化工容器设计说明书

西北大学化工学院

目录

计算说明书 (1)

1. 设计题目： (1)

2. 设计条件： (1)

3. 基本要求 (4)

4. 设计参数 (5)

4.1 几何参数 (5)

4.2 储存介质 (5)

4.3 设计温度、设计压力 (5)

5. 容器类别 (5)

6. 材料选择 (5)

7. 结构设计 (6)

8. 强度（刚度）计算 (6)

8.1 设计依据 (6)

8.2 计算、校核项目 (7)

8.3 厚度计算 (7)

8.4 接管开孔补强 (7)

8.5 鞍座计算 (9)

9. 制造和检验 (10)

计算说明书

1.设计题目：

一氯甲烷贮槽的设计

2.设计条件：

腐蚀速率

全容积3

30m 操作容积3

m 3.基本要求

（1）完整的计算说明书

（2）规范的设计图纸

4. 设计参数

4.1 几何参数

直径 ,2400mm φ直筒长mm 5750，容积3

30m

。

4.2 储存介质

一氯甲烷，高度危害性质的液化气体。

4.3 设计温度、设计压力

设计温度

T 设计为50℃；一氯甲烷的临界温度为143.8℃，超过50℃，储罐

无保冷设施，其设计温度取50℃，此时一氯甲烷的饱和蒸汽压力为。考虑 到装置系统的安全要求，为使储槽设计压力不小于泵的最高出口压力，并 使安全阀在使用过程中尽量不起跳，本例中把设计压力提高到1.6MPa ，即

a 6.1MP p

=设计

。

5. 容器类别

本设备内介质一氯甲烷，属于第一组介质，且

a 6.1MP p

=设计

。

335048306.1m MPa m MPa pV ⋅<⋅=⨯=故为第II 类压力容器。

6. 材料选择

一氯甲烷是高度危害介质。筒体、封头钢板采用R Q 345；外部接管采用20 钢管；厚壁管接头及高颈法兰采用Mn 16III 锻件（ III 级锻件是极度。 高度危害介质的要求）；法兰紧固件采用CrMo 35的全螺纹螺柱；CrMo 30的 II 级螺母和缠绕式密封垫片。

7.结构设计

i. 对高度危害介质，其接管法兰应采用高颈法兰（WN型），MFM密封面，本设计法兰的公称压力选用为PN25.

ii. 法兰凹面、凸面的选择：位于上封头、筒体两侧的法兰一般应焊凹面法兰；位于下封头的（朝下）法兰一般应焊凸面法兰。这样，上部、两

的法兰密封面不易擦伤，底部便于安装。对于连接安全阀或其他阀门的，

则要注意与阀的密封面相匹配。例如：凹凸面安全阀往往是凹面法兰，

与其相配的设备法兰，即使接管朝上，也应采用凸面法兰。由于图上的

法兰一般采用简化画法，所以该信息应在管口表中“法兰连接面”一栏

中给予表示。

iii. 进料管为防料液飞溅内插较深。但下部需采用套管定位，以防止振动。为防止由于虹吸作用而出现液体倒流现象，在筒内的进料管上部需钻2

个直径φ6～φ10的小孔。

iv. 对于公称直径不超过25mm、伸出长度大于等于150mm的接管，以及公称直径在32～50mm、伸出长度大于等于200mm的接管，应采用加强筋加强，

以防接管弯曲变形，影响法兰连接。本设计中接管LG12、D、E伸出长度

均较长，采用筋板支撑。

v. 本设备采用JB/T 4712.1—2007标准的A型鞍式支座。由于储槽左侧接管较多，F型（带圆孔）的鞍座应配置在左侧，以尽量减少接管因储槽热

胀冷缩产生的附加载荷。

8.强度（刚度）计算

8.1设计依据

TSG 21-2015 《固定式压力容器安全技术监察规程》

GB 150《压力容器》

NB/T 47042-2014《卧式容器》

8.2 计算、校核项目

筒体、封头的厚度计算；接管的开口补强计算；支座的选用及校核；安全泄 放量及安全阀排放能力计算。

8.3 厚度计算

本设计采用GB 150《压力容器》进行强度（刚度）计算。经计算得筒体和 封头的计算厚度如下。

内压作用下，筒体计算厚度为10.26mm ；左、右封头计算厚度为10.24mm 。 取腐蚀裕量=2C 3mm 。根据GB 713-2014《锅炉和压力容器用钢板》和GB/T 709-2006《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量级偏差》的规定，钢板负偏 差按B 类偏差为=1C 0.30mm 。结合钢板规格，取筒体、封头的名义厚度为 14mm 。

8.4 接管开孔补强

用等面积补强法对本设计进行补强计算。对于接管A 、B ：

mm d 6.533.3247=⨯+=

2r n 0560.75mm 0.311.710.26210.2653.6)f -C)(1-2T(t T A =⨯⨯⨯+⨯=+=d

2

r n n n 123.12m m

0.310.441.72-0.4453.6)f -C)(1-T -C)(T -2(t -C)-T -d)(T -(B A =⨯⨯⨯⨯==mm dt h n 37.161==mm h 82=mm t 2.0=

22n 2r n 1253.1969.0)3.1(8269.01.537.162]C -C)-[(t 2h t]f -C)-[(t 2h A mm f r =⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯=+=203199.01mm )]12tan50(2100.566[0.52A =+⨯⨯+⨯⨯⨯=

232104319.09m m )A A (A -A A =++= 则补强高度为 mm 14015.95mm 57-77319.09<<=÷）（

故补强管尺寸1577⨯φ合适。 对于接管C ；LG1、2；PI1、2：

mm d 6.213.3215=⨯+=

2r n 0232.430.311.710.26210.2621.6)f -C)(1-2T(t T A mm d =⨯⨯⨯+⨯=+=

2

r n n n 116.26mm

0.310.441.72-0.4421.6-59.6)f -C)(1-T -C)(T -2(t -C)-T -d)(T -(B A =⨯⨯⨯⨯==）（mm dt h n 0.3911==mm h 82=mm

t 06.0=2

2n 2r n 127.1969.0)3.1(8269.01.640.3912]C -C)-[(t 2h t]f -C)-[(t 2h A mm f r =⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯=+=