40m3液氯储罐设计

内压圆筒校核 计算条件
计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力 设计温度许用应力 t 试验温度下屈服点 s 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数
计算单位 筒体简图
MPa 1.466 50.00 C mm 2300.00 16MnR(热轧) ( 板材 ) MPa 170.00 MPa 170.00 MPa 345.00 mm 0.00 mm 4.00 0.90 厚度及重量计算 = 2[ ]t P = 10.86 c
接管及接管补强详细数据见强度校核书。 跟据管口公称直径选择相应的法兰，1.6MPa 时选用带颈对焊榫槽法兰，主要参法兰外 径D 105 150 200 螺栓孔 中心圆 直径 K 75 110 160 螺栓 孔直 径L 14 18 18 螺栓 孔数 量n 4 4 8 法兰 螺纹 厚度 Th C M12 M16 M16 16 18 20 N B 40 64 110
5．设计成果形式及要求：
1）完成课程设计说明书一份； 2）总装配图一张 (A1 图纸一张)；
6．工作计划及进度：
2015 年 06 月 29 日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06 月 30 07 月 01、02、03 日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制 07 月 04 日～07 月 07 日：设计图纸绘制（草图和装配图） 07 月 08 日～07 月 09 日：撰写设计说明书 07 月 10 日：答辩及成绩评定
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
设计目的 1) 使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2) 掌握查阅和综合分析文献资料的能力， 进行设计方法和设计方案的可行性研究和 论证。 3) 掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算 机操作和专业软件的使用。 4) 掌握工程图纸的计算机绘图。
3
备
注
最高工作压力 工作温度 公称容积（Vg） 工作压力波动情况 装量系数(φV) 工作介质 使用地点 安装与地基要求 其它要求
由介质温度确定
可不考虑
管口表
公称尺寸 连接尺寸标准 连接面形式 用途或名称 液位计接口 空气进口管 空气出口管 液氯进口管 液氯出口管 安全阀接口 压力表接口 人 孔
课 程 设 计 任 务 书
gh
p

设
0.02962 2.01% 5% ， 1.4659
所以液柱静压力可以不考虑，计算压力与设计压力相等。 水压试验
PT
1.25 P C
[ ] 1.25 1.4659 1.8323 Mpa [ ]t
3、厚度设计 由中径公式
pc Di 可得筒体的计算厚为 10.86mm， 钢板厚度负偏差 C1 0 ， 2[ ]t pc
2 D i L 36.530 m 3 4 计算得 L=7817mm, 可取 L=7900mm
则筒体所占容积为 V2 ＝ 则储罐实际体积为 V＝ V1 V2 ＝=40.04976 m 误差分析
3
40.04976 40 ×100％﹦0.13％ 40 所以可确定筒体公称直径为 DN＝2300 mm，筒体长度为 L=7900mm；
法兰颈 S H R 法兰 高度 H 40 45 50
25 40 80
30 45 89
2.3 2.6 3.2
6 7 10
4 5 6
人孔的设计 本次设计的储罐设计压力为 1.466MPa， 根据 HG / T 21514～21535 2005《钢
【3】 制人孔和手孔》 ，采用回转盖带颈对焊法兰人孔。
腐蚀余量 C2 4mm ，故筒体的名义厚度为 n 16mm 。
由椭圆厚度计算公式可得
PcDi 15.56 mm 2[ ] 0.5 Pc
t
腐蚀裕度 C2 4mm ，钢板负偏差 C1 0 ，取名义厚度 n c C1 C 2 16mm 4、接管及接管法兰、人孔设计 螺栓法兰连接是一种应用最广泛的密封装置，它的作用是通过螺栓连接，并 通过拧紧螺栓使密封元件压紧而保证密封。由于工艺要求和检修的需要，在筒体 上直接开孔安装接管，分别有液面计接口、人孔、压力表孔、空气进口、安全阀 接孔、空气出口、液体进口、液体出口。根据各接口的大小选择相对应的法兰及 垫片。 管口表
456 L 250
670 d0 24
600 螺 柱
250 螺 母
121 螺柱 直径 长度 M33 2 165
数量 20 40
5、鞍座的设计 查得 16MnR 单位面积的质量为 7.81 g / cm 3 筒体总质量 M=m1+m2+m3+m4 m1:筒体质量=7703kg m2:封头质量=2235kg m3:液氯质量=5380kg m4:附件质量：0 kg G=572.378KN 每个鞍座承受的压力 F=G/2=572/2=286KN ∴选鞍座 B/T4712-1992，标准尺寸为：DN=2300,许用载荷 408KN,包角 120°， 带垫板，A 型，鞍座间距 6900mm。详细数据见鞍座强度校核书。 6、焊接 焊接是两件或两件以上零件，在加热或（和）加压的状态下，通过原子或 分子之间的结合和扩散，形成永久性连接的工艺过程。 筒体、 封头之间的焊接结构：根据筒体及封头的厚度以及设计压力和液化 石油气的特性，焊缝采用对接接头，A 型坡口。焊接接头的检验采用 100%无损检 验。 接管和筒体之间的焊接形式采用带补强圈插入式接管 T 型接头形式，坡口形 式为 D 形。 7、校核 参考资料 1、 《中华人民共和国行业标准——钢制管法兰、垫片、紧固件》 ； 2、 《压力容器与化工设备实用手册》董大秦，袁凤隐，化学工业出版社，2000 3、 《HG／T 21523-2005 水平吊盖带颈平焊法兰人孔》 ，中国天辰化学工程公司， 2005
系 专
别： 业：
机械工程 过程装备与控制工程
毛梦娜 学 号： 12020341X08
学 生 姓 名： 课程设计题目：
40M3 液氯储罐设计
起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任：
06 月 29 日～07 月 10 日 校内
陆辉山
暴建刚
下达任务书日期:
2015 年 06 月 29 日
系主任审查意见：
签字： 年 月 日
目录
一 、工艺设计 1、存储量 2、设备的选型及轮廓尺寸 二 、机械设计 1、材料选择
2、设计压力 3、厚度设计 4、接管及接管法兰、人孔设计 5、鞍座的设计 6、焊接
7、校核 8、内压圆筒校核
9、内压椭圆形封头校核 10、法兰的校核
11、开孔补强计算 12、卧式容器（双鞍座）
二、机械设计 1、材料选择 根据液氯的特性，选择 16MnR。16MnR 是压力容器专用钢。50℃时的许用应 力 [ ]t 170 Mpa ,钢板标准 GB6645。 2.设计压力 t=50℃时,根据《压力容器介质手册》可得液氯的密度是 1.314 g / cm 3 ，饱 和蒸汽压 Pv=1.4327Mpa,大气压 Pa=0.1Mpa. 设计压力为容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，而最高 工作压力指容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。装设安全阀的容 器，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全 阀的开启压力，通常可取最高工作压力的 1.05——1.10 倍。 计算压力是指在相应的设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力， 其中包括液柱静压力。通常情况下，计算压力等于设计压力与液柱静压力之和， 当元件所承受的液柱静压力小于 5%设计时，可忽略不计。 设计压力 P 设 1.1P 工作 1.1 (1.4732 0.1) 1.4659Mpa 液柱静压力 gDi 1314 9.8 2.2 106 0.02962 Mpa 因为
π 2 Di L＝40 4
L/D=4 得 Di=2335mm,圆整得 Di=2300mm. 可选用标准椭圆封头的公称直径 DN＝2300mm， 总深度 H＝615mm， 内表面 积＝60.233 mm 2 ，容积 V＝1.7588 m 3 此时封头体积为 V1 ＝2×1.7588 m 3 ＝3.5176 m 3
2）总装配图 设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要 合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸 采用计算机绘制。
课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：
[1] 国家质量技术监督局，GB150-2011《钢制压力容器》 ，中国标准出版社，2011 [2] 国家质量技术监督局， 《压力容器安全技术监察规程》 ，中国劳动社会保障出版社， 1999 [3] 全国化工设备设计技术中心站， 《化工设备图样技术要求》 ，2000，11 [4] 郑津洋、董其伍、桑芝富， 《过程设备设计》 ，化学工业出版社，2010 [5] 黄振仁、魏新利， 《过程装备成套技术设计指南》 ，化学工业出版社，2002 [6] 国家医药管理局上海医药设计院， 《化工工艺设计手册》 ，化学工业出版社，1996 [7] 蔡纪宁主编， 《化工设备机械基础课程设计指导书》 ，化学工业出版社，2003 年
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
1．原始数据 设计条件表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 接管代号 项 名 用 称 途 -20～45 10/16/20/25 0.9 液氯（高度危害） 室内 目 数 值 单 位 液氯储罐 液氯储存站 MPa ℃ M
中北大学信息商务学院
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 系 专 题 别： 业： 目：
毛梦娜
学 号： 12020341X08 机械工程系
过程装备与控制工程