压力容器课程设计

压力容器课程设计

目录

1 设计说明 (3)

2 选型、计算、校核 (3)

2.1压力容器基本参数 (3)

2.2筒体壁厚的计算与校核 (3)

2.3封头壁厚的计算与校核 (4)

2.4 仪表管与法兰 (5)

2.5支座 (5)

2.6人孔及其法兰 (6)

.

2.7人孔补强 (6)

3 参数表 (7)

4 设计总结 (8)

5 三维模型 (8)

1 设计说明

初始数据表

并且按照本次设计要求 ，我们本次课程设计选用立式圆筒形容器容器。

选择圆筒形依据：方形和矩形容器大多只在很小设计体积时采用，因其承压能力较小且使用材料较多；而球形容器虽承压能力较强且节省材料，但制造较难和安装内件不方便，一般不使用。 选材依据：由于储罐为中压（1.6MPa

2 选型计算校核

2.1压力容器基本参数

筒体长度：L=3800mm 公称直径：Di=2000mm

则圆柱形筒体的体积为：32

2077.108.3x 49.114.34m L DN V =⨯=⨯=

π 筒体的总内表面积：2067.228.39.114.3m DL S =⨯⨯==π 封头壁厚为18mm ，则取直边高度为25mm 。经查表可得容积。

2.2 筒体壁厚的计算与校核

根据壁厚公式：C

i

c P D P -=

φδδ2][2

公称直径Di=1900mm Pc= 2.1MPa

=245/1.6 焊接接头系数=0.85

计算厚度 mm

[]125.1536.1/245==φ

取腐蚀裕量mm C 12=

查表 ：取钢的负偏差mm C 5.01=

122

][2C C P D P C

i

c d ++-= δ=16.95mm 圆整后，圆筒的名义厚度为mm 18m =δ

强度校核：1.130153*85.04.1215

.16*25.161900*1.22e e i c =<==+=

+

δδP P 结论：壁厚强度满足要求

2.3 封头壁厚的计算与校核

在本此设计中采用标准椭圆封头（2:1）即：K （形状系数）=1.0。 封头的计算壁厚，根据公式：

[]mm

p

Di

p c

t

i 39.155.02

=-=

ϕσδ

(5.2)

设计壁厚为：+1=16.30mm

查表：取钢板的负偏差mm C 5.01=，

则封头的名义壁厚为：16.3+0.5 圆整后为18mm 。

上式中85.0=ϕ 其他符号同前。

强度校核： 结论：故符合工艺条件的要求。

δ 5.451][22=-=C

i c P

D P δ[]

t MP MP D P δδδΦ==⨯≤=

⨯+⨯=+a 25.20824585.0a 4.1215

.162)5.16*5.01900(1.2e 2e)5.0i k (c

2.4 钢管和法兰的选取

2.4.1 进料管与法兰

查表取外径76mm,壁厚为3mm的热轧无缝钢管（YB231-70）。同时配套用具有凸面密封的板式平焊钢制管法兰，法兰型号为PN25 DN65 。

2.4.2 出料管与法兰

在化工生产中，有时需要将液体介质运送到与容器平行的或较高的设备中去，并且获得纯净无杂质的物料。

查表取外径76mm,壁厚为3mm的热轧无缝钢管（YB231-70）。同时配套用具有凸面密封的板式平焊钢制管法兰，法兰型号为PN25 DN65 。

2.4.3仪表管与法兰选取

通常设置仪表管道用于安装仪表仪器。

查表取外径38mm,壁厚为2.5mm的热轧无缝钢管（YB231-70）。同时配套用具有凸面密封的板式平焊钢制管法兰，法兰型号为PN25 DN32 。

2.5 支座

支座用来支撑容器的重量，固定容器的位置并使容器在操作中保持稳定。卧式圆筒形容器的支

座分为鞍座、圈座和支腿三类。立式容器常采用支腿式。

2.6 人孔及法兰的选取

压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般的人孔有两个手柄。人孔分为：板式平焊法兰人孔、带颈平焊法兰人孔、带颈对焊法兰人孔。根据储罐在常温下及高温工作压力为2.1Mpa的条件下工作，人孔的标准公称压力为2.1Mpa等级选取，考虑到人孔较大较重，故选用水平呆吊盖带颈对焊法兰人孔。公称直径为530mm，选取PN25DN500型法兰，突面法兰密封面。

2.7人孔补强

为了满足各种工艺和结构上的要求，不可避免的要在容器的筒体或封头上开孔并安装接管。开孔后，壳壁因除去可一部分承载的金属材料而被消弱，进而出现应力集中的现象。为保证容器的安全运行，对开孔必须采取适当的措施加以补强以降低峰值的应力。这里采用补强圈补强，因其结构简单、制造方便、使用经验丰富进而被广泛使用。

附：不需补强的最大开孔直径

由于钢板具有一定的规格，壳体的壁厚往往超过实际强度的需要，厚度增加，使最大应力降低，相当于容器已被整体加强，并且容器的开孔总有接管相连，其接管多于实际需要的壁厚也起补强作用。同时由于容器材料具有一定的塑性储备，允许承受不大的局部应力。故当孔径不超过一定数值时，可不进行补强。

不需要补强的条件:

○设计压力小于或等于 2.5MPa；

○两相邻开孔中心的间距应不小于两孔径之和的两倍；

○接管公称外径小于或等于89mm；

○接管最小壁厚满足下表的要求。