锅炉与压力容器课程设计--夹套罐设计.docVIP

目录 1. 设计说明 1 2. 设计参数选择 2 2.1 设计压力 2 2.2 设计温度 2 2.3 焊缝系数的确定 2 2.4 材料的选择及许用应力确定 2 2.5厚度附加量确定 3 3. 几何参数设定 4 3.1罐体封头参数 4 3.2筒体高度及体积 4 3.3夹套高度 5 3.4 传热面积计算 5 3.5 搅拌口法兰尺寸确定 5 3.6 视孔尺寸确定 6 3.7 其他法兰、接管尺寸确定 7 4. 罐体强度设计 10 4.1罐体封头壁厚设计 10 4.2 罐体筒体壁厚设计 11 5. 夹套强度设计 13 5.1夹套封头壁厚设计 13 5.2夹套筒体壁厚设计 13 6. 罐体与夹套连接处的剪切应力校核 15 6.1罐体质量计算 15 6.2罐体内介质质量计算 15 6.3罐体上法兰及其它附属件质量计算 15 6.4总负荷计算 16 6.5焊缝连接处环形面积计算 16 6.6焊缝连接处剪切应力强度校核 16 7. 开孔补强设计 17 7.1搅拌器连接口补强计算 17 7.2蒸汽入口补强计算 18 7.3其他接口补强计算 19 8. 水压试验压力确定 20 8.1罐体水压试验压力计算 20 8.2罐体筒体在水压试验压力下强度校核 20 8.3罐体封头在水压试验压力下强度校核 20 8.4夹套水压试验压力计算 20 8.5夹套筒体在水压试验压力下强度校核 20 8.6夹套封头在水压试验压力下强度校核 21 8.7罐体筒体在水压试验外压力下稳定性校核 21 8.8罐体封头在水压试验外压力下稳定性校核 21 9. 支座的选取 22 9.1 总负荷计算 22 9.2 支座选取 22 参考文献 24 设计说明 压力容器泛指承受介质压力的密闭容器。本次课程设计中的压力容器是高效酒精回收装置中的夹套罐。其结构是立式罐体外焊接一个夹套。夹套罐由内外两个容器套在一起构成，内置容器是由竖直圆筒和上下两个椭球封头组成的罐体；夹套下部是一个椭球封头，上部在适当高度采用圆弧过渡结构与罐体连接。在罐体和夹套之间形成一个50mm左右的间隔。 工作原理：罐体盛装酒精溶液，罐体上部安装有搅拌装置，使酒精溶液在加热过程中得到均匀搅拌。在内置容器上设置有进料口、出料口、搅拌器口、压力表口、安全阀口、观察口等工艺接口。 在夹套上设置两个蒸汽入口，夹套的下部设有一个冷凝水出口。蒸汽进入夹套后，对罐体内的酒精溶液进行加热，蒸汽冷凝成氺后从冷凝水出口流出。 设备的开孔情况：压力容器设备上共开有11个孔，连接有不同的接管。a孔位于内置容器上封头的中心，用于连接搅拌器；b、e孔为安全阀孔，同样位于内置容器上封头上； c、d同样位于内置容器上封头上， c孔用于设置温度表，d孔用于设置压力表；f孔和g孔位于夹套筒体上，是水蒸气的入口。h孔位于罐体上，用于设置视镜。i孔位于罐体筒体上，是进料口。J孔位于夹套封头上，为冷凝水出口。K孔位于罐体的下封头上，作为出料口。 设计参数选择 2.1 设计压力 根据公式 ： （2.1） 当中低压容器上装有安全阀时，设计压力不小于工作压力的（1.05-1.1）倍，求得容器和夹套的设计压力分别为： 1.容器的设计压力: （2.2） 2.夹套的设计压力： （2.3） 2.2 设计温度 根据设计条件已知：罐内的工作温度为100℃，夹套内水蒸气的温度等于 （2.4） 查表得℃。圆整后得℃。 2.3 焊缝系数的确定 焊缝均采用局部无损探伤，焊道系数。 夹套与其封闭件采用对接焊接，焊道系数。 2.4 材料的选择及许用应力确定 选择Q—235B号钢，该号钢材厚度为4.5—16mm，钢材标准为GB3274， 此号钢板在100℃时的许用应力，在200℃时许用应力为 2.5厚度附加量确定 罐的园筒壳： （2.5） 查表得负偏差，腐蚀裕度取。 夹套园筒壳： （2.6） 查表得负偏差，腐蚀裕度取。 在考虑材料机械强度的最小壁厚外，考虑材料的负偏差及介质的腐蚀性，加工减薄量及使用寿命等因素再增加的壁厚量以确保实际工程中的安全可靠。 所以，罐和夹套的厚度附加量均采用： （2.7） 几何参数设定 3.1罐体封头参数 该设备由罐体和夹套两部分组成，底部采用支承式支座。罐体上搅拌口处有一法兰。采用标准椭球封头。 根据已知条