[J]. 杨刚,经树栋. 化工设备与管道. 2006(03)
硕士论文
[1]齿啮式快开装置参数化整体优化设计方法研究[D]. 刘爱萍.浙江大学 2002
本文编号：3057140
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