锅炉与压力容器课程设计.docVIP

夹套罐设计 段文月 5405102班 目 录 绪论 1 1 设计说明 2 1.1 压力容器简介 2 1.2 设备简介 2 1.3 工作原理 2 1.4 设备开孔情况 2 2 设计参数选择 3 2.1 设计压力选择 3 2.2 设计温度选择 3 2.3 焊缝系数选择 3 2.4 材料的选择及许用应力确定 3 2.5 厚度附加量确定 3 3 几何参数的确定 5 3.1 罐体封头各参数 5 3.2 罐体的高度及体积 5 3.3 夹套高度计算 5 3.4 传热面积计算 6 3.5 搅拌口法兰尺寸确定 6 3.6 视孔尺寸确定 6 3.7 其他法兰、接管尺寸确定 7 3.7.1 温度表口 7 3.7.2 压力表口 7 3.7.3 蒸汽入口 7 3.7.4 冷凝水出口 7 3.7.5 进料口和出料口 7 3.7.6 安全阀口 7 4 罐体强度设计 9 4.1 罐体封头壁厚设计 9 4.1.1 按内压罐体封头壁厚设计 9 4.1.2 按外压罐体封头壁厚设计 9 4.2 罐体筒体壁厚设计 10 4.2.1 按内压罐体筒体壁厚设计 10 4.2.2 按外压罐体筒体壁厚设计 10 5 夹套强度设计 12 5.1 封头壁厚设计及结构尺寸 12 5.2 夹套筒体壁厚设计 12 6 罐体与夹套连接处的剪切应力校核 14 6.1 罐体质量计算 14 6.2 罐体内介质质量计算 14 6.3 罐体上法兰质量计算 14 6.4 总负荷计算 14 6.5 焊缝连接处环形面积计算 14 6.6 焊缝连接处剪切应力校核 14 7 开孔补强设计 16 7.1 搅拌器连接口补强计算 16 7.2 蒸汽口补强计算 18 7.3 进出料口补强计算 19 7.4 冷凝水出口补强计算 19 8 水压实验压力确定 21 8.1 罐体水压实验压力计算 21 8.2 罐体筒体在水压实验压力下强度校核 21 8.3 罐体封头在水压实验压力下强度校核 22 8.4 夹套水压实验压力计算 22 8.5 夹套筒体在水压实验压力下强度校核 22 8.6 夹套封头在水压实验压力下强度校核 22 8.7 罐体筒体在水压实验外压力下稳定性校核 23 8.8 罐体封头在水压实验外压力下稳定性校核 23 9 支座的选取 25 9.1 夹套的总质量 25 9.2 容器总重量计算 25 9.3 支座选取 25 10 总结 26 参考文献 27 绪论 随着社会的稳定进步，我国科技水平也在突飞猛进的提高。夹套罐作为节约能源的有效途径，其设计与安全性研究也日趋完善。 夹套罐罐体盛装酒精溶液，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，蒸汽冷凝成水后从冷凝水出口流出。 在设计初步完全后要进行水压试验等试验保证容器安全。 设计说明 压力容器简介 压力容器泛指承受介质压力的密闭容器。 设备简介 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。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；在罐体的外面有一个比罐体稍大的夹套容器，夹套下部是一个椭球封头，上部在适当高度采用圆弧过度结构与罐体连接。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，蒸汽冷凝成水后从冷凝水出口流出。 设备开孔情况 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孔位于夹套筒提上，是水蒸汽的入口；h孔位于罐体上，用于设置窥镜；j孔位于夹套封头上，为冷凝口出口；k孔位于罐体的下封头，作为出料口。 设计参数选择 设计压力选择 设计压力是指设定的容器顶部允许达到的最高表压力，它与相应的设计温度一起作为容器的设计载荷条件，其值不得低于操作压力。 工作压力是容器顶部在正常工作过程中可能达到的最高表压力。 设计压力的习惯取法：当容器上装有安全阀时，设计压力应大于或等于安全阀的开启压力，而取开启压力大于或等于1.05~1.1倍的工作压力亦成立。 根据所列出的罐体和夹套内的操作压力分别是0.9Mpa和1.0Mpa,设计压力按照1.1倍的操作压力选取