氢气储罐设计说明书
氢气储罐设计说明书
氢气储罐设计说明书一、项目背景二、设计目标1.安全性：储罐设计应考虑到氢气的特性，避免发生泄漏、爆炸等危险事故。
2.稳定性：储罐设计应保证氢气的稳定储存，并能适应各种气候环境。
3.效率性：储罐设计应尽可能提高氢气的储存密度，以减少占地面积。
4.经济性：储罐设计应具备成本合理、维护便捷等特点，以提高使用效益。
三、设计要点1.材料选择：储罐材料应具备良好的氢气密封性和耐压能力。
常用的材料有高强度钢板、玻璃纤维增强塑料等。
2.结构设计：储罐应采用圆筒形结构，以提高气密性和耐压能力。
应考虑到防震、抗风、抗压等因素。
3.隔热设计：储罐外层应设置一层保温材料，以减少能量损失，并保证氢气的储存温度。
4.安全装置：储罐应配备泄漏报警器、压力控制阀等安全装置，以确保储存过程中的安全。
5.排气系统：储罐应配置一个排气装置，以方便罐内氢气排出，并确保排出气体的安全性。
6.防腐设计：储罐内表面应做好防腐处理，以增强材料的耐腐蚀性能，延长储罐使用寿命。
四、设计步骤1.确定氢气储罐的设计容量和压力要求。
2.选择合适的储罐材料，考虑到氢气的特性和储存环境。
3.进行储罐的结构设计，包括外形尺寸、内部构造等。
4.进行储罐的隔热设计，选择合适的保温材料。
5.设计储罐的安全装置和排气系统。
6.进行储罐的防腐设计，选择适当的防腐涂料。
7.进行储罐的力学计算和结构强度分析。
8.进行储罐的模型制作和实验验证。
9.编写储罐设计说明书，包括设计思路、计算结果等内容。
五、设计流程图[设计流程图]六、设计成果1.储罐结构示意图2.储罐模型制作和实验验证报告设计说明书结束。
毕业小设计-储气罐设计说明书
1绪论化学工业和其他流程工业的生产离不开容器，所有化工设备的合体都是一种容器，某些化工机器的部件，如压缩机的气缸，也是一种容器。
压力容器应用遍及各行各业，然而压力容器又有其本身的特点，它们不仅要适应化学工艺过程所要求的压力和温度条件，还要承受化学介质的作用，要能长期的安全工作，且保证密封。
而储气罐则是用于储存介质的压力容器，在本次设计中，介质为氮气、氩气这些无毒无腐蚀性气体，因此本次设计不用特意考虑防毒防腐蚀的问题。
容器本身承受其内部气体对它的压力，为内压容器，这容器的失效形式只要为弹塑性失效，故本次设计应首先考虑这个问题。
另外，泄露也是容器失效的一种形式，在这次设计中也要考虑，对其进行预防。
一个好的压力容器在设计过程中必须就要考虑到合理的实现所规定的工艺条件，使结构安全可靠，便于制造、安装、操作和维修，经济上合理等条件。
本次设计也是本着按设计要求出发，以设计出一个最优的储气罐为目标。
但由于时间能力有限，设计中定会有不妥之处，望老师批评指正。
2选材及结构设计2.1设计要求及基本参数如下表2.1,2.2表2.1 基本设计参数表2.2接管设计参数2.2接管法兰接管法兰标准为HG/T20592-2009，其中N1~6为SO形式，即带颈平焊法兰，人孔为WN形式，即带颈对焊法兰。
除N2外，所有法兰密封形式都是RF，即突面密封，N2为内螺纹密封。
其规格见下图：[1]表2.3 PN40带颈平焊钢管法兰对于法兰内径，本次设计取B型。
以下是人孔的法兰规格：[1]表2.4 PN40带颈对焊钢管法兰对于法兰颈而言，取B型。
2.3人孔本次设计中，人孔公称压力为PN40，公称尺寸DN450，法兰形式WN（带颈对焊），密封为RF（突面密封）。
人孔标准为：[1]表2.5 垂直吊盖带颈对焊法兰人孔图2-1 人孔部件图3强度计算3.1筒体壁厚计算由公式δ=Pc X Di/(2Φ［ζ］t- Pc)+C1+C2 （3-1）其中δ——计算厚度，mm；Pc——计算压力（Mpa），在本次设计中，为3.0；Di——圆筒内直径（mm），在本次设计中，为2200；Φ——焊接接头系数，在本次设计中取0.85；［ζ］t——设计温度下的许用应力（Mpa），t=60℃；C1——钢板厚度负偏差，对Q345R而言，取0.3；C2——腐蚀余量，在本次设计中取1.0；C= C1+ C2为厚度附加量，共1.3mm对于［ζ］t而言，可查表，假设壁厚为6~16mm,则［ζ］t=170MPa,经计算，δ=24mm>16mm,故壁厚为16~36mm，此时［ζ］t=163MPa，求的δ=25.4mm，经圆整，取δn=28mm，即名义厚度为28mm。
储供氢设计体系-概述说明以及解释
储供氢设计体系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：引言是一篇文章的开场白，旨在引导读者了解文章的主题和内容。
本文的主题是储供氢设计体系。
在当前环境保护意识的提升和可再生能源的迅速发展下，氢能作为一种清洁、高效的能源形式备受关注。
然而，氢能的利用技术仍然面临着许多挑战，其中最主要的挑战之一就是如何有效地储存和供应氢气。
为了解决这一问题，储供氢设计体系的研究应运而生。
储供氢设计体系是一种综合性的设计框架，旨在实现氢能的高效储存和有效供应。
通过该体系，可以将氢气储存在合适的容器中，并在需要时进行快速、稳定的供应。
这种设计体系包括储氢设施、供氢设备和氢气管道等多个方面的内容，涉及到材料科学、机械工程、能源管理等多个学科领域。
在本文的正文部分，将详细介绍储供氢设计体系的要点。
这些要点包括标准化的储氢容器设计、高效的氢气供应系统设计、可靠的氢气管道设计等。
通过对这些要点的研究和探讨，可以为氢能的广泛应用提供技术支持和理论指导。
文章的目的是通过对储供氢设计体系的研究，提出一种可行且有效的氢能储存与供应方案，推动氢能技术在能源领域的应用。
通过本文的阐述，希望能够引起广大读者对氢能及其应用的关注，并促进相关领域的研究和技术创新。
综上所述，本文将通过对储供氢设计体系的研究和分析，探讨氢能储存与供应技术的发展趋势和关键问题，以期为氢能的应用和推广提供科学依据和实践指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容是关于本篇长文的组织结构和内容安排。
通过明确文章结构，读者能清晰了解到接下来文章的组织框架，有助于读者更好地理解文章的内容。
在本文中，文章结构分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分（1.引言）是文章开头的部分，用来引导读者进入主题。
在引言部分中，我们首先进行了概述（1.1 概述），简要介绍了储供氢设计体系的背景和重要性。
接着，我们介绍了整篇文章的结构（1.2 文章结构），以便读者可以提前了解到文章的章节内容和组织顺序。
氢气储罐的设计与制造
氢气储罐的设计与制造氢气作为一种清洁能源备受关注，其在各个领域的应用越来越广泛。
而作为氢能源的重要载体，显得尤为重要。
本文将探讨氢气储罐的设计与制造过程中的关键问题，以期为相关领域的研究者提供一些借鉴与启示。
首先，氢气储罐的设计需考虑其在储存、运输和使用过程中可能遇到的各种挑战。
由于氢气具有极高的能量密度和易燃性，因此储罐的设计必须符合严格的安全标准。
一般来说，氢气储罐主要分为压缩氢气储罐和液氢储罐两种类型。
压缩氢气储罐主要用于储存氢气的气相，而液氢储罐则用于储存氢气的液相。
在设计压缩氢气储罐时，需要考虑储罐的强度、耐腐蚀性以及密封性等因素；而设计液氢储罐则需要考虑储罐的保温性能、液态氢的流动性以及安全性等问题。
其次，氢气储罐的制造过程中也存在一些关键技术挑战。
首先是材料选择的问题。
目前常用的氢气储罐材料主要有碳钢、不锈钢、铝合金等。
不同的材料具有不同的特性，选择合适的材料可以有效提高储罐的性能并延长其使用寿命。
此外，氢气储罐的制造工艺也至关重要。
制造氢气储罐需要严格控制各个环节的工艺参数，确保储罐的质量和安全性。
另外，氢气储罐的检测与监控技术也是制造过程中不可忽视的一环。
通过采用先进的检测技术，可以及时发现储罐内部可能存在的问题，并对其进行有效处理，保障氢气储罐的安全运行。
除了设计与制造技术，氢气储罐的性能优化也是一个重要课题。
通过结构优化和材料性能改进，可以提高氢气储罐的储氢效率、减少能量损耗以及延长储罐的使用寿命。
近年来，随着纳米技术、复合材料技术等新兴技术的发展，氢气储罐的性能优化在不断取得突破性进展。
例如，利用纳米材料提高储氢合金的吸氢解氢速率；采用碳纳米管等材料增强储罐的强度和耐腐蚀性等。
此外，氢气储罐的智能化技术也是当前研究的热点方向之一。
随着物联网、人工智能等技术的飞速发展，智能氢气储罐逐渐成为现实。
智能氢气储罐能够实现实时监测、远程控制以及故障诊断等功能，有效提高储罐的安全性和稳定性。
氢气储罐设计说明书
《过程设备设计》
课程设计说明书
设计题目： 专业班级： 学生姓名： 学 号：
氢气储罐 过控 2013-1 傅 永 铭 130640124 崔 好 选
指导教师：
河北工程大学 装备制造学院
2016 年 5 月 20 日
储罐设计说明书
一、 方案提交
1.1 设计需求
表 1-1 设计条件 序号 1 2 3 4 5 6 项目 存储介质 3 容积 m 压力 MPa 使用地 温度℃ 进/出口接管 参数 氢气 7.4 12.4 福建三明 20 DN120/DN80 备注 属易爆（第一组）介质 工作压力 室外 室温
图 1-1 1 进料口 2 压力表 3 温度表 4 安全阀 5 排污口 6 鞍座 7 出料口
二、 圆筒与封头计算
表 2-1 内压圆筒校核
计算所依据的标准 参数 材料 计算厚度 有效厚度 e 名义厚度 n 压力试验类型 试验压力值 PT 允许通过的应力水平 T 试验压力下圆筒的应力T 校核条件 校核结果 数值 Q345R 27.74 28.70 31.00 液压试验(水) 15.50
mm mm
单位
mm2 mm2 mm2 mm2 mm2
四、 附件选型
表 4-1 鞍座选用 所依据的标准 参数 填充系数 形式 包角 材料 劲板数 数值 0.9 重型 焊制 120° Q345R 2 JB/T 4712-2007 单位
表 4-2 进料口法兰选用 所依据的标准 参数 进口 法兰外径 D 螺栓数量 螺栓直径 L 螺栓规格 法兰厚度 C 法兰高度 H 数值 DN120 350 8 35 M33 50.80 79 mm mm mm mm GB/T 20635-2006 单位
GB 150.3-2011 单位 标准椭圆形封头 200.00 Q345R 27.27 27.70 30.00 3.00 满足最小厚度要求 液压试验(水) 15.50 T 0.90 s = 292.50 227.70 T T 合格 MPa MPa MPa mm mm mm mm mm
氢气储罐
软件批准号：CSBTS/TC40/SC5-D01-1999DATA SHEET OF PROCESSEQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：15m 氢气储罐 EQUIPMENT图号：DWG NO。
设计单位：设备名称：内筒体内压计算计算单位计算条件 筒体简图计算压力 P c MPa 设计温度 t ? C 内径 D i mm 材料Q345R ( 板材 ) 试验温度许用应 MPa 设计温度许用应 MPa 试验温度下屈服 MPa 钢板负偏差 C 1 mm 腐蚀裕量 C 2mm 焊接接头系数 ?厚度及重量计算计算厚度 ? =P D P c i t c2[]σφ- =mm 有效厚度 ?e =?n - C 1- C 2= mm 名义厚度 ?n = mm 重量Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值P T = [][]σσt= (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 ???T ???T ? ?s = MPa试验压力下 圆筒的应力 ?T = p D T i e e .().+δδφ2 =MPa校核条件 ?T? ???T 校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += MPa 设计温度下计算应力 ?t= P D c i e e()+δδ2=MPa ???t ?MPa校核条件 ???t ? ≥?t 结论合格内筒上封头内压计算 计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力 P cMPa 设计温度 t ? C 内径 D i mm 曲面高度 h imm材料Q345R (板材) 设计温度许用应力 ???tMPa试验温度许用应力 ???MPa钢板负偏差 C 1 mm 腐蚀裕量 C 2 mm焊接接头系数 ?厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝ ⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥D h i i = 计算厚度 ? = KP D P c it c 205[].σφ- = mm 有效厚度 ?e =?n - C 1- C 2= mm 最小厚度 ?min = mm 名义厚度 ?n =mm 结论 满足最小厚度要求重量Kg 压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]=205[].σφδδt e i eKD +=MPa结论合格内筒下封头内压计算 计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力 P cMPa 设计温度 t ? C 内径 D i mm 曲面高度 h imm材料Q345R (板材) 设计温度许用应力 ???tMPa试验温度许用应力 ???MPa钢板负偏差 C 1 mm 腐蚀裕量 C 2 mm焊接接头系数 ?厚度及重量计算形状系数 K = 16222+⎛⎝ ⎫⎭⎪⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥⎥D h i i = 计算厚度 ? = KP D P c it c 205[].σφ- = mm 有效厚度 ?e =?n - C 1- C 2= mm 最小厚度 ?min = mm 名义厚度 ?n =mm 结论 满足最小厚度要求重量Kg 压 力 计 算最大允许工作压力 [P w ]=205[].σφδδt e i eKD +=MPa结论合格。
氢气储罐设计说明书讲解
3.3.1支座的设计要求············································20
3.3.2支座的选择及校核··········································20
压力容器专用钢板有：Q245R,Q345R,Q370R,10MnMoNbR,13MnNiMoR,15CrMoR,
14Cr1MoR,12Cr2Mo1R，12Cr1MoVR。纯氢气腐蚀性很小，可以考虑Q345R这种钢种，Q345R是制造压力容器专用的低合金高强度钢板，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性，其力学性能见表1-1。Q345R钢板是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板，主要用于制造-20℃～400℃的中低压压力容器，多层高压容器及其承压结构件。所以在此选择Q345R钢板作为制造筒体和封头材料。
2.1.5 焊接接头系数··············································10
2.2 容器相关量的确定·············································11
2.2.1 计算过程··················································11
2 设计计算·························································8
2．1 确定设计参数·················································8
氢气储罐设计说明书
氢气储罐设计说明书
一、安全性要求
1、设计选用的原料，构造、组件符合安全要求；
2、材料本身具有足够的物理强度和反应性，能够经受操作和环境的
考验；
3、无严重渗漏，有良好的安全性能；
4、具有维护、回收利用和安全应急处理能力；
5、危险质量不得超过运输及存储的法定标准。
二、设计要求
1、设备的选用要满足经济性和可靠性。
2、储氢容器的结构设计要符合国家有关规定及安全要求。
3、氢气储罐的压力容器均采用不锈钢制作，外表为抛光，表面粗糙
度要符合相关质量标准要求。
4、滴定孔应在容器中央、上端设置，容器内壁平整，无裂缝、气泡
及毛刺，以减少氢气在容器内的涡流动。
5、容器内增加气泡管，当内外压力不平衡时，氢气可以通过气泡管
自动排出。
6、氢气储罐的容积应根据使用要求设计，容积分别可为50L、100L、150L、200L、500L及1000L。
7、储罐上应设有气体释放装置，安全符合安全设计要求。
8、储罐应设有安全阀，当设备压力超过规定值时，安全阀自动释放气体，避免容器膨胀、爆裂等危险情况的发生。
小型液氢储罐的结构设计及制造
3700m m17000 mm图1 液氢储罐外观结构示意图Fig. 1 Schematic diagram of appearance structure of liquidhydrogen storage tank液氢储罐为真空绝热深冷压力容器，由内容器和外容器套合组成双层卧式圆柱形筒体。
液氢储罐内容器采用S31608不锈钢，能够满足-253 ℃的最低设计金属温度。
根据液氢储罐外罐的设计温度(-40～150 ℃)，16MnDR和奥氏体不锈钢均符合“选取的材料应能满足-40 ，男，教授级高工，主要从事铁路深冷装备，液氢装备及铁路冷链装备研发设计及技术管理等工作。
2 液氢储罐内外容器之间绝热材料测试Fig. 2 Test of thermal insulation materials between inner and outer containers of liquid hydrogen storage tank在液氢储罐内外容器套合形成夹层空间后，进行抽真空处理。
容器夹层和各真空管路夹套各自独立，在罐体上设置有ZK-50-2型超高真空阀，抽口直径为DN50，采用金属密封结构，a. 焊接工装设备b. 焊缝细节3 焊缝采用P+T等离子焊接工艺Fig. 3 Weld adopts P+T plasma welding采用实时成像工艺对容器及管路上所有进行100%的射线探伤，2015标准规定的II级要求；对类焊缝进行了100%的渗透表面探伤，符合—2015标准规定的I级要求。
液氢储罐内容器内外表面及外壳内壁均进行了酸洗钝化处理，制造过程中严密控制和检查容器内部、夹层及管道内的多余物和洁净度，进行清洁、脱脂处理并禁油，脱脂后及时将脱脂件内部残液排净，并用高纯氮气吹干，确保图4 低温性能测试Fig. 4 Low temperature performance test第5期STRUCTURAL DESIGN AND MANUFACTURE OF SMALL-SCALELIQUID HYDROGEN STORAGE TANKHe Yuanxin 1,2，Xiong Zhenyan 1，Wang Hongxing 3，Yuan Jiao 1，Wu Huimin 1，Liu Guozhu 1(1. Institute of Cold Transportation Equipment ，Yangtze Corporation of China Railway Rolling Stock Corporation ，Wuhan 430212，China ；2. Mobile Pressure Vessel Technical Committee ，National Technical Committee for Standardization of Boiler and Pressure Vessel ，Shanghai 200240，China ；3. Tianjin University of Science and Technology ，Tianjin 300457，China )Abstract ：In order to meet the storage requirements of small volume liquid hydrogen of a project ，a 4 m 3small-scale liquid hydrogen storage tank is developed. The tank body adopts high vacuum multilayer insulation structure ，the support structure between inner and outer containers adopts metal support structure at both ends ， and Ag400 adsorbent is used to control the vacuum degree of interlayer. In terms of main material ，the inner container adopts S31608 stainless steel ，the shell adopts S30408 stainless steel ，and PAW+GTAW plasma welding ，real-time imaging and cantilever assembling manufacturing process are adopted. The test results under the condition of loading liquid nitrogen show that the vacuum degree of the body interlayer of the designed small-scale liquid hydrogen storage tank is 3.5×10-3 Pa ，and the static daily evaporation rate is 0.82%.Keywords ：liquid hydrogen ；storage tank ；high vacuum multilayer insulation ；static evaporation rate技术应用何远新等：小型液氢储罐的结构设计及制造。
氢燃料电池车辆储氢罐设计技术
氢燃料电池车辆储氢罐设计技术氢燃料电池车辆作为一种环保、高效的交通工具，受到了越来越多消费者的关注与认可。
而氢燃料电池车辆中的储氢罐设计技术则是其关键之一，直接影响着车辆的性能、安全性和可靠性。
本文将深入探讨的相关内容，围绕设计原则、材料选择、结构设计和安全性等方面展开论述。
首先，储氢罐设计技术的基本原则是确保储氢罐具有足够的容量存储足够的氢气用于车辆行驶，同时要兼顾车辆的整体重量和体积。
一般来说，储氢罐的设计应该遵循“高容量、轻量化、紧凑化”的原则，以提高车辆的续航里程和性能表现。
另外，储氢罐的设计还需要考虑到氢气的充放气速度、储氢效率和安全性等因素，以保证车辆的正常使用和安全行驶。
其次，材料选择是储氢罐设计技术中至关重要的环节。
目前常用的储氢罐材料主要包括碳纤维复合材料、玻璃钢材料和金属材料等。
碳纤维复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，是目前最为流行的储氢罐材料之一。
玻璃钢材料具有较好的韧性和耐热性能，适用于一些特殊环境下的储氢罐设计。
而金属材料虽然重量较重，但具有良好的导热性和可塑性，适用于某些特殊用途的储氢罐设计。
在材料选择时，需要综合考虑氢气的温度、压力、容量需求等因素，科学合理地选择材料，以保证储氢罐的性能和安全性。
再次，结构设计是影响储氢罐性能和安全性的关键因素之一。
良好的结构设计可以有效减少储氢罐的重量、提高储氢效率和保证车辆的安全性。
目前常见的储氢罐结构设计主要包括球形、圆柱形和扁平状等形式。
球形储氢罐结构简单，能够最大限度地减少重量，但利用空间相对较差。
圆柱形储氢罐结构稳定性较好，适用于一些特殊场景下的储氢罐设计。
扁平状储氢罐结构紧凑，能够最大限度地利用空间，但需要考虑到结构的强度和稳定性。
通过科学合理的结构设计，可以提高储氢罐的性能和可靠性，满足车辆的使用需求。
最后，储氢罐设计技术中的安全性是不容忽视的重要因素。
由于氢气具有易燃易爆的特性，储氢罐设计必须严格遵守相关的安全标准和规范，确保储氢罐在极端情况下能够安全可靠地运行。
氢气储罐资料
软件批准号：CSBTS/TC40/SC5—D01-1999DATA SHEET OF PROCESSEQUIPMENT DESIGN工程名：PROJECT设备位号：ITEM设备名称：15m 氢气储罐EQUIPMENT图号：DWG NO。
设计单位:设备名称：内筒体内压计算计算单位计算条件筒体简图计算压力 P c 1.7MPa 设计温度 t —19.00︒ C 内径 D i 1800.00mm 材料Q345R ( 板材 )试验温度许用应力 [σ]189。
00MPa 设计温度许用应力 [σ]t189.00MPa 试验温度下屈服点 σs 345。
00MPa 钢板负偏差 C 1 0.30mm 腐蚀裕量 C 2 1.00mm 焊接接头系数 φ1.00厚度及重量计算 计算厚度 δ = P D P c it c 2[]σφ- = 8.13mm 有效厚度 δe =δn — C 1- C 2= 8。
70 mm 名义厚度 δn = 10.00mm 重量2343。
39Kg压力试验时应力校核 压力试验类型 液压试验试验压力值 P T = 1。
25P [][]σσt = 2。
1300 (或由用户输入)MPa 压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T [σ]T ≤ 0。
90 σs = 310.50MPa试验压力下 圆筒的应力 σT = p D T i e e .().+δδφ2 = 221.41 MPa校核条件 σT ≤ [σ]T校核结果合格压力及应力计算最大允许工作压力 [P w ]=2δσφδe t i e []()D += 1。
81821MPa 设计温度下计算应力 σt= P D c i e e()+δδ2= 176。
71 MPa [σ]tφ 189。
00 MPa校核条件 [σ]t φ ≥σt 结论 合格内筒上封头内压计算计算单位计算条件椭圆封头简图计算压力P c 1。
7 MPa设计温度 t—19.00 ︒ C内径D i 1800。
贮罐设计说明书
8）气柜：气柜一般可以设计得稍大些，可以达两天或略多时间的产量。因 为气柜不宜旷日持久贮存，当下一工段停止使用时，前一产气工序应考虑停车。
设计贮存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑贮存介质性质、容 量大小、设备位置、钢材耗量以及施工条件等来确定贮罐的形式；在设计中还必 须考虑场地条件、环境温度、风载荷、地震载荷、雪载荷、地基条件等。因此设 计者在设计贮存设备时必须针对上述条件进行综合的考虑，以确定最佳的设计方 案。
贮存介质的性质，是选择贮罐形式和贮存系统的一个重要因素。介质最重要 的特征有：可燃性、饱和蒸汽压、密度、腐蚀性、毒性程度、化学反应活性（如 聚合趋势）等。贮存介质可燃性的分类和等级，可在有关消防规范中查得。饱和 蒸汽压是指在一定温度下的密闭容器中，当达到气液两相平衡时气液分界面上的 蒸汽压，它随温度而变化，但与容积的大小无关。对于液化石油气和液化天然气 之类，都不是纯净物，而是一种混合物，此时的饱和蒸汽压与混合比例有关，可 根据道尔顿定律和拉乌尔定律进行计算。当贮存的介质为具有高粘度或高冰点的 液体时，为保持其流动性，就需要对贮存设备进行加热或保温，使其保持便于输 送的状态。贮存液体的密度，直接影响载荷的分析与罐体应力的大小。介质的腐 蚀性是贮存设备材料选择的首要依据，它将直接影响制造工艺与设备造价；介质 的毒性程度则直接影响设备制造与管理的等级和安全附件的配置。针对于场地问 题，环境温度影响饱和蒸汽压，也与热损失有关，常与工艺温度条件一起决定设 备是否采取保温措施。如若设备至于室外还应当考虑风载荷等其他环境影响因素。
马来西亚车用氢气储罐标准
马来西亚车用氢气储罐标准一、储罐材料和设计1.储罐应采用高质量的材料制成，能够承受氢气的化学性质和物理性质。
常用的材料包括碳钢、不锈钢、铝合金等。
2.储罐的设计应符合马来西亚相关标准和法规，并满足车用氢气系统的特定要求。
3.储罐应配备合适的阀门、压力表、安全阀等附件，以满足安全和操作需求。
二、储罐压力和容量1.储罐应具有适当的压力和容量，以满足车辆燃料系统的需求。
2.储罐的压力应根据马来西亚相关法规和标准进行设计，并配备相应的压力调节装置。
3.储罐的容量应根据车辆的续航里程和使用需求进行设计，并应符合马来西亚相关法规和标准。
三、储罐连接和接口1.储罐应配备适当的连接器和接口，以便与车辆燃料系统和其它设备进行连接。
2.连接器和接口应符合马来西亚相关标准和法规，并应采用标准的连接方式，以确保兼容性和互换性。
3.连接器和接口应进行定期检查和维护，以确保其密封性和可靠性。
四、储罐安装和固定1.储罐应安装在车辆的指定位置，并应采用适当的固定方式，以确保其稳定性和安全性。
2.储罐的安装位置应考虑到车辆的操作和维护需求，并应方便进行检查和维护。
3.储罐的固定方式应考虑到车辆的振动和冲击，以确保储罐的安全和可靠性。
五、储罐操作和维护1.储罐的操作和维护应由专业人员进行，以确保其安全和可靠性。
2.储罐应定期进行检查和维护，包括压力检查、密封性检查、安全阀测试等。
3.在操作和维护过程中，应严格遵守马来西亚相关标准和法规，确保人员和设备的安全。
六、储罐安全和防护1.储罐应配备必要的安全和防护装置，包括防爆装置、防火装置、紧急排气装置等。
2.安全和防护装置应定期进行检查和维护，以确保其正常运转和可靠性。
3.在紧急情况下，安全和防护装置应能迅速启动，以保护人员和设备的安全。
七、储罐标识和标记1.储罐上应清晰地标注容积、工作压力、使用温度等信息，以便于识别和管理。
2.储罐上还应标明安全警示标识和使用说明，以确保操作人员了解氢气的危险性和使用注意事项。
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目录
前言 (3)
1 方案确定 (4)
1.1选择容器类型式 (4)
1.1.1 压力容器分类 (4)
1.1.2、封头形式的确定 (5)
1.2 材料的确定 (6)
2 设计计算 (8)
2．1 确定设计参数 (8)
2.1.1 工作压力、设计压力、计算压力 (8)
2.1.2 设计温度 (9)
2.1.3 厚度计算 (9)
2.1.4设计温度下的需用应力 (10)
2.1.5 焊接接头系数 (10)
2.2 容器相关量的确定 (11)
2.2.1 计算过程 (11)
2.2.2 筒体尺寸确定 (12)
2.3 容器强度校核 (13)
2.4 确定各工艺接管的公称通径及位置 (14)
3 结构设计 (17)
3．1 人孔选择 (17)
3.2人孔补强 (17)
3.3 支座的选择及校核 (20)
3.3.1支座的设计要求 (20)
3.3.2支座的选择及校核 (20)
4 总结与体会 (24)
5 谢辞 (25)
6 参考文献 (26)
前言
随着我国石油化工业的迅速发展，国家对清洁环保型能源越发的重视。
化工业接触的都是危险品，因此对这些危险品的控制相当重要。
以氢气为例，它就是易燃物质，储存的时候也要确保安全。
因此对于氢气储罐有一定的设计要求。
氢气密度低，比容大，只有高压储运才能有效。
氢气性质稳定，不容易跟其他物质发生化学反应，所以氢气的腐蚀性较小。
但氢气在点燃加热等情况下易发生爆炸燃烧等现象，所以在储运的时候要格外小心对环境条件的控制。
本设计完成了6m3立式氢气储罐的设计，并对氢气储罐在设计、制造安装、使用、维护与定期检验提出了相应的安全技术要求。
设计的氢气公称直径为1400mm，壁厚为6mm，对筒体与封头做了水压试验强度校核；对人孔的补强做了计算，计算补强圈的厚度为6mm ；选择了支座类型为A2型耳式支座。
本次设计各项参数均按照相关标准决定，主要有GB150-98《钢制压力容器》，《压力容器安全技术监察规程》，JB/T 4736-2002《补强圈》，HG 20592~20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件》，JB/T 4725-1992《耳式支座》，HG 21520-1995《垂直吊盖带颈平焊法兰人孔》等。
本次设计流程为：首先进行结构设计，确定为立式筒体储罐；然后进行材料选择，为Q345R；再进行设计计算、强度校核与及零部件选型；最后进行开孔补强计算、安全阀的选型与校核。
1 方案确定
1.1选择容器类型式
1.1.1 压力容器分类
压力容器的结构式很多，相应的分类方法也有很多种，为了便于压力容器的设计与分析，常见的分类方法主要有如下两种。
（1）、根据承载压力方式分类：压力容器分为内压容器和外压容器两类，当压力容器内部介质压力大于外部压力是称为内压容器，反之称为外压容器。
内压容器按其设计压力p的大小，又可分为四种。
低压容器（代号L） 0.1MPA≤P<1.6MPA
中压容器（代号M） 1.6MPA≤P<10MPA
高压容器（代号H） 10MPA≤P<100MPA
超高压容器（代号U） P≥100MPA
外压容器中，当容器的内压力小于一个绝对大气压（0.1MPA）时又称为真空容器。
（2）、根据在生产过程中所起的的作用分类，压力容器可分为四种：
反压力容器主要用于完成介质物理、化学反应的压力容器。
如各种反应器、反应釜、合成塔和煤气发生炉等。
换热压力容器主要用于完成介质热量交换的压力容器。
如各种热交换器、冷却器、冷凝器和蒸发器等。
分离压力容器主要用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器。
如各种分离器、过滤器、洗涤塔和吸收塔等。
储存压力容器主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质压力容器。
如各种类型的储罐、缓冲罐、烘缸和蒸锅等。
m），压力容器形状有圆筒形（容积大于等于53
m）和球形（容积大于等于503
其中筒形有立式和卧式。
本次设计中，3
V 储存氢气的压力容器，由于氢气内压大于外压，由于
6m
设计压力Pc=0.88MPA(Pc=1.1Pw)，所以为低压容器，按照生产过程中所起的作用可选储存压力容器。
对于外型，由于所需设计的容器体积过小，远远小于503
m，球形压力容器是多块瓶装焊接，在制造中焊接工艺要求严格，制造工艺复杂。
所以选用筒形压力容器。
氢气的密度比空气大，会上升。
因为瓶中的氢气对瓶口有
压强，直立放置时瓶口小于倒立放置时的瓶身。
氢气与接触面积大的瓶身接触后可能会使整个瓶子漂浮在空中。
而直立放置就不会，因为他的接触面积小，有一定的压强，所以选择立式圆筒储罐。
（如图1-1）。
球形圆筒 圆筒形筒体
图1-1
1.1.2、封头形式的确定 封头也是压力容器的重要组成部分之一，常见的形状有：凸形（包括半球形、椭球形、蝶形和球冠形）、锥形和平盖。
（1）半球封头：半球形封头是半个球壳组成的，直径不大和厚度较小时，半球形封头通常采用整体冲压成型；直径较大（i D >2500mm ）时，半球形封头则采用先分瓣冲压成型后拼装焊接的方法制作。
由于半球封头的深度较大，故冲压成型较椭圆形封头和蝶形封头困难，多用于大型高压容器和压力较高的储罐上。
（2）椭球形封头：是有半个椭球壳和高度为0h 的短圆筒（常称为直边段）组成。
直边段的作用是为了使封头和筒体的连接环焊缝不出现在经向曲面半径突变处，以改善焊缝的受力情况，其高度一般为25mm 或者40mm 。
由于封头曲面深度i h 比半球形封头浅（半球形封头：5.0/=i i D h ；标注椭球形封头：25.0/=i i D h ；），故冲压成型较为方便，是目前中低压容器中最常用的一种封头形式。
（3）蝶式封头 ：由三部分组成：第一部分是以i i D R ≤的球面部分，第二部分是r ≥10%i D 且r nh δ3≥的固定环壳部分，第三部分是高度为0h =25mm 或者
40mm 短圆筒。
对于蝶形封头，i R =0.9i D ,r=0.17i D 。
由于蝶形封头在相同直径和深度的条件下的应力分布不如椭球圆形封头均匀，因此，仅在加工椭球形封头有困难或者直径较大、压力较低的情况下才选用蝶形封头。
（4）除了上面三种封头之外，还有球冠形封头（连接处的封头和筒体上都存在着相当大的不连续应力，其应力分布很不合理。
一般只用于低压和直径不大的压力容器上。
）、锥形封头（锥形封头制作较为方便，但受压稍大时，其大小端可能需要局部加强，其结构就较为复杂了。
就其强度而言，其与锥形封头和半球形封头、椭球形封头等封头相比较较差，但高于平盖。
）、平盖（厚度要求最大，常用于常需要拆卸的入孔和手孔的盖板、某些换热设备的端盖等地方）。
从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。
但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。
平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。
从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。
因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。
1.2 材料的确定
压力容器用钢根据GB150《压力容器》所引用的钢材标准，主要为碳素钢、低合金钢和高合金钢三大类。
由于压力容器作为过程工业生产中重要的过程设备，虽然在实际生产过程中的安全运行与很多因素有关，但其中材料性能是最重要的因素之一，为了确保压力容器的使用安全，压力容器在制造技术要求上非常严格，其承压元件应采用压力容器专用钢板。
这类钢板要求质地均匀，对硫，磷
等有害元素的控制更加严格），（025%.0 015%.0p s ≤≤ωω，且需要进行某些力
学性能方面特殊项目的检验。
压力容器专用钢板有：Q245R,Q345R,Q370R,10MnMoNbR,13MnNiMoR,15CrMoR, 14Cr1MoR,12Cr2Mo1R ，12Cr1MoVR 。
纯氢气腐蚀性很小，可以考虑Q345R 这种钢种，Q345R 是制造压力容器专用的低合金高强度钢板，具有良好的综合力学性能、焊接性能、工艺性能及低温冲击韧性，其力学性能见表1-1。
Q345R 钢板是目前
我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板，主要用于制造-20℃～400℃的中低压压力容器，多层高压容器及其承压结构件。
所以在此选择Q345R钢板作为制造筒体和封头材料。
表1-1 Q345R的力学性能及冷弯性能（摘自GB713）。