锅炉及压力容器,课程设计.docVIP

夹套罐设计 何欣勇 5405102班 目 录 绪论 1 1 设计说明 2 1.1 设备用途 2 1.2 工作原理 2 1.3 主要管口用途 2 2 设计参数的选取 3 2.1 设计压力 3 2.2 设计温度 3 2.3 材料的选择及许用应力确定 3 2.4 焊缝系数 3 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 筒体高度及设备容积 4 3.3.1 筒体高度 4 3.3.2 设备容积 4 3.4 夹套高度及传热面积 4 3.4.1 夹套高度计算 4 3.4.2 传热面积的计算 5 3.5 搅拌口法兰尺寸的确定 5 3.6 窥镜规格的确定 5 3.7 其他法兰接口尺寸的确定 6 3.7.1 温度表口尺寸确定 6 3.7.2 压力表口尺寸确定 6 3.7.3 进料口与出料口尺寸确定 6 3.7.4 蒸汽入口尺寸确定 6 3.7.5 冷凝水出口尺寸确定 6 3.7.6 安全阀口确定 6 3.8 夹套罐主要工艺参数 7 4 罐体强度设计 8 4.1 罐体载荷特点 8 4.2 罐体筒体内压强度设计 8 4.3 罐体封头内压强度设计 8 4.4 罐体筒体外压稳定性设计 9 4.5 罐体封头外压稳定性设计 9 5 夹套罐强度设计 10 5.1 夹套的载荷特点 10 5.2 夹套筒体内压强度设计 10 5.3 夹套封头内压强度设计 10 6 罐体与夹套连接处的剪切强度设计 11 6.1 罐体质量计算 11 6.2 罐体内介质质量计算 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校核 12 7 开孔补强计算 13 7.1 需进行补强的最大孔径确定 13 7.2 搅拌器连接口补强面积计算 13 7.3 蒸汽入口补强计算 14 8 水压试验压力确定 15 8.1 罐体水压试验压力计算 15 8.1.1 罐体筒体水压试验压力确定 15 8.1.2 罐体封头在水压试验压力下的强度校核 15 8.1.3 罐体筒体在水压试验压力下的稳定性校核 16 8.1.4 罐体封头在水压试验压力下的稳定性校核 16 8.2 夹套水压试验压力计算 16 8.2.1 夹套水压试验压力确定 16 8.2.2 夹套筒体在水压试验压力下的强度校核 16 8.2.3 夹套封头在水压试验压力下的强度校核 16 9 支座选取 17 9.1 容器总质量计算 17 9.2 支座选取 17 10 总结 18 参考文献 19 绪论 压力容器使用广泛，用途广、数量大。有比较容易发生事故，而且事故的破坏性往往又比较严重。因此他的安全问题就特别值得注意。许多工业国家都把锅炉和压力容器作为一种特殊设备，设专门机构进行安全监督，并要求严格按照规定的规范进行设计、制造和使用、运行。 （一）压力容器是工业生产中的常用设备 压力容器作为移用于优雅流体的储存运输、或者是传热传质的密闭容器，具有各式各样的结构和形状。压力容器广泛应用于石油化工、轻工、纺织、冶金、机械、航空航天、交通、采矿、医药等行业部门及日常生活中。如与压器机配套的储气罐，贮存永久气体或液化气体的气瓶、槽车、储罐，提供介质反应密闭空间的聚合釜、合成塔，加热或冷却介质的蒸煮锅、冷却器，用一分离不同介质的分离器、过滤器等，都是常见的压力容器种群。在化学工业和石化工业中，几乎每个工艺过程都离不开压力容器，而且是生产中的主要设备。而液化石油气钢瓶等压力容器，则已进入千家万户，与人们的日常生活密切相关。 （二）压力容器是容易发生破坏事故的特殊设备 压力容器之所以作为一种特殊设备，要由国家设置专门机构进行安全监督，最主要的原因还是他的事故率要比一般机械设备高，而且事故的危害又特别严重。为什么它的事故率比较高呢？从技术条件方面分析，主要有以下原因： （1）使用条件苛刻。压力容器不但承受着大小不同的压力载荷和其它载荷，而且有的还在高温高压或深冷的条件下运行，工作介质又往往具有腐蚀性，工矿环境比较恶劣。 （2）容易超负荷。容器内的压力常常会因为操作失误或发生异常反应而迅速升高，而且往往在尚未被发现的情况下，容器即已破裂。 （3）局部应力复杂。例如在容器开孔周围及其结构不连续出，常因过高的局部应力和反复的加载卸载而造成疲劳破裂。 （4）常隐藏有严重缺陷。焊接或锻制的容器，常会在制造时留下微小的裂痕等严重缺陷，这些缺陷如在运行中不断扩展，或在适当的条件下都会使容器遭到突然破裂。 为了避免锅炉压力容器事故发生，我们应做到用法规指导锅炉压力容器的设计、制造、安装、使用、检验、修理、改造等环节；实行官方或第三方监督，并进一步推进和完善我国锅炉压力容器的检验工作。 设计说明 设备用途 压力容器泛指