锅炉及压力容器,课程设计正文.docVIP

锅炉压力容器安全课程设计 5405102 冯阳 目 录 1 绪论 2 2夹套容器设计参数选择 3 2.1设计概述 3 2.2设计压力 3 2.3设计温度 3 2.4焊缝系数 4 2.5材料的选用及许用应力 4 2.6厚度附加量 4 3容器的几何参数确定 5 3.1封头参数 5 3.2罐体高度及体积 5 3.3夹套高度 5 3.4传热面积 6 4法兰、接管的选取 7 4.1搅拌器口法兰及接管 7 4.2安全阀口法兰及接管 7 4.3温度计口法兰及接管 8 4.4压力表口的接管 8 4.5水蒸气的入口法兰及接管 8 4.6冷凝水出口法兰及接管 8 4.7出料口及进料口法兰及接管 8 4.8窥视口尺寸 9 5罐体及夹套强度设计 10 5.1罐体受内外压强度设计 10 5.2夹套受内压强度设计 11 6罐体与夹套连接处的剪切应力校核 13 6.1罐体质量计算 13 6.2罐体内介质质量计算 13 6.3罐体上法兰及其它附属件质量计算 13 6.4总负荷计算 13 6.5焊缝连接处环形面积计算 13 6.6焊缝连接处剪切应力强度校核 13 7开孔补强设计 14 7.1开孔补强计算 14 7.2补强面积计算 14 8水压试验压力确定 18 8.1罐体水压试验压力计算 18 8.2罐体筒体水压试验压力下强度校核 18 8.3罐体封头水压试验压力下强度校核 18 8.4夹套水压试验压力计算 19 8.5夹套筒体水压试验压力下强度校核 19 8.6夹套封头水压试验压力下强度校核 19 8.7罐体在水压试验外压力下稳定性校核 19 9支座的选取 20 参考文献 21 摘 要 本次课程设计主要是依据《化工容器及设备简明设计手册》规范对压力容器——夹套罐完成材料选择并进行设计。 首先，了解了夹套罐的结构和使用条件，确定了其设计压力及温度； 其次，根据以上条件对夹套及罐体的壁厚进行了计算，选取了视镜，安全阀，搅拌口法兰以及其他附件和法兰； 第三，对罐体与夹套连接处的剪切应力进行了校核； 第四，对容器的水压试验以及开孔补强情况进行了校核；最后，绘制了总装配图和法兰图。 关键词：夹套罐；安全阀；法兰；水压试验；开孔补强 绪论 压力容器作为一种特殊设备，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。 目前夹套容器可以分为以下几类：圆筒夹套，半管夹套，型钢夹套，圆管夹套。 夹套容器按夹套包容容器的程度也可以分为:全夹套容器即容器筒体和上下封头全部带有夹套;局部夹套容器即容器筒体上下封头局部带有夹套。 随着现代工业的发展，夹套容器越来越多的应用于轻工、化工及食品加工行业。夹套容器是将作为一个完整压力室的夹套连接在容器筒体、封头外部形成的多腔压力容器。使用夹套容器的目的是加热或冷却容器及其内部介质，也可以作为容器的密封绝热室。夹套的作用是与筒体的外壁构成一个密封的空间，供通入载热体，是筒壁起传热的作用。它在石油、天然气等方面也得到了广泛的应用，如天然气净化硫磺回收中的液流罐、冷凝冷却，造纸厂的液氯气化器等都是带有各种夹套型式的夹套容器。 这次课程设计的夹套容器为圆筒局部夹套。整个容器由罐体和夹套两部分构成，罐体上装有搅拌口法兰、压力表口、温度计口、窥视口、进料口及出料口。夹套上装有水蒸气入口和冷凝水出口。 2夹套容器设计参数选择 2.1设计概述 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。 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。 设计参数主要包括设计压力，设计温度，焊缝系数，材料的选用及许用压力，同时还包括厚度附加量的确定。 其主要工艺参数如表1所示。 主要工艺参数 位　置 项　目 参　数 罐 内 夹 套 内 介　　质 酒精水溶液 水蒸汽 操作压力(Mpa) 1.0 1.1 操作温度(℃) 100 饱和蒸汽温度 公称直径（mm） 1200 1300 容 积(m3 )