锅炉课设锅炉与压力容器课程设计.docVIP

目录 1设计说明 1 2设计参数的选取 2 2.1设计压力 2 2.2设计温度 2 2.3材料的选择及许用应力确定 2 2.4焊缝系数 2 2.5附加厚度 3 3几何参数的确定 4 3.1描述设备的总体结构 4 3.2确定各封头参数 4 3.3筒体高度 4 3.4夹套高度 5 3.5搅拌口法兰尺寸的确定 5 3.6窥镜规格的确定 6 3.7其他法兰接口尺寸的确定 6 4罐体强度设计 9 4.1罐体筒体内压强度设计 9 4.2罐体封头内压强度设计 9 4.3罐体筒体外压稳定性设计 10 4.4罐体封头外压稳定性设计 10 5夹套强度设计 12 5.1夹套筒体内压强度设计 12 5.2夹套封头内压强度设计 12 6罐体与夹套连接处的剪切强度设计 14 6.1罐体质量计算 14 6.2罐体内介质质量计算 14 6.3罐体上法兰及其他附属件质量计算 14 6.4总负荷计算 15 6.5焊缝连接处环形面积计算 15 6.6焊缝连接处剪切应力校核 15 7开孔补强计算 16 7.1搅拌器连接口补强计算 16 7.2蒸汽入口补强计算 16 8水压实验压力确定 18 8.1罐体水压实验校核 18 8.2罐体筒体在水压试验压力下强度校核 18 8.3罐体封头在水压实验压力下的强度校核 18 8.4夹套水压试验压力计算 18 8.5夹套筒体在水压试验压力下强度校核 19 8.6夹套封头在水压试验压力下强度校核 19 8.7罐体筒体在水压试验外压力下稳定性校核 19 8.8罐体封头在水压试验外压力下稳定性校核 19 9支座的选取 20 9.1容器总质量的计算 20 9.2支座选取 20 10参考文献 21 1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。 2设计参数的选取 2.1设计压力 定义：工作压力——容器顶部在正常工作（开车，操作或停车）过程中可能达到的最高表压力；设计压力——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。 罐体工作压力为0.6MPa,夹套工作压力为0.7 MPa，根据化工容器及设备简明设计手册，容器上安装有安全阀，安全阀开启压力P0≥1.05-1.10PW, 设计压力P≥P0，顾取罐体设计压力为P=0.66MPa，夹套设计压力为0.77 MPa。 2.2设计温度 定义：设计温度——容器在正常工作过程中，在相应设计压力下，壳壁或元件金属可能达到最高或最低（指≤0℃者）温度。 夹套罐为换热器，使用蒸汽加热，设计温度取蒸汽温度，查表得t介热=89.3℃，圆整后取设计温度为100℃。 2.3材料的选择及许用应力确定 选择钢号Q235—A的钢板，钢板符合标准GB3274，钢板厚度为4.5—16 mm，，在100℃时钢板许用应力113MPa。 2.4焊缝系数 根据化工容器及设备简明设计手册中焊接接头系数表，设备采用双面焊焊接，焊缝探伤形式采用大于20%局部无损检测，焊缝系数为0.85。 2.5附加厚度 夹套罐的内置容器圆筒壳： 查表得负偏差C1=0.5mm。 夹套圆筒壳： 查表得负偏差C1=0.5mm。 容器中介质为水蒸气，选取腐蚀裕度C2=1mm。 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 3几何参数的确定 3.1描述设备的总体结构 夹套罐由内外两个