[发明专利]一种弹性温差预应力压力容器

权利要求书

1.一种弹性温差预应力压力容器，其特征是：所述压力容器内、外壁面存在温差，且内壁面温度t_i高于外壁面温度t_o，即温差dt=t_i-t_o>0；温差使压力容器器壁产生温差预应力，压力容器工作时的总应力为温差预应力与机械应力相叠加；所述机械应力指压力容器工作压力p所产生的应力，所述压力容器工作压力p为内压；所述压力容器内壁面半径为r_i、外壁面半径为r_o，径比为k=r_o/r_i；所述压力容器在温差预应力作用下，处于弹性状态，即dt≤dt_c，dt_c为温差预应力刚使压力容器内壁面产生屈服的温差，称为临界温差，dt_c由压力容器的各技术参数，即材料的弹性模量E、材料的热膨胀系数m、材料的泊松比u、材料的屈服强度s_y、径比k决定，具体是：                                                ；所述压力容器技术参数由以下两个关联式（1）、（2）约束：

（1） 3b²p²+3abp_tp+a²p_t²-s_y²≤0，即，

（2） 3d²p²-3cdp_tp+c²p_t²-s_y²≤0，即，

对于确定径比k、确定温差dt的压力容器，其工作压力p的特征是p=min{p₁，p₂}、对于确定工作压力p、确定温差dt的压力容器，其径比k为关联式（1）、（2）所得的较大值，

其中、、、、。

2.根据权利要求1所述的弹性温差预应力压力容器，其特征是：所述温差由压力容器本身的工作温度造成，或对压力容器内、外壁面进行加热或冷却而造成。

3.根据权利要求1所述的弹性温差预应力压力容器，其特征是：对于径比k≤2.0542956825的压力容器，其温差dt为最优温差dt_e，工作压力为p=p₁=p₂，其中dt_e由关联式决定。

4.根据权利要求1所述的弹性温差预应力压力容器，其特征是：温差dt为临界温差dt_c，（1）对于径比k≤2.0542956825的压力容器，工作压力p为；（2）对于径比k≥2.0542956825的压力容器，工作压力p为，或径比为。

5.根据权利要求1所述的弹性温差预应力压力容器，其特征是：径比为k、承受工作压力p时，内、外壁温差dt限定为，或限定为，或限定为dt₁≤dt≤dt₂。