锅炉与压力容器课程设计1.docVIP

夹套罐设计 姜圣一 5405102班 目 录 1 夹套罐设计 2 1.1 设计说明 2 1.2 工作原理 2 1.3 设备开孔情况 2 2 设计参数选择 3 2.1 设计压力确定 3 2.2 设计温度确定 3 2.3 焊缝系数确定 3 2.4 材料选择与许用应力确定 3 2.5 厚度附加量确定 3 3 几何参数选择 4 3.1 罐体封头各参数 4 3.2 罐体的高度及体积 4 3.3 夹套的高度计算 4 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 5 3.7 其他法兰、接管尺寸确定 5 3.8 夹套罐主要工艺参数 7 4 罐体强度设计 8 4.1 罐体封头壁厚设计 8 4.2 罐体筒体壁厚设计 9 5 夹套罐强度设计 10 5.1 夹套封头壁厚设计 10 5.2 夹套筒体壁厚设计 10 6 罐体与夹套连接处的剪切应力校核 11 6.1 罐体质量计算 11 6.2 管体内介质质量计算 11 6.3 罐体上法兰及其他附属件质量计算 11 6.4 总负荷计算 11 6.5 焊缝连接处环形面积计算 11 6.6 焊缝连接处剪切应力强度校核 12 7 开孔补强设计 13 7.1 需进行补强的最大孔径确定 13 7.2 搅拌器连接口补强计算 13 7.3 蒸汽入口的开孔补强计算 14 8 水压试验压力确定 16 8.1 罐体水压试验压力计算 16 8.2 罐体筒体在水压试验压力下强度校核 16 8.3 罐体封头在水压试验压力下强度校核 16 8.4 夹套水压试验压力计算 17 8.5 夹套筒体在水压试验压力下强度校核 17 8.6 夹套封头在水压试验压力下强度校核 17 8.7 罐体筒体在水压试验外压力下稳定性校核 17 8.8 罐体封头在水压试验外压力下稳定性校核 18 9 支座选取 19 9.1 夹套罐总质量计算 19 9.2 支座选取 19 参考文献 20 摘要 本课程设计是利用以知的数据利用相关知识进行压力容器设计。利用《化工容器及设备简明设计手册》完成夹套罐的材料选择、确定罐体及其附件的几何参数。并对罐体和夹套强度进行计算，从而与确定罐体和夹套的厚度。同时还要考虑开口补强和进行水压试验。最后进行支座选取。 关键词：压力容器；罐体；夹套；强度设计；水压试验 夹套罐设计 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。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空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、g孔设置在夹套上，作为蒸汽入口；h孔为窥镜口位于内置容器罐体上；i孔为进料口，设置在内置容器罐体上；j孔设置在夹套封头上，为冷凝水出口；k孔设置在内置容器的下封头，并穿过夹套的封头作为出料口。各开孔尺寸详见表1.1，以上开孔在压力容器上的具体位置参考总装配图。 设备管口表 符号 公称尺寸Dn（mm） 用途 a 275 搅拌器连接口 b 46 安全阀口 c 15 温度表口 d 20 压力表口 e 46 安全阀口 f 195 蒸汽入口 g 195 蒸汽入口 h 59 窥镜口 i 109 进料口 j 109 冷凝水出口 k 109 出料口 设计参数选择 设计压力确定 当容器上装有安全阀时，设计压力p取等于或略高于安全阀的开启压力P0。而取p0≥1.05～1.10PW, PW为压力容器的工作压力。所设计的夹套罐罐内的操作压力为0.7Mpa，夹套内为0.8 Mpa，现设计压力按照1.1倍的操作压力选取，即夹套罐罐内的设计压力为0.77Mpa，夹套内的设计压力为0.88Mpa。 设计温度确定 设计温度是指容器在正常工作中，在相应设计压力下，金属可能达到的最高或最低（指≤0℃者）温度。现知夹套罐罐内的操作温度为100℃，夹套内的操作温度为饱和蒸汽温度，查饱和水蒸气表可知，在0.88Mpa下饱和水蒸气的温度约为 178.1℃。现设