夹套反应釜设计说明书.docx
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夹套反应釜设计说明书
夹套反应釜设计说明书
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二、设计计算（夹套反应釜设计计算）
（一）几何尺寸
1-1全容积V=1.2m3
1-2操作容积V1=1.0m3
1-3传热面积F=3m2
1-4釜体形式：
圆筒形
1-5封头形式：
椭圆形
1-6半径比i=H1/D1=1.1
1-7初算筒体内径
带入计算得：
1.116m
1-8圆整筒体内径
=1200mm
1-9一米高的容积
按附表4-1选取
=1.131m3
1-10釜体封头容积
按附表4-1选取
=0.255
1-11釜体高度
=（V-
）/
=0.836m
1-12圆整釜体高度
=1000mm
1-13实际容积V=
*
+
=1.131*1.1+0.255
=1.39
1-14夹套筒体内径
按表4-3选取得：
=
+100=1300mm
1-15装料系数
=
/V=0.8
1-16操作容积
=1.0
1-17夹套筒体高度
（
V-
）/
=0.623m
1-18圆整夹套筒体高度
=800mm
1-19罐体封头表面积
按附表4-2选取F1封=1.6652
1-20一米高筒体内表面积
按附表4-1选取F1m=3.77
1-21实际总传热面积
按式4-5校核F=F1m*H2+F1封=3.77*0.80+1.6652=5.06
>3
（二）、强度计算（按内压计算厚度）
2-1、设备材料Q235-A
2-2、设计压力（罐体内）P1=0.2MPa
2-3、设计压力（夹套内）P2=0.3MPa
2-4、设计温度（罐体内）t1<100℃
2-5、设计温度（夹套内）t2<150℃
2-6、液柱静压力P1H=10-6ρgh略去不计
2-7、计算压力P1C=P1=0.2MPa
2-8、液柱静压力P2H=0MPa
2-9、计算压力P2C=P2=0.3MPa
2-10、罐体及夹套焊接系数采用双面焊，局部无损探伤φ=0.85
2-11、设计温度下材料许用应力[σ]t=113Mpa
2-12、罐体筒体计算厚度
=1.32mm
2-13、夹套筒体计算厚度
=2.03mm
2-14、罐体封头计算厚度
2-15、夹头封头计算厚度
2-16、假设钢板厚度为3.8~4.0
2-17、取钢板厚度负偏差C1=0.18mm
2-18、腐蚀裕度C2=2.0mm
2-19、厚度附加量C=C1+C2=2.18mm
2-20、罐体筒体设计厚度δ1c=δ1+C2=1.32+2.0=3.32mm
2-21、夹套筒体设计厚度δ2C=δ2+C2=2.03+2.0=4.03mm
2-22、罐体封头设计厚度δ1Cʹ=δ1ʹ+C2=1.32+2.0=3.32mm
2-23、夹套封头设计厚度δ2Cʹ=δ2ʹ+C2=2.03+2.0=4.03mm
2-24、罐体筒体名义厚度δ1n=4mm
2-25、夹套筒体名义厚度δ2n=6mm
2-26、罐体封头名义厚度δ1nʹ=4mm
2-27、夹套封头名义厚度δ2nʹ=6mm
三稳定性校核（按外压校核厚度）
3-1罐体筒体名义厚度δ1n=6mm（假设）
3-2厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm
3-3罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-C=3.2mm
3-4罐体筒体外径D1O=
+2δ1n=1200+2*6=1212mm
3-5筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2=800+1/3*300+25=925mm
3-6系数L/D1O=925/1212=0.763
3-7系数D1O/δ1e=1212/3.2=378.75
3-8系数查参考文献1图11-5得：
A=0.00024
3-9系数查参考文献1图11-8得：
B=34
3-10需用外压力[P]=
=0.090Mpa<0.3MPa
3-11罐体筒体名义厚度
δ1n=8mm（假设）
3-12厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm
3-13罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-C=8-2.8=5.2mm
3-14罐体筒体外径D1O=D1+2δ1n=1200+2*8=1216mm
3-15筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2=925mm
3-16系数L/D1O=925/1216=0.761
3-17系数D1O/δ1e=1216/5.2=233.8
3-18系数A=0.0005
3-19系数B=70
3-20许用外压力
=
=0.30Mpa>0.3Mpa所以稳定。
3-21筒体罐体名义厚度δ1n=8mm（确定）
3-22筒体封头名义厚度δ1nʹ=8mm（假设）
3-23厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm
3-24罐体封头有效厚度δ1eʹ=δ1nʹ-C=8-2.8=5.2mm
3-25罐体封头外径D1Oʹ=D1ʹ+2*δ1nʹ=1200+2*8=1216mm
3-26标准椭圆封头当量球壳外半径R1Oʹ=0.9*D1Oʹ=0.9*1216=1094.4mm
3-27系数A=
=0.00059
3-28系数查参考文献1图11-8得：
B=85
3-29许用外压力
=0.404MPa>0.3MPa
3-30罐体封头名义厚度δ1nʹ=8mm（确定）
（四）水压试验校核
4-1罐体试验压力P1T=1.25P1
=1.25*0.2=0.25MPa
4-2夹套水压试验压力P1T=1.25P2
=1.25*0.3=0.375Mpa
4-3材料屈服点应力σs=235MPa
4-4
0.9
=0.9*0.85*235=179.8MPa
4-5罐体圆筒应力
=
=29.0<179.8MPa
4-6夹套内压试验应力
=
=47.1<179.8MPa
三、标准零部件的选取
3.1支座
1）支坐类型:
根据罐体的公称直径是1200mm,可由参考文献2的附表4-9选择标准耳式支坐，又因设备思需要保温故选择B型，由JB/T4725—92可知选择耳座B3。
2）数量：
4个（对称且承重）。
3）[Q]=30KN。
3.2手孔
查参考文献2的附表4-10，根据DN=150mm，PN=1.0Mpa,选择带颈平焊法兰手孔，其有关资料如下：
标准号HG21530-95凹凸面MFM
H1=160mm,H2=85.5mm,m=23.3kg
3.3视镜
由DN=80mm,PN=1.0MPa,可知选择不带颈的视镜，查参考文献可得资料如下:
D=145mm,D1=120mm,b1=25mm,b2=14mm标准号为JB593-64-2
3.4法兰
设备共需选用4个，其中压力容器法兰1个，管法兰3个。
1）根据DN=1200mm,PN=0.6MPa,查参考文献2的附表4-4和4-5可知选取甲型平焊法兰：
名称为法兰-T1200-0.6；具体资料如下：
D=1330mm,D1=1290mm,D2=1255mm,D3=1241mm,D4=1238mm,d=23mm;螺柱M20,数量52；凸面法兰质量：
117.4kg，凹面法兰质量：
115.2kg
2）图中a,b,e,g接管公称尺寸均为25mm。
根据DN=25mm,PN=1.0MPa,查参考文献2的附表4-12可得有关资料如下：
管子外径A=32mm，法兰外径D=100mm，法兰理论质量为0.65kg。
3）图中d接管公称尺寸为65mm。
根据DN=65mm,PN=1.0MPa，查参考文献2的附表4-12可得有关资料如下：
管子外径A=76mm，法兰外径D=160mm，法兰理论质量为1.61kg。
4）图中f接管公称尺寸为40mm。
根据DN=40mm,PN=1.0MPa，查参考文献2的附表4-12可得有关资料如下：
管子外径A=45mm，法兰外径D=130mm，法兰理论质量为1.20kg。
3.5接管
查参考文献2的附表4-12，根据各种零件的DN不同，PN=1.0Mpa，选取保温设备接管，由资料可知接管的伸出长度一般为从法兰密封面到壳体外径为150mm，则接管a.b.d.e.f.g长均为1500mm
四、参考文献
1、《化工设备机械基础》（第二版）
赵军张有忱段成红编
化学工业出版社
2、《化工设备机械基础课程设计指导书》
蔡纪宁张秋翔编
化学工业出版社
3、《化工机械手册》
化工机械手册编辑委员会编
天津大学出版社2009.6.27
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