氯气缓冲罐

氯气缓冲罐

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：

《化工设备机械基础》课程设计

氯气缓冲罐设计

系部：化学工程系

专业: 应用化工技术

姓名：

指导教师：薛风

时间：2012年12.3～12.31

新疆工程学院

课程设计评定意见

设计题目：氯气缓冲罐设计

学生姓名：

评定意见：

评定成绩：

指导教师（签名）：年月日

DN800

°

°

°

°

°

°

°

°

b(c)

c

a

a

氯气缓冲罐设计

设备设计主要技术指标

设计压力最高工作压力

设计温度介质名称设备容积3

氯气工作温度°C 设备主要材质

MnR

管口表

符号a b c

工程

压力PN PN PN

公称直径DN DN DN

法兰形式MN

MN MN 封面形式MFM MFM MFM

用途

氯气入口

氯气出口×接口

伸出长度

法兰标准为HC20592-97

日程安排（4周）

、课题介绍，安排任务2、布置强度计算

3、强度计算和考虑结构设计

4、检查强度计算结果和布置出施工图

5、完成2张1#纸施工图

6、交图纸

7、完成设计说明书（不少于20页）

8、交设计说明书9、设计答辩

摘要

本文扼要介绍了氯气缓冲管的特点及在工业中的应用和发展，详细的阐述了氯气缓冲管的结构及强度设计计算及校核。

参照课本及«压力容器设计手册»，综合考虑各种因素，结构设计需要选择适用合理、经济的结构形式，同时满足制造、检修、装配、运输和维修等技术要求；而强度计算的内容包括筒体材料，确定主要结构尺寸，满足强度、应力等技术要求，根据设计压力确定壁厚，是氯气缓冲罐有足够的腐蚀裕度，从而使设计结果达到最优化组合。

设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。

关键词：氯气缓冲管、结构设计、强度设计、补强计算

设备主要技术指标

筒壁

设计压力Mpa 1.0设计温度℃100最高工作压力0.85工作温度℃

介质名称氯气设备主要材质16MnR

0.85m

设备容积3

管口表

符号公称压力公称尺寸法兰形式角封面形式用途伸出长度

a 1.6

DN WN MFM氯气入口150 PN50

b 1.6

DN WN MFM氯气出口150 PN50

c 1.6

DN WN MFM排污口150 PN50

目录

1 绪论 (1)

2 缓冲罐的特点 (2)

3 结构设计 (3)

3.1圆筒的设计 (3)

3.2封头设计 (3)

3.3支腿的设计 (5)

3.4容器法兰设计 (6)

3.5接管设计 (6)

4强度校核 (8)

4.1筒体计算 (8)

4.1.1计算条件 (8)

4.1.2厚度及重量计算 (9)

4.1.3压力试验时应力校核 (9)

4.1.4 压力及应力计算 (9)

4.2开孔补强计算 (10)

4.2.1计算条件 (10)

4.2.2开孔补强计算 (10)

4.3法兰的强度计算 (11)

4.3.1 筒体法兰 (11)

4.3.2系数计算 (12)

参考文献 (13)

结束语 (14)

1 绪论

缓冲罐被广泛应用于中央空调、锅炉、热水器、变频、恒压供水设备中，其缓冲系统压力波动，消除水锤起到稳压卸荷的作用，在系统内水压轻微变化时，缓冲罐气囊的自动膨胀收缩会对水压的变化有一定缓冲作用，能保证系统的水压稳定，水泵不会因压力的改变而频繁的开启。

缓冲水箱在工程中应用非常广泛，而且不同的场合有不同的名称，比如中间存储容器、滞留罐、平衡罐、储液器、混合罐、中和容器等等。其实基于以上的说法，我们可以下一个通用的定义。缓冲罐就是这样一种装置，它能够使得运行更平稳。它的介质可以是液体，也可是气相或固相的物质。名义上，可以将它分为两类：I)扰动衰减类；II）独立运行类。本文介绍的应用在空调闭式水系统中冷冻水缓冲水箱，它的介质是水，属于II 类。

本次课程设计的内容是氯气缓冲罐，其设计分析包括圆筒的设计、封头设计、支腿的设计、容器法兰的设计、接管设计。其中以结构设计最为重要，氯气缓冲罐为内压容器（PN=1.45MPa），综合各种因素得出结论：本罐设计三个接管，分别为：进料管a、出料管b、排事故接管c。根据罐内气体氯气的腐蚀性及其它特性来选择材料，根据材料的加工性能、检修清洗的要求等因素决定采用哪种类型的压力容器。

由于我们水平和能力有限，设计时间仓促，存在不妥之处在所难免，恳请老师给予批评指正。

2 缓冲罐的特点

缓冲罐按结构可分为隔膜式和气囊式两种，

对隔膜式缓冲罐来讲，其罐体和隔膜之间预充有一定压力的氮气，气囊式缓冲罐是罐体可气囊之间预充有一定压力的氮气。

缓冲罐的工作原理：

由上面其结构可知：当缓冲罐用于系统中时，由于系统压力比预充气体的压力，所以会有一部分工作介质进入气囊内（对隔膜式来讲是进入罐体内），直到达到新的平衡，当系统压力再度升高，系统压力再次大于预充气体的压力，又会有一部分介质进入囊内，压缩囊和罐体间的气体，气体被压缩压力升高，当升高到跟系统压力一致时，介质停止进入，反之，当系统压力下降，系统内介质压力低于囊和罐体间的气体压力，气囊内的水会被气体挤出补充到系统内，使系统压力升高，直到系统工作介质压力跟囊和罐体间的气体压力相等，囊内的水不再外系统补给，维持动态的平衡。

缓冲罐的作用：

缓冲罐主要用于各种系统中缓冲系统的压力波动，使系统工作更平稳，其原理是通过压缩罐内压缩气来实现，被广泛应用于供水设备和中央空调系统等，结构有隔膜式缓冲罐和气囊式两种，前者由于罐体容易生锈已逐步淡出市场，气囊式缓冲罐主要为意大利品牌，如意大利第一品牌Aquasystem缓冲罐。

A