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

（二）设计参数和技术性能指标

（三）设计要求：

1.进行罐体和夹套设计计算；

2.选择支座形式并计算；

3.手孔校核计算；

4.选择接管，管法兰，设备法兰；

（四）设计要求，压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。

安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。

经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。

设计檔，压力容器的设计檔，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。

若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。

强度计算书的内容至少应包括：

设计条件，所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。

设计图样包括总图和零部件图。

设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计，即首先满足工艺设计条件。

设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管表等内容。

简图示意性地画出了容器的主体，主要内件的形状，部分结构尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的内容。

容器内

夹套内

工作压力，MPa

设计压力，MPa

0.2

0.3

工作温度，℃

设计温度，℃

<100

<150

介质

染料及有机溶剂

冷却水或蒸汽

全容积,m3

1.2

操作容积,m3

1

.0

传热面积,m2

>3

腐蚀情况

微弱

推荐材料

Q235--A

接管表

符

号

公称尺寸DN

连接面形式

用途

a

25

蒸汽入

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=1.2m3m3

1-2操作容积V1=1.0m3m3

1-3传热面积F=3m2m2

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D134V/i带入计算得：

D11.116m

1-8圆整筒体内径D1=1200mm

1-9一米高的容积V1m按附表4-1选取V1m=1.131m3

1-10釜体封头容积V1封按附表4-1选取V1封=0.255m3

1-11釜体高度H1=（V-V1封）/V1m=0.836m

1-12圆整釜体高度H1=1000mm

1-13实际容积V=V1m*H1+V1封=1.131*1.1+0.255m3=1.39m3

1-14夹套筒体内径D2按表4-3选取得：

D2=D1+100=1300mm

1-15装料系数=V操/V=0.8

1-16操作容积V操=1.0m3

1-17夹套筒体高度H2（V-V1封）/V1m=0.623m

1-18圆整夹套筒体高度H2=800mm

1-19罐体封头表面积F1封按附表4-2选取F1封=1.6652m2

1-20一米高筒体内表面积

F1m按附表4-1选取F1m=3.77m21-21实际总传热面积

按式4-5校核F=F1m*H2+F1封=3.77*0.80+1.6652=5.06m2>3m2

二）、强度计算（按内压计算厚度）

2-1、

2-2、

2-3、

2-4、

2-5、

2-6、

2-7、

2-8、

2-9、

2-10、

2-11、

2-12、

2-13、

2-14、

2-15、

2-16、

设备材料Q235-A设计压力（罐体内）P1=0.2MPa设计压力（夹套内）P2=0.3MPa设计温度（罐体内）t1<100℃设计温度（夹套内）t2<150℃液柱静压力P1H=10-6ρgh略去不计计算压力P1C=P1=0.2MPa液柱静压力P2H=0MPa计算压力P2C=P2=0.3MPa

罐体及夹套焊接系数采用双面焊，局部无损探伤

设计温度下材料许用应力

[σ]t=113Mpa

φ=0.85

夹套筒体计算厚度

P2CD2

t=2.03mm

22C

罐体封头计算厚度

夹头封头计算厚度

P1cD1

t1c1*1.09mm

2[]t0.5P1c

P2cD2

'2t1.72mm

2[]t0.5P2c

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

δ1C?

=δ1?

+C2=1.32+2.0=3.32mm

2-23、

夹套封头设计厚度

δ2C?

=δ2?

+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

δ1n?

=4mm

2-27、

夹套封头名义厚度

δ2n?

=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=D1+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]=B=0.090Mpa<0.3MPa

D1O/1e

1n

3-11罐体筒体名义厚度1nδ1n=8mm（假设）3-12厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm3-13罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-C=8-2.8=5.2mm3-14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

3-20许用外压力p=B

=0.30Mpa>0.3Mpa所以稳定。

D1O/1e

3-21筒体罐体名义厚度δ1n=8mm（确定）3-22筒体封头名义厚度δ1n?

=8mm（假设）

3-23厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm3-24罐体封头有效厚度δ1e?

=δ1n?

-C=8-2.8=5.2mm3-25罐体封头外径D1O?

=D1?

+2*δ1n?

=1200+2*8=1216mm3-26标准椭圆封头当量球壳外半径R1O?

=0.9

*D1O=0.9*1216=1094.4mm

3-27系数A=0.125=0.00059

（R1O/1e）

3-28系数查参考文献1图11-8得：

B=85

3-29许用外压力pB=0.404MPa>0.3MPa

RO/1e

3-30罐体封头名义厚度δ1n?

=8mm（确定）

（四）水压试验校核

4-1罐体试验压力P1T=1.25P1[]t=1.25*0.2=0.25MPa

4-2夹套水压试验压力P1T=1.25P2[]t=1.25*0.3=0.375Mpa

4-3材料屈服点应力σs=235MPa

4-4T0.9s=0.9*0.85*235=179.8MPa

4-5罐体圆筒应力1T=p1T（D11e）=29.0<179.8MPa

21e

4-6夹套内压试验应力2T=p2T（D22e）=47.1<179.8MPa

22e

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