3第二章、压力容器基本结构

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第二节、压力容器的组成
§封头分类：
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第二节、压力容器的组成
1、§凸形封头：
这是压力容器广泛采用的封头结构形式。
➢ 有半球形封头、椭圆形封头、碟形封头及无 折边球形封头等四种。
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第二节、压力容器的组成
§接管 ：
为适应压力容器安全运 行及生产工艺的需要而 设置于封头（端盖）及 筒体上，用于介质的进 出、安全附件的安装等。
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第一节、压力容器的基本结构形式
常见压力容器的结构形状有：
A、球形容器； B、圆筒形容器； C、箱形容器； D、圆锥形容器。
➢ 圆筒形压力容器是使用最普遍的一种压力容器。
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第二节、压力容器的组成
§人孔、手孔 ：
根据结构、介质等情况， 压力容器需设置人孔或 手孔等检查孔，用于容 器的定期检验、检查或 清除污物。人孔和手孔 按其其形状可分为圆形 及椭圆形两种；按其封 闭形式可分为外闭式及 内闭式两种。
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第一节、压力容器的基本结构形式
球形压力容器应力分布 均匀，是最理想的结构形状，但 制造、安装要求高。球形压力容 器一般用于大型储罐。
§球形容器的本体是一个球壳，
此种结构由许多块预先按一定尺 寸压制成形的球面板拼焊而成， 直径较大。由于球壳是中心对称 的结构，应力分布均匀，球壳体 应力是相同直径圆筒形壳体应力 的一半，压力截荷相同的情况下 所需板材厚度最小，相同容积的 结构表面积最小。因此可节省大 量材料（与同压力截荷、同容积 的圆筒形容器相比，可节约材料 30~40%）。但由于制造工艺复 杂、拼焊要求高，再加上内部工 艺附件安装困难，故一般用于大 型储罐，也有时用作蒸汽直接加 热的容器。
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第三节 几种典型压力容器结构介绍
§搅拌式反应锅是应用比
较广泛的一种容器，通常称 作反应容器，其结构如图所 示。
搅拌反应锅通常由锅体、夹套 或蛇形管、搅拌器、传动装置 等组成。其操作一般是间歇式 的。一种或几种反应物料由端 盖上加料口加入，在搅拌器搅 拌的条件下加速混合，完成物 理、化学反应。如果因工艺需 要加热或冷却，可在夹套或蛇 形管内通入加热蒸汽或冷却水、 冷冻剂。反应完成后物料由下 部出料口排出。
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第二节、压力容器的组成（例题）
• 例：压力容器的主要受压元件有筒体、封头 、接管、法兰、人孔、手孔等。
• （X）
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第三节 几种典型压力容器结构介绍
一、§搅拌式反应锅
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换热器的管板与换热管的
固定方法有：
A、胀接； B、焊接； C、胀、焊并用。
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第二节、压力容器的组成
压力容器主要受压元件：
筒体、 支座、换热器管板和换热管； 人孔、封头（端盖）、膨胀节、设备法兰； 球壳板、公称直径≥250mm的接管和法兰， M36以上（含M36）的压力容器主螺栓；
半球形封头实际上是一个半球体，受力时 强度最大，在相同直径及相同压力下所需 的厚度最小。但因其深度大，制造较困难， 故除用于压力较高、直径较大的储罐及其 他有特殊要求的容器外，一般较少采用。
椭圆形封头由半椭球体及圆筒体（即直边） 两部分组成。由于其曲率半径连续变化， 受力状况也较好，与半球形封头相比，制 造方便，因而被广泛采用。
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第二节、压力容器的组成
3、§平板封头：
受力时强度最低，相同 直径、相同压力下所需 厚度最大，除用作人孔 盖、手孔盖外，一般很 少采用。
管壳式热交换器的管板 起着壳程封头的作用。
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大型的低温液体贮存的
容器，一般采用非真空 绝热型低温储罐。
中、小型低温液体贮存
和运输容器，一般采用 真空绝热型低温储罐。
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第一节、压力容器的基本结构形式（例题）
• 例：圆筒形压力容器是使用最少的一种。 • （X） • 例：压力容器制造都应采用焊接方法。 • （X） • 例：压力容器常见的结构形状主要有球形、箱形、
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第一节、压力容器的基本结构形式
箱形容器：
§箱形结构可分为正方 形结构和长方形结构两 种。其几何形状突变， 应力分布不均，在转角 处局部应力较高。这类 容器的结构不合理，除 常用在压力较低的消毒 柜、汽柜外，一般很少 采用。
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第一节、压力容器的基本结构形式
从压力容器的应力分布情况来看，球形结构最好，
圆筒形结构次之，箱形结构最差。
球形
圆筒形
箱形
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第一节、压力容器的基本结构形式
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第一节、压力容器的基本结构形式
圆锥形压力容器是由 圆形筒体与锥体组合成的结 构，通常在生产工艺有特殊 要求时采用，如有结晶或粒 状物需排出时。
§单纯的锥形结构容器没 有，一般用到的都是由圆筒
体与锥形组合面晟的组合结 构。
§由于锥体与圆筒体连接
处结构不连续，产生较高局
部应力，锥体的锥角大小也 直接关系到容器受力状况。
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第二节、压力容器的组成
2、§锥形封头：
介质中含有颗粒状、粉末状物 质或粘稠液体的容器，为便于 物料汇集及卸料，容器底部常 采用锥形封头；有时为保证气 体介质在容器中均匀分布或改 变流体流速，也采用锥形封头。 锥形封头有带折边和无折边等 三种。无折边锥形封头是一段 圆锥体，圆锥体与圆筒体直接 连接造成形状突变而引起局部 应力过高，故适用于压力较低 且锥体半顶角小于300的场合。 带折边的锥形封头是在锥体与 圆筒体之间有一圆弧的折边， 可以降低局部应力。
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第三节 几种典型压力容器结构介绍
二、§列管式换热器
列管式换热器属于管壳式换热 器；冷、热流体从管内（管程） 及管间（壳程）流过，达到间 接换热的目的。它是换热容器 中常用的一种。
列管式换热器的种类很多，根 据结构特点的不同可分为刚性 和具有温差补偿的两在类。对 于温差不大的多采用刚性结构 的固定管板式换热器，这是最 常见的一各结构形式。当管壁 与壳壁温度相差较大时，必须 装设补偿装置，常用的有带膨 胀节的固定管板式、浮头式、 填料涵式及U形管式换热器。
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第二节、压力容器的组成
支座：是用于支承容器重量，其结构形式一般分为 鞍式、腿式、耳式和支承式支座。
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第二节、压力容器的组成
钢制管壳式换热容器典型
的结构形式有
A、固定管板式； B、浮头式； C、填料涵式； D、U型管式； E、带膨胀节的固定管板式。
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第一节、压力容器的基本结构形式
圆筒形容器，应力分
布比较均，制造工艺较 简单，便于内部工艺附 件的安装，因而是使用 最普遍的一种压力容器。 圆筒形压力容器一般采 用焊接结构。
圆筒形压力容器通常由
筒体、封头、接管、支 座等部分组成。
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列管式换热器主要由筒体、管 板、管束、封头（端盖）等部 分组成。
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第三节 几种典型压力容器结构介绍
三、§夹层锅
夹层锅是食品制造行业 及饮食等行业广泛使用 的一种换热容器，通常 用于料液浓缩及食品的 蒸制。
夹层锅是食品制造行业 及饮食等行业广泛使用 的一种换热容器，通常 用于料液浓缩及食品的 蒸制。
非真空绝热型低温储罐。 • （X）
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第二节、压力容器的组成
压力容器通常由筒体、封头（端盖）、法兰、接管、 人（手）孔盖，支座等组成。
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第二节、压力容器的组成
碟形封头又称带折边球形封头，它由几何 形状不同的三个部分组成，中央为球面体， 与筒体连接的部分为圆筒体，球面体与圆 筒体用过渡圆（即折边）连接。因过渡圆 弧半径远小于球体半径，故其受力状况较 上述两种封头差，通常只用于压力较低、 直径较大的容器。
无折边球形封头是一块深度较小的球面体， 结构简单、制造方便。但在它与筒体的连 接处由于形状突变而存在很高的局部应力， 故只适用于直径较小、压力较低的容器上。
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第二节、压力容器的组成
端盖：与筒体采用法兰
等连接而可拆卸的称端 盖。
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第二节、压力容器的组成
法兰：是通过紧固件（螺
栓、螺母）压紧垫片来保证 压力容器密封的。
§法兰按照所连接的部件可分 为容器法兰及管法兰。前者用 于容器的端盖与筒体连接；后 者用于接管（管道）与管道之 间的连接。法兰按其整体性程 度分成三种形式：整体法兰、 松式法兰和任意式法兰。法兰 按其密封面形式又可分为平面 法兰、凹凸面法兰及榫槽面法 兰。
圆锥形。 • （X） • 例：压力容器最常见的是碳钢圆筒形结构形状。 • （V）
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第一节、压力容器的基本结构形式（例题）
• 例：从压力容器的应力分布情况来看，箱形结构最 差，圆筒形结构最好，球形结构次之。
• （X） • 例：球形压力容器主要用于反应压力容器。 • （X） • 例：大多数压力容器封头采用球冠形封头。 • （X） • 例：中、小型低温液体贮存和运输容器，一般采用
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第二节、压力容器的组成
垫片：是保证压力容器密
封的元件。
§密封元件放在两肝兰接触面 之间或封头与筒体顶部的接触 面之间，借助于螺栓等连接件 压紧力可达到密封的目的。按 其所用材料的不同分为非金属 密封元件（石棉垫、橡胶O型 环等）、金属密封元件（紫铜 垫、铝垫、软钢垫等）和组合 式密封元件（铁包石棉垫、钢 丝缠绕石棉垫等）。按其截面 形状又可分为平垫片、三角形 垫片、八角形垫片、透镜式垫 片等。
筒体
§筒体是压力容器的重 要部件，与封头或管板 共同构成承压壳体，为 物料的储存和完成介质 的物理，化学反应及共 他工艺用途提供所必需 的空间。筒体通常用金 属板材卷制焊接而成。
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第二节、压力容器的组成
封头：
与筒体采用焊接连接不 可拆卸的称为封头。大 多数压力容器封头采用 椭圆形封头。球冠形封 头属于凸形封头的一种。 椭圆形封头属于凸形封 头的一种。凸形封头最 常用的是（椭圆形）封 头。
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第二节、压力容器的组成
不是固定式压力容器主要受压元件部件：
A、液位计接管； B、M12设备主螺栓； C、反应釜搅拌装置； D、公称直径＜250mm的接管； E、支座； F、垫片。
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