氯气缓冲罐设计详解

课程设计说明书题目名称：维持罐设计

学生姓名：

系部：化学工程系

专业班级：

指导教师：

完成日期： 2011年12月24日

课程设计评定意见

设计题目：维持罐设计

学生姓名：

评定意见：

评定成绩：

指导教师（签名）：2012年12月30日

课程设计任务书

指导教师（签名）年月日

摘要

本文扼要介绍了维持罐的特点以及在工业中的发展，详细的阐述了维持罐的结构以及强度设计计算以及维护。

参照参考文献及维持罐的特性，根据设计压力确定壁厚，使维持罐有足够的腐蚀欲度，从而使设计结果达到最优化组合。

一个完整的维持罐主要是由圆柱形罐体、气体进出口、排污管、安全阀、压力表口、法兰等部件组成，同时考虑到安装和检修的需要，罐体上还要设置人孔、平台扶梯和吊柱等部件，整个罐体采用立式支撑式。

关键词：圆柱罐体、管法兰、人孔、补强

目录

课程设计任务书.............................................. 错误！未定义书签。摘要.. (1)

目录 (5)

符号说明 (7)

维持罐设计 (9)

1.罐体壁厚设计 (9)

2.封头厚度设计 (10)

2.1计算封头厚度 (10)

2.2校核罐体与封头水压试验强度 (10)

3．鞍座 (11)

3.1 罐体质量 (11)

3.2 封头质量 (11)

3.3水质量 (11)

3.4 附件质量 (12)

4.人孔 (13)

5.人孔补强 (14)

5.1确定壳体和接管的计算厚度及开孔直径 (14)

5.2确定壳体和接管实际高度 (14)

5.3计算需要补强的金属面积和可以作为补强的金属面积 (14)

6. 接管 (15)

6.1 水蒸气进料管 (15)

6.2 出气管 (15)

6.3排污管 (15)

6.4压力表管 (15)

7.设备总装配图 (16)

7.1 CAD图（附最后） (16)

7.2技术要求 (16)

7.3技术特性 (17)

参考文献 (1)

致谢 (2)

符号说明

D——罐内径，mm

i

L——罐长度，mm

P——计算压力，MPa

C

[]tσ——圆筒材料在设计温度下的许用应力，MPa

C——钢板厚度的负偏差，mm

1

C——腐蚀裕量，mm

2

P——试验压力

T

δ——圆筒的有效厚度

e

δ——圆筒的名义厚度

n

σ——圆筒材料在设计温度下的计算应力，MPa T

M——容器的总质量

h——封头内壁曲面高度

i

P——设计压力

V——容器的体积

F——每一支座承受的负荷

σ——钢材的标准抗拉强度

b

G——重力加速度

D——圆筒的外径

o

δ——接管有效厚度

et

C——厚度附加量

δ——圆筒的计算厚度

δ——圆筒设计厚度

d

φ——焊接接头系数

f——强度消弱系数r

B——有效宽度，mm d——开孔直径，mm

维持罐设计

1.罐体壁厚设计

据分析，本维持罐选用MnR 16(即R Q 345)制作罐体和封头， 壁厚δ根据公式计算： []c

t

i

c P D P -=

φσδ2 本维持罐取设计压力MPa 3.0，设计温度为150℃，由附表4-1查的

mm D i 900=，[]MPa t

163=σ，MPa s 325=σ，0.1=φ （双面焊对接接头）

查表12-11

压力容器钢板厚度负偏差

取mm C 0.22=，于是： ()mm 83.03

.00.11632900

3.0=-⨯⨯⨯=

δ

()mm C d 83.2283.02=+=+=δδ

根据mm d 83.2=δ，由表12-9查得mm C 25.01=，又该值小于名义厚度

的6%，所以钢板厚度负偏差，可以忽略不计

mm C d 83.2083.21=+=+δ

圆整后，取mm n 3=δ

确定选取mm n 3=δ厚的R Q 345钢板制作罐体。

2.封头厚度设计

采用标准椭圆形封头

2.1计算封头厚度

厚度δ计算 []c

i

c P D P 5.02-=

φσδ 0.1=φ 于是 mm 83.03

.05.00.11632900

3.0=⨯-⨯⨯⨯=

δ

同前 mm C C C 22021=+=+= mm C 83.0283.0=+=+δ 圆整 mm n 3=δ

确定选用mm n 3=δ厚的R Q 345钢板制作封头

2.2校核罐体与封头水压试验强度 根据公式 ()s e

e i T T P P φσδδσ9.02≤+=

式中： [][]()MPa P

p T 375.013.025.125.1=⨯⨯==σσ ()mm C n e 123=-=-=δδ MPa s 325=δ

则 ()()MPa T 94.1681

21900375.0=⨯+⨯=

σ

而 ()MPa s 5.29232519.09.0=⨯⨯=φσ