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压力容器结构 2 压力容器定义 《特种设备安全监察条例》定义： 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于0.2MPa(表压)，且压力与容积的乘积大于或者等于1.0Mpa·L的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。 3 固定式容器、移动式容器：目前，固定式压力容器和移动式压力容器的参数界定与发达工业国家的规定基本一致。 4 气瓶：气瓶不仅需要实施一般压力容器在设计、制造、使用、检验等环节的安全监察，还需对充装过程实施安全监察，充装过程这个环节，是事故多发环节，直接伤害人身。 5 氧舱：是一种特殊的压力容器——载人压力容器。条例中的氧舱主要指：承受内压或外压，以空气或氧气为主要加压介质，用于医疗、潜水和科学试验等活动载人的压力舱体。主要设备种类包括：潜水钟、再压舱、高气压舱、医用氧舱和高海拔试验舱等。 6 压力容器结构概述 压力容器一般是由筒体（又称壳体）、封头（又称端盖）、法兰、接管、人孔、支座、密封元件、安全附件等组成。它们统称为过程设备零部件，这些零部件大都有标准。 其典型过程设备有换热器、反应器、分离容器、储存容器等。 7 固定管板式换热器 10 反应器结构示意 1－内筒 2－夹套 3－盘管 4－压出管 5－支座 6－搅拌轴 7－封头 8－轴 9－传动装置 10－人孔 11－搅拌器 11 板式塔的结构示意图 1－群座 2－群座人孔 3－防涡流挡板 4－人孔 5－蒸汽入口 6－塔盘 7－进料口 8－液体出口 12 球形容器结构示意图 1－接地板 2－拉杆 3－下级管口 4－支柱 5－防火隔热层 6－球壳 7－耳板 8－上级管口 9－人孔 13 储存容器结构示意图 1－液位计 2－封头 3－接管 4－法兰管 5－筒体 6－人孔 7－补强圈 8－支座 14 压力容器的结构形状 压力容器的结构形状主要有圆筒形、球形、组合形。圆筒形容器是由圆柱形筒体和各种成型封头（半球形、椭圆形、碟形、锥形）所组成。球形容器由数块球瓣板拼焊成。承压能力很好，但由于安置内件不便和制造稍难，故一般用作贮罐。 15 主要受压元件 压力容器的筒体、封头（端盖）、人孔盖、人孔法兰、人孔接管、膨胀节、开孔补强圈、设备法兰；球罐的球壳板；换热器的管板和换热管；M36以上的主螺栓及公称直径大于250mm的接管和管法兰均作为主要受压元件。 16 压力容器的典型结构和特点 低、中压压力容器的筒体结构 １、圆筒形的筒体结构形式 ２、球形容器 高压／超高压容器的筒体结构 1、整体结构:为满足强度、刚度和稳定性要求所需要的厚度（不包括为防腐而设置的衬层），由一整块连续钢制成的结构。 主要形式a)整体锻造：锻造的筒和筒之间用法兰或螺纹连接。主要用于超高压设备。 17 整体锻造　　　水晶釜 18 b)单层卷焊： c)锻焊结构：总结了整体锻造和单层卷焊容器的优点，进行了有机的结合。质量 好，适用于重要场合，如核工业、加氢反应器等。 19 2、组合式结构 定义：为满足强度、刚度和稳定性要求所需要的厚度是由钢板对钢板、钢板对钢带、钢板对钢丝制成的结构。内筒是板式结构。 主要形式 a)多层包扎：最开始为美国专利，但现在已不存在专利了，南京大化机已研制成功。但此类设备制造工艺太复杂，生产工期长； 20 b)热套结构：内筒和外筒的配合采用过盈配合。在安装时外筒加热冷却后很好地与内筒结合在一起。适用于超大容器，有时分3层或更多层进行套合 c)绕板结构：是日本人发明的。自动化程度很高，先做内筒再用另一筒体搭接。虽然角焊缝受力不好、不好焊接且不易检测，但进行承压爆破试验效果很好。目前我国由于冶金能力有限，板长和宽度不太适合，所以采用较少 21 d)钢板对钢带：中国人的发明，ASME已承认其可靠性。内筒单层卷焊，外层缠绕。钢带在缠绕时分左右两个方向，同时旋转方向相反。但缠绕后由于中间紧两端松，所以在承压能力上会低10％。在小化肥生产装置中有一些应用 22 e)钢板对钢丝：内筒单层卷焊，外层用高强度的不锈钢丝缠绕，同时给内筒一定的压应力，承受的外压甚至等于设计压力，使设备在操作工况时压力趋于0。世界上设计压力最高的设备1000Mpa就是采用此种结构； 23 压力容器零部件 压力容器零部件是容器不可缺少的组成部分。作为受压元件的零部件，如同壳体一样，也