化工设备罐体及夹套的设计.docVIP

罐体和夹套的设计 夹套式反应釜是由罐体和夹套两大部分组成。罐体在规定的操作温度和操作压力下，为物料完成其搅拌过程提供了一定的空间。夹套传热是一种最普遍的外部传热方式。它是一个套在罐体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。 罐体合夹套的设计主要包括其结构设计，各部件几何尺寸的确定和强度的计算与校核。 罐体和夹套的结构设计 罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖，筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。顶盖在受压状态下操作选用椭圆形封头，（对于常压或操作压力不大而直径较大的设备，顶盖可采用薄钢板制造的平盖，在薄钢板上加设型钢制的横梁，用以支撑搅拌器及其传动装置。顶盖与罐底分别与筒体相连。罐底与筒体的连接采用焊接连接。顶盖与筒体的连接形式为可拆连接。 夹套的型式与罐体相同。 罐体几何尺寸计算 确定筒体内径 工艺条件给定容积V、筒体内径估算D1： D1 = =1.058m=1058mm 式中 V——工艺条件给定容积，m3 ； i——长径比，i= 将D1估算值圆整到公称直径1000mm 确定封头尺寸 椭圆封头选标准件内径与筒体内径相同 曲边高度h1=250mm 直边高度 h2=25mm 内径面积 A=1.625m2 封头容积 V=0.1505m3 封头厚度 质量 确定筒体高度 式中 圆整后的筒体高度为1500 则 反应釜容积 式中 夹套几何尺寸计算 夹套和筒体的连接常焊接成密封结构 夹套的安装尺寸通常在。夹套内径 夹套下封头型式同罐体封头，其直径与夹套筒体封头相同为1100mm 通常取 夹套高 式中 夹套所包围的筒体表面积 式中 2 2 ——1米高内封头表面积查表为 夹套反应釜的强度计算 强度计算的原则及依据 强度计算中各参数的选取及计算，均应符合GB 150—1988《钢制压力容器》的规定。 夹套反应釜设计计算举例 几何尺寸 步骤 项目及代号 参数及结果 备注 1-1 全容积V，m3 1.3 由工艺条件给定 1-2 操作容积V1，m3 1.299 由工艺条件给定 1-3 传热面积F，m2 4 由工艺条件给定 1-4 釜体形式 圆筒形 常用结构 1-5 封头形式 椭圆形 常用结构 1-6 长径比 1.4 按表4-2选取 1-7 初算筒体内径 ，m 1058 按式4-1计算 1-8 圆整筒体内径 1000 按附表4-1选取 1-9 一米高的容积V1m ，m3 0.785 按附表4-1选取 1-10 釜体封头容积 0.1505 按附表4-2选取 1-11 釜体高度 1.464 按式4-1计算 1-12 圆整釜体高度 1500 按式4-1计算 1-13 实际容积 1.328 按式4-2计算 1-14 夹套筒体内径 ，mm 1100 按式4-2计算 1-15 装料系数，或按选取 0.8 选取 1-16 夹套筒体高度 H2 ，m 1.133 按式4-2计算 1-17 圆整夹套筒体高度，mm 1100 选取 1-18 罐体封头表面积2 1.1625 按附表4-2选取 1-19 一米高筒体内表面积 ，2 3.14 按附表4-1选取 1-20 实际总传热面积2 ，2 4.721 按式4-5校核 强度计算（按内压计算厚度） 步骤 项目及代号 参数及结果 备注 2-1 设备材料 2-2 设计压力（罐体内）P1， 2-3 设计压力（夹套内）P2， 2-4 设计温度（罐体内）t1， 2-5 设计温度（夹套内）t2， 2-6 液柱静压力 2-7 计算压力MPa 2-8 液柱静压力MPa 2-9 计算压力 2-10 罐体及夹套焊接接头系数 2-11 设计温度下材料需用应力， 2-12 罐体筒体计算厚度 2-13 夹套筒体计算厚度 2-14 罐体封头计算厚度 2-15 夹套封头计算厚度 2-16 钢板厚度负偏差C1，mm 2-17 腐蚀裕量C2，mm 2-18 厚度附加量 C1 +C2，mm ， 2-19 罐体筒体设计厚度 2-20 夹套筒体设计厚度 2-21 罐体封头设计厚度 2-22 2-23 罐体筒体名义厚度，mm 2-24 夹套筒体名义厚度 2-25 罐体封头名义厚度mm 2-26 夹套封头名义厚度，mm 稳定性校核（按外压校核厚度） 序号 项目及代号 参数及结果 备注 3-1 罐体筒体名义厚度 3-2 厚度附加量 C1 +C2，mm 3-3 罐体筒体有效厚度 3-4 罐体筒体外径 3-