夹套反应釜设计说明书.docx

1、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

2、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， MPa0.20.3工作温度，设计温度，1003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a25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=1.2m 3

3、 m31-2 操作容积 V1=1.0 m3m31-3 传热面积 F=3m2m21-4 釜体形式：圆筒形1-5 封头形式：椭圆形1-6 半径比 i= H1/ D1=1.11-7 初算筒体内径 D1 3 4V / i 带入计算得： D1 1.116m1-8 圆整筒体内径 D1 =1200mm1-9 一米高的容积 V1m 按附表 4-1选取 V1m =1.131 m31-10 釜体封头容积 V1封 按附表 4-1 选取 V1封=0.255 m31-11 釜体高度 H1 =（V- V1封）/ V1m =0.836 m1-12 圆整釜体高度 H1=1000mm1-13 实际容积 V=V1m* H1 +V

4、1封=1.131*1.1+0.255 m3 =1.39 m31-14 夹套筒体内径 D2 按表 4-3 选取得： D2= D1 +100=1300mm1-15 装料系数 =V操 /V=0.81-16 操作容积 V操=1.0 m31-17 夹套筒体高度 H 2 （ V-V1封 ）/V1m =0.623m1-18 圆整夹套筒体高度 H 2 =800mm1-19 罐体封头表面积 F1封 按附表 4-2 选取 F1 封=1.6652m21-20 一米高筒体内表面积F1m 按附表 4-1 选取 F1m=3.77m2 1-21 实际总传热面积按式 4-5校核 F=F1m*H 2+F1封=3.77*0.80

5、+1.6652=5.06m2 3 m2二）、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） t1100 设计温度（夹套内） t2150 液柱静压力 P1H= 10-6gh 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=0.3 MPa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

6、t=113Mpa=0.85夹套筒体计算厚度P2CD2t =2.03mm2 2C罐体封头计算厚度夹头封头计算厚度P1cD1t 1c 1 * 1.09mm2 t 0.5P1cP2cD22 t 1.72mm2 t 0.5P2c假设钢板厚度为 3.84.02-17、取钢板厚度负偏差C1=0.18mm2-18、腐蚀裕度 C2=2.0mm2-19、厚度附加量 C=C1+C2=2. 18mm2-20、罐体筒体设计厚度1c=1+C2=1.32+2.0=3.32mm2-21、夹套筒体设计厚度2C=2+C2=2.03+2.0=4.03mm2-22、罐体封头设计厚度1C?=1?+C2=1.32+2.0=3.32mm

7、2-23、夹套封头设计厚度2C?=2?+C2=2.03+2.0=4.03mm2-24、罐体筒体名义厚度1n=4mm2-25、夹套筒体名义厚度2n=6mm2-26、罐体封头名义厚度1n?=4mm2-27、夹套封头名义厚度2n?=6mm三 稳定性校核（按外压校核厚度）3-1 罐体筒体名义厚度 1n=6mm （假设 ）3-2 厚度附加量 C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm3-3 罐体筒体有效厚度 1e =1n -C=3.2mm3-4 罐体筒体外径 D1O =D1 +21n=1200+2*6=1212mm3-5 筒体计算长度 L=H 2+1/3h1+h2=800+1/3*300+25=925m

8、m3-6 系数 L/D 1O=925/1212=0.7633-7 系数 D1O/1e=1212/3.2=378.753-8 系数 查参考文献 1 图 11-5 得： A=0.000243-9 系数 查参考文献 1 图 11-8 得： B=343-10 需用外压力 P= B =0.090Mpa0.3Mpa 所以稳定。 D1O / 1e3-21筒体罐体名义厚度 1n =8mm（确定） 3-22筒体封头名义厚度 1n ?=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 1e?= 1n?-C=8-2.8=5.2mm 3-25罐体封头外径 D1O

9、?= D 1?+2* 1n?=1200+2*8=1216mm 3-26 标 准 椭 圆 封 头 当 量 球 壳 外 半 径 R1O?=0.9*D 1O =0.9*1216=1094.4mm3-27 系数 A= 0.125 =0.00059(R1O / 1e )3-28 系数 查参考文献 1 图 11-8 得： B=853-29 许用外压力 p B =0.404MPa0.3MPaRO / 1e3-30 罐体封头名义厚度 1n?=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=0.25 MPa4-2夹套水压试验压力 P1T=1.25P2 t =

10、1.25*0.3=0.375Mpa4-3 材料屈服点应力 s=235MPa4-4 T 0.9 s =0.9*0.85*235=179.8MPa4-5罐体圆筒应力 1T= p1T（D1 1e） =29.0179.8MPa2 1e4-6夹套内压试验应力 2T= p2T（D2 2e） =47.1179.8MPa2 2e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/T 472592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

11、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 MFMH1=160mm, H2=85.5mm, m=23.3kg3.3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 JB593-64-23.4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

12、平焊法兰 ：名称为 法兰-T 1200-0.6 ；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： 115.2kg2） 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

13、=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 1.61kg4） 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 150 mm，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