化工设备基础之压力容器设计方案.pptx

化工设备基础第三篇 压力容器设计课程内容：第一篇 工程力学基础（14学时）第二篇 化工设备材料（2学时）第三篇 化工容器设计（14学时）第四篇 典型化工设备简介（2学时）化工设备基础第三篇 压力容器设计第10章 容器设计基本知识第11章 内压薄壁容器的应力分析第12章 内压薄壁圆筒与封头的强度设计第13章 容器零部件化工设备基础第三篇 压力容器设计第10章 容器设计的基本知识什么是压力容器?压力容器总体结构压力容器的分类压力的失效形式压力容器设计条件及常见规范压力容器常见基本参数化工设备基础第三篇 压力容器设计10.1 什么是压力容器压力容器包括所有承受流体压力的密闭容器和壳体，是过程装备的基本组成部分。内构件压力容器外壳+储存、储运设备反应、传热、传质、分离等设备化工设备基础第三篇 压力容器设计化工设备基础第三篇 压力容器设计10.2 压力容器的总体结构（1）筒体（2）封头（3）开孔与接管（4）法兰（5）支座（6）安全附件化工设备基础第三篇 压力容器设计化工设备基础第三篇 压力容器设计化工设备基础第三篇 压力容器设计10.3 压力容器的分类（1）按承受压力方式分 内压容器、外压容器。（2）按设计压力分 低压容器0.1MPa≤P＜1.6MPa 中压容器1.6MPa≤P＜10MPa 高压容器10MPa≤P＜100MPa 超高压容器P≥100MPa化工设备基础第三篇 压力容器设计（3）按容器在生产工艺中的作用分 反应容器（R）、换热容器（E）、 分离容器（S）、储存容器（C/球罐B）。（4）按容器使用方式分 固定式和移动式容器。化工设备基础第三篇 压力容器设计（5）固定式压力容器的类别划分根据TSG 21 《固定式压力容器安全技术监察规程》，基于设计压力、容积和介质危害性三个因素对压力容器进行分类，将所适用范围内的压力容器划分为第Ⅰ类压力容器、第Ⅱ类压力容器和第Ⅲ类压力容器。 化工设备基础第三篇 压力容器设计a. 介质分组：按其毒性、危害程度和爆炸危险程度分为以下两组：第一组介质：毒性危害程度为极度危害、高度危害的化学介质，易爆介质，液化气体。第二组介质：除第一组介质以外的介质。 分组依据：具体介质毒性危害程度和爆炸危险程度按照HG20660《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》确定；HG20660没有规定的，由压力容器设计单位参照GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》的原则，决定介质组别。 化工设备基础第三篇 压力容器设计b. 选择类别划分图，标出坐标点。压力容器分类的划分应当先按照介质特性，按照以下要求选择类别划分图，再根据设计压力p(单位MPa)和容积V(单位L)，标出坐标点，确定压力容器类别。 第一组介质第二组介质化工设备基础第三篇 压力容器设计第一组介质，类别划分见下图: 化工设备基础第三篇 压力容器设计第一组介质，类别划分见下图: 化工设备基础第三篇 压力容器设计c. 相关说明对于多腔压力容器：如换热器的管程和壳程、夹套容器等，按照类别高的压力腔类别作为该容器的类别并且按照该类别进行使用管理。但是应按照每个压力腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划分时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔几何容积。 化工设备基础第三篇 压力容器设计坐标点位于分类线上时：按照较高的类别划分其类别；小容积：容积大于1L并且小于25L，或者内直径(对非圆形截面，指截面内边界的最大几何尺寸，例如矩形为对角线、椭圆为长轴)小于150mm的压力容器，特别是容积小于或者等于1L的压力容器，这类小容积容器统一划分为第Ⅰ类压力容器。 化工设备基础第三篇 压力容器设计10.4 压力容器的失效形式（1）强度失效指压力容器在确定的压力或其他载荷的作用下，因材料发生屈服或断裂而引起的失效。 （2）刚度失效指压力容器的变形大到足以影响其正常工作而引起的失效。 （3）失稳失效指压力容器在压应力作用下，突然失去其原有几何形状而引起的失效。 （4）泄漏失效指压力容器由于介质泄漏而引起的失效。 化工设备基础第三篇 压力容器设计化工设备基础第三篇 压力容器设计化工设备基础第三篇 压力容器设计10.5 压力容器设计条件及常见规范10.5.1 压力容器设计条件（1）设计时应考虑的载荷 基本载荷： a. 内压、外压或最大压差； b. 液体静压力，当液体静压力小于设计压力的5%时，可忽略不计。选择性载荷： a. 容器的自重，以及正常工作条件下或耐压试验状态下内装介质的重力载荷； b. 附属设备及隔热材料、衬里、管道、扶梯、平台等的重力载荷；化工设备基础第三篇 压力容器设计 c. 风载荷、地震载荷和雪载荷； d. 支座、底座圈、支耳及其他型式支承件的反作用力； e. 连接管道和其他部件的作用力； f. 温度梯度或热膨胀量不同引起