液氯卧式储罐设计
30M液氯储罐设计
第一章 课程设计任务书设计条件表液氯进口管DN50；液氯出口管DN50；空气进口管DN50；空气出口管DN50；安全阀接口DN50；压力表接口DN25. 液位计接口人孔按需设置。
第二章 绪论（一）设计任务：综合运用所学的专业课知识，设计一个第一类压力容器中的高度危险性内压容器——液氯储罐。
（二）设计思想：综合运用所学的专业课知识，以《课程设计指导书》为根，以《过程装备基础》为本，结合所学的专业课知识，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济效益，适用性，安全可靠性。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准。
第三章 材料及结构的选择与论证(一)材料选择纯液氯是高危害性的介质，但其腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,有因为使用温度为C 。
～4520 ，根据《课程设计指导书》中钢板的使用条件，应选用Q245R 或Q345R 。
常用的有20R 和16MnR 两种。
如果纯粹从技术角度看，建议选用20R 类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R 贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR 钢板为比较经济。
所以在此选择16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。
（二）结构选择与论证 （1）封头的选择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。
（2）人孔的选择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。
一般人孔有两个手柄。
本次设计在综合考虑公称压力、公称直径工作温度以及人孔的结构和材料等诸方面因素的情况下，选用回转盖带颈对焊法兰人孔。
30立方米液氯储罐的设计_毕业设计任务书
30立方米液氯储罐的设计30立方米液氯储罐的设计目录1 引言 (1)2设计任务书 (2)3设计参数及材料的选择 (2)3.1 设备的选型与轮廓尺寸 (2)3.2 设计压力 (2)3.2 筒体及封头材料的选择 (5)3.3 许用应力 (5)4结构设计 (5)4.1筒体壁厚计算 (5)4.2 封头设计 (6)4.2.1 半球形封头 (6)4.2.2 标准椭圆形封头 (7)4.2.3 标准蝶形封头 (7)4.2.4 圆形平板封头 (8)4.2.5 不同形状封头比较 (9)4.3 压力试验 (9)4.4鞍座 (10)4.4.1鞍座的选择 (10)4.4.2 鞍座的位置 (11)5 结果 (13)参考文献 (15)1 引言液氯化学名称液态氯，为黄绿色液体，沸点-34.6℃，溶点-103℃，在常压下即气化成气体，吸入人体能严重中毒，有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的元素，可以和大多数元素（或化合物）起反应。
分子式：Cl2，相对分子量：70.906，性能：液氯为黄绿色的油状液体，有毒，在15℃时比重为1.4256，在标准状况下，沸点为-34.6℃，凝固点为-101.5℃。
在水分存在下对钢铁有强烈腐蚀性。
液氯为基本化工原料，可用于冶金、纺织、造纸等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药的原料。
危害特性：液氯不会燃烧，但可助燃。
一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物。
氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氯、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。
它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。
健康危害：对眼、呼吸系统粘膜有刺激作用。
可引起迷走神经兴奋、反射性心跳骤停。
急性中毒：轻度者出现粘膜刺激症状：眼红、流泪、咳嗽，肺部无特殊所见；中度者出现支气管炎和支气管肺炎表现，病人胸痛，头痛、恶心、较重干咳、呼吸及脉搏增快，可有轻度紫绀等；重度者出现肺水肿，可发生昏迷和休克。
20M3液氯储罐设计说明书
20M³液氯储罐课程设计说明书学院：班级：姓名：学号：指导老师：完成时间：课程设计任务书课程设计要求及原始数据（资料）一：课程设计要求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过程。
2)设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3)工程图纸要求计算机绘图。
4)独立完成。
二：原始数据课程设计主要内容1设备工艺设计；2设备结构设计；3设备强度计算与校核；4技术条件编制；5绘制设备总装配图；6编制设计说明书。
学生应交出的设计文件（论文）2总装配一张（折合A1图纸一张）摘要液氯：化学名称：液态氯分子式：Cl2，分子量：70.906性能：液氯为黄绿色液体，沸点-34.6℃，溶点-100.98℃，在常压下即气化成气体，吸入人体能严重中毒，有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的元素，可以和大多数元素(或化合物)起反应。
液氯为黄绿色的油状液体，有毒，在15℃时比重为1.4256，在标准状况下，-34.6℃沸腾。
在-101.5℃时凝固，如遇有水份对钢铁有强烈腐蚀性。
液氯为基本化工原料，可用于冶金、纺织、造纸等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药的原料。
用高压钢瓶包装，净重500kg、1000kg，贮于阴凉干燥通风处，防火、防晒、防热。
用途：液氯一般气化后使用，用途较为广泛，为强氧化剂，用于纺织、造纸工业的漂白，自来水的净化、消毒，镁及其它金属的炼制，制取农药、洗涤剂、塑料、橡胶、医药等各种含氯化合物。
液氯属剧毒品，应储存在阴凉、通风的库房中，专库专储。
切勿与易燃物，易爆物及氨气共储或拼车运输。
目录课程设计任务书 (I)摘要...................................................................... I I 1．设备总体尺寸的确定..................................... 错误！未定义书签。
液氯储罐设计75m^3
液氯储罐设计75m^3
液氯储罐是一种用于储存液态氯的设备，广泛应用于化工、制药、电子、冶金等行业。
液氯是一种具有强氧化性和毒性的危险品，因此液氯储罐的设计非常重要，需要考虑安全性、稳定性和便捷性等因素。
液氯储罐的设计容量为75m^3，下面将从结构设计、材料选择、安全措施和使用注意事项等方面进行介绍。
一、结构设计
液氯储罐的结构设计应考虑到容量和使用要求，一般采用立式圆柱形结构。
设计时需要考虑到液氯的密度、体积膨胀系数和容器的强度要求，以确保罐体能够承受液氯的压力和重量。
二、材料选择
液氯储罐需要选择耐腐蚀、耐压和密封性好的材料。
常用的材料有碳钢、不锈钢和玻璃钢等。
在选择材料时需要考虑到液氯的特性，避免与液氯发生化学反应，造成材料的腐蚀和破坏。
三、安全措施
液氯储罐设计时需要考虑到安全性，必须设置安全阀、压力表和液位计等设备，以监测和控制液氯的压力和液位。
此外，还需要设置泄漏报警装置和防火措施，以应对突发情况。
四、使用注意事项
在使用液氯储罐时，需要严格按照操作规程进行操作，避免液氯泄漏和事故发生。
应定期检查液氯储罐的安全装置和密封性能，确保其正常运行。
同时，要做好液氯的储存管理，避免长时间储存和超过容器承载能力的使用。
总结：
液氯储罐设计75m^3是一个重要的工程，设计时需要考虑结构、材料、安全措施和使用注意事项等方面。
通过合理的设计和科学的安全措施，可以确保液氯储罐的安全使用，并为化工、制药、电子、冶金等行业提供稳定的液氯供应。
卧室储罐课设详解
1.设备工艺设计1.1盛装液化石油气体的压力容器设计存储量存储量：t V Wρφ=式中：W ——储存量，t ；φ——装载系数；V ——压力容器容积；t ρ——设计温度下的饱和溶液的密度，3m t；根据设计条件t V W ρφ==0.9Χ32Χ1.30245=37.51056t1.2设备的初步选型及轮廓尺寸1.2.1设备的初步选型（1）封头选型：目前我国普遍采用常温压力储罐一般有两种形式，球形贮罐和圆筒形贮罐。
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。
（2）筒体选择：因为圆筒形贮罐加工制造安装简单，安装费用少，但金属耗量大占地面积大，所以在总贮量小于5003m ,单罐容积小于1003m 时选用卧式贮槽比较经济。
1.2.2设备的轮廓尺寸确定粗略计算内径： 32324πm L D i =一般63—=D L ，取4=DL得m D i 167704281.2=，圆整得：mm 21001.2==m D i选用EHA 椭圆封头，查《EHA 椭圆形封头内表面积及容积表》可得： 深度mm H525=，内表面积20443.5m A =，容积33508.1m V =封根据3封2封筒32242m V L D V V V i g =+=+=πmm D V V L i g 8458422封=-=π，圆整得:mm L 8500=32封2封筒计142.323508.125.81.24242m V L D V V V i =⨯+⨯⨯=+=+=ππ误差%443.03232-142.32%100计==⨯-g g V V V 3计工m 9278.28142.329.0=⨯==V V φL/D=8500/2100=4.0476,在范围内所以，筒体的公称直径mm D i 2100=,长度mm L8500=2设备的机械设计2.1 设计条件的确定2.1.1设计温度的确定根据《固定式压力容器安全技术检测规程》液氯储罐的工作温度-20℃—45℃，设计温度要大于最高工作温度，故选取设计温度t=50℃， 2.1.2设计压力的确定根据《固定式压力容器安全技术检测规程》 （1） 由上得液氯储罐的设计温度t=50℃，由本次的《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，该温度下液氯的绝对饱和蒸汽压为1.303MPa 。
氯液储罐课程设计讲解
计算说明书一.绪论1．设计目的：设计目的按过程装备与控制工程专业教学计划要求，在学完专业核心课《过程设备设计》后，进行《过程设备课程设计》教学环节，其主要目的是使学生在学习过程设备设计的基础上，进行一次工程设计训练，培养学生解决工程实际问题的能力。
2．设计内容和要求：2.1原始数据设计条件表序号项目数值单位备注1 名称液氯储罐2 用途液氯储存站3 最高工作压力 1.466 MPa 由介质温度确定4 工作温度-20～45 ℃5 公称容积（V g）50 M36 工作压力波动情况可不考虑7 装量系数(φV) 0.98 工作介质液氯（高度危害）9 使用地点绵阳市室内10 安装与地基要求11 其它要求管口表接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称a DN65 HG20595-1997FM液氯进口管b DN50 HG20595-1997FM安全阀接口c DN500 HG/T21523-2005FM人孔d DN50 HG20595-1997FM空气进口管e DN50 HG20595-1997FM空气出口管f DN25 HG20595-1997FM压力表接口g DN20 HG20595-1997FM液位计接口h DN65 HG20595-1997M液氯出口管j DN65 HG20595-1997 M 排污口2.2设计要求2.2.1.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。
2.2.2.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。
2.2.3.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
2.2.4.工程图纸要求绘图。
2.2.5.毕业设计全部工作由学生本人独立完成。
学生应交出的设计文件2.液氯性质分子量：70.91黄绿色有刺激性气味的气体。
密度：相对密度(水=1)1.47；相对密度(空气=1)2.48； 稳定性：稳定；危险标记：6(有毒气体)；在工业上，液氯是一种很有用的化学物质。
储罐说明书1
《化工设备机械基础课程设计》课程设计说明书设计题目：10m³液氯储罐设计学校：太原理工大学学院：化学化工学院专业班级：化学工程与工艺1103班姓名：陈铎学号：2011002212指导老师：张铱鈖1、课程设计任务书10m3液氯储罐设计1.1课程设计要求及原始数据（资料）：1.1.1课程设计要求：1、按照国家压力容器设计标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的过程。
2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。
3、工程图纸要求计算机绘图。
4、独立完成。
1.1.2原始数据：表1-1 设计条件表序号项目数值备注1 名称液氯储罐2 用途液氯储存站3 最高工作压力MPa 1.330 由介质温度确定4 工作温度℃-20~505 工称容积M3106 工作压力波动情况可不考虑7 装量系数f 0.98 工作介质液氯（高度危害）9 使用地点太原市，室内1.2 课程设计主要内容：1、设备工艺设计2、设备结构设计3、设备强度计算4、技术条件编制5、绘制设备总装配图6、编制设备说明书1.3 学生应交出的设计文件（论文）：1、设计说明书一份2、总装配图一张（折合A1图纸一张）本设计是在完成课程《过程装备基础》的学习后，针对该课程所安排的一次课程设计，其目的是在过程装备课程的基础上加强对知识的学习和应用，更好的学习和体会在实际化工生产中知识的重要性，培养学生解决工程实际问题的能力，为我们以后的学习和工作打下牢固的实践基础。
本课程设计要求设计一个容积为6m3的液氯储罐，采用常规设计标准，设备型号及相关设计参数的设计和使用均采用国家/行业规定标准，本着可靠、经济、实用的原则选取。
液氯储罐是盛装液氯的常用设备，因为液氯属于剧毒品，如果泄漏将对环境和人会造成重大危害，因此在设计时该储罐时要注意安全及制造、安装方面的特点。
而液氯作为一种液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化气体的体积会因温度的改变而变化，所以必须严格控制储罐的充装量。
30立方米液氯储罐
齐齐哈尔大学综合实践题目：液氯储罐设计.学院：机电工程学院.专业班级：过控142 班.学生姓名：李福洋.指导教师：王雪飞.成绩：2017 年 6 月15 日目录1综合实践任务书 (1)2设计参数及材料的选择 (1)2.1设备的选型与轮廓尺寸 (1)2.2设计压力 . (1)2.3筒体及封头材料的选择 (3)2.4许用应力 . (4)3结构设计 (5)3.1筒体壁厚计算 (5)3.2封头设计 . (5)3.2.1半球形封头 (5)3.2.2标准椭圆形封头 (6)3.2.3标准蝶形封头 (7)3.2.4圆形平板封头 (7)3.2.5不同形状封头比较 (8)3.3压力试验 . (9)3.4鞍座 (9)3.4.1鞍座的选择 (9)3.4.2鞍座的位置 (11)4结果. (13)5总结 (15)综合实践任务书学院：机电学院专业：过程装备及控制工程专业班级：过控142 班姓名：李泽锟学号：2014111101 设计组别： A 指导教师：王雪飞设计日期：2017年5月26日至2017年6月14日、设计题目液氯储罐设计设计条件：二、设计任务：用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计最后形成合理的设计方案。
1.设计方案简介2.主要结构尺寸设计；3.绘制储罐总装配图一张，零件图一张（折合成一张A1 图纸）三、设计说明书内容1. 封皮2.目录3. 设计题目及原始数据4.论述储罐总体结构的选择；5主体设备设计计算及说明；6总结7参考文献。
2 设计参数及材料的选择2.1 设备的选型与轮廓尺寸筒体结构设计为圆筒形。
因为作为容器主体的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方 便，而且承压能力较好，这类容器应用最广。
筒体直径一般由工艺条件决定，但是要符合压力容器的公称直径。
粗略计算内径： πD i 2L 30 1 5% L 3 6 L4 Di 4 i，一般 D ，得： D ，所以：圆整至 D i 2200 mm ，则 L 8800mm 。
20M3液氯储罐设计说明书
20M3液氯储罐设计说明书
设计说明书
1. 储罐概述：
储罐类型：液氯储罐
储罐容量：20立方米
储罐材质：选择适用于液氯存储的高品质不锈钢材料
储罐结构：立式
储罐设计压力：根据液氯的特性，设计压力为0.9MPa
2. 储罐结构设计：
2.1 外壳设计：
储罐外壳采用双层结构，内层为容纳液氯的容器，外层为保护罩，能够有效隔离外界热量。
2.2 支撑结构设计：
储罐底部通过支撑结构固定，确保储罐的稳定性。
2.3 底座设计：
储罐底部设置合适的底座，能够承受储罐的重量并分散压力。
3. 安全性设计：
3.1 防爆设计：
储罐内部和外部的电气设备和仪表具有防爆性能。
3.2 液位控制设计：
配备液位控制器，能够准确监测液氯的液位并发出警报。
3.3 安全阀设计：
安装安全阀，确保储罐内部的压力不超过设计压力。
3.4 泄漏监测和报警系统：
配备泄漏监测设备和报警系统，能够及时发现储罐泄漏并采取相应措施。
3.5 泄放系统设计：
设计泄放系统，以便在紧急情况下能够快速泄放液氯，确保储罐的安全。
4. 施工及验收：
4.1 施工标准：
储罐的施工应按照相关标准和规范进行，确保施工质量。
4.2 验收标准：
储罐的验收应符合国家相关法规和标准，确保储罐符合设计要求和使用要求。
5. 附件及辅助设备：
5.1 充装设备：
配备充装设备，方便将液氯注入储罐。
5.2 排放管道：
设计合适的排放管道，方便排放储罐内的废气。
5.3 泄放系统设备：
配备泄放系统设备，确保在紧急情况下能够快速泄放液氯。
液氯储罐计算说明书
目录课程设计任务书题目12立方米液氯储罐设计 (1)设计条件表 (1)一、设备总体尺寸的确定 (2)1、储罐筒体公称直径，筒体长度以及椭圆封头结构型式尺寸的确定 (2)2、物料的物理特性及化学特性，物料的储存方式 (2)3．压力容器类别确定 (3)二．设备的设计计算 (3)1．壳体的材料选择，受压壳体的厚度设计及其校核 (3)（1）壳体的材料选择 (3)（2）受压壳体的厚度设计 (3)（3）厚度校核 (4)2、封头的厚度设计 (4)3、卧式容器应力校核 (4)（１）、长度折算 (4)（２）、载荷ｑ的确定 (4)（3）、支座位置确定 (5)(４)、应力校核 (5)3、人孔的补强计算 (6)（1）圆筒开孔所需补强面积 (6)（2）有效补强范围内的补强面积 (6)（3）补强面积 (7)（4）、补强圈的厚度 (7)三、零部件设计 (7)1、开孔接管位置及法兰设计 (7)（1）液氯进口管与法兰设计 (7)(2)液氯出口管与法兰设计 (7)(3)空气出口与进口,安全阀接口管及其法兰设计 (8)(4)压力表接管及其法兰设计 (8)2、人孔其法兰设计 (8)3、液位计及其法兰的选择 (8)4、支座设计 (9)四、焊接接头设计 (9)1、壳体A，B类焊接接头的设计 (9)2、壳体C，D类焊接接头的设计 (9)3、焊接接头坡口设计 (10)4、常用焊接方法与焊条的选择 (10)五、参考文献： (10)课程设计任务书题目12立方米液氯储罐设计设计条件表序号 项目 数值 单位 备注 1 最高工作压力 1.2 Mpa 由介质温度确定 2 工作温度 ≤50 ℃3 公称容积（s V ） 12 3m4 装量系数（ ）0.95工作介质液氯6 使用地点 太原市，室外管口条件：液氯进口管DN50；液氯出口管DN50；空气进口管DN50；空气出口管DN50；安全阀接口DN50；压力表接口DN25. 液位计接口人孔按需设置。
12ｍ３液氯储罐设计计算说明书一、设备总体尺寸的确定1、储罐筒体公称直径，筒体长度以及椭圆封头结构型式尺寸的确定储罐公称容积g V ＝123m ，设：L=3D则由 4π2i D L ＝12 得 i D ＝1721mm ，1-3查表后得i D ＝1700mm ，得封头容积1V ＝2×0.6999＝1.3998， 计算筒体容积2V ＝12i D 4L ⨯π＝12-1.3998＝10.60023m ，得1L ＝ 4672 mm ，圆整后得1L ＝4680mm得容器的实际体积为V ＝21V V +＝10.62+1.3998＝12.01983m ≈12.023m 即公称直径DN ＝i D ＝1700 mm ，筒体长度L=4680mm ；误差为：%002.0=-=逻逻实V V V x选取的椭圆形封头为： 公称直径DN/mm 总深度H/mm内表面积A/m 2容积Ｖ封头/m 3 1700 4503.2662 0.69992、物料的物理特性及化学特性，物料的储存方式常温压力储存 温度 ℃ -20 20 40 50 饱和蒸汽压Bar 0.82 5.65 10.27 13.03 饱和液密度1.5281.406 1.3421.307表2—液氯物理性质3．压力容器类别确定由于常温压力容器其容器内的物料温度随季节温度变化，工作压力为相应温度下的饱和蒸汽压，工作压力Pw 取液氯t=50℃时的饱和蒸汽压（表压），查表得：液氯50℃时的饱和蒸汽压为13.03Bar （绝压），则Pw=（13.03-0.10）Bar=1.203 MPa ≈1.2 MPa ,ρ =1307kg/ m 3在有安全阀的情况下:Pc=(1.05～1.10)Pw=（1.26～1.32）MPa,开启压力取1.3 MPa ，设计压力不低于开启压力，则取Pc=P=1.4MPa 由于MPa Pc MPa 6.11.0≤≤，所以此容器属于低压容器，又由于介质为高度危害，根据压力容器分类图—第一组介质查得此类容器属于第二类容器。
液氯储罐课程设计---液氯储罐的设计
课程设计说明书设计题目：压力容器课程设计3）液氯储罐的设计（40m学院、系：机电工程系专业班级：过控0901学号：学生姓名：指导教师：成绩：2011 年10 月15 日目录第一章．《过程设备课程设计》指导书 (2)一．课程设计的性质、目的与任务 (2)二．程设计的主要内容与要求 (2)三、课程设计教学的基本要求 (2)四、课程设计进度与时间安排 (3)五、课程设计考核 (4)第二章、课程设计任务书 (5)第三章、设计计算说明书正文 (6)3.1. 储存物料性质 (6)3.1.1 物料的物理及化学特性 (6)3.1.2 物料储存方式 (6)3.2. 压力容器类别的确定 (6)3.3.液氯储罐构形的设计计算 (6)3.3.1 储罐筒体公称直径和筒体长度的设计 (6)3.3.2 封头结构型式尺寸的确定 (7)3.3.3 物料进出口管及人孔等各种管口的布置 (7)3.4.壳体厚度设计及其校核 (8)3.4.1 设计温度T 和设计压力P 的确定 (8)3.4.2 壳体材料的选择 (8)3.4.3 壳体A/B 类焊接接头的设计 (8)3.4.4 壳体厚度设计及其校核 (8)3.4.5 封头厚度设计及其校核 (9)3.4.6 压力试验种类和试验压力的确定 (9)3.4.7 压力试验校核 (10)3.4.8 卧式容器的应力校核 (10)3.4.8.1 液氯储罐的质量计算 (10)3.4.8.2 正常操作和液压试验时跨中截面处的弯矩 (12)3.4.8.3 液氯储罐的应力校核 (12)3.5 零部件设计 (13)3.5.1 支座的设计 (13)3.5.2 人孔的设计及补强圈的计算 (14)3.5.2.1 人孔设计 (14)3.5.2.2 补强圈计算 (14)3.5.3 接口管的设计 (16)3.5.4. 液位计的设计 (17)3.5.4.1 液位计选型 (17)3.5.4.2 液位计接口设计 (17)3.5.5 法兰选择 (18)3.5.5. C/D 类焊接接头设计 (19)第四章、参考文献 (20)第五章、结束语 (21)第一章．《过程设备课程设计》指导书适用专业：过程装备与控制工程教学周数：2 周分数：2 分一．课程设计的性质、目的与任务按过程装备与控制工程专业教学计划要求，在学完专业核心课《过程设备设计》后，进行《过程设备课程设计》教学环节，其主要目的是使学生在学习过程设备设计的基础上，进行一次工程设计训练，培养学生解决工程实际问题的能力。
液氯卧式储罐设计
目录第1章绪论 (1)第2章工艺设计 (3)储罐存储量 (3)储罐设备的选型 (4)第3章结构设计 (6)筒体及封头设计 (6)材料的选择 (6)筒体壁厚设计 (6)封头壁厚设计 (7)接管的选取 (8)法兰的选取 (9)垫片的选取 (10)螺栓的选取 (11)人孔的选取 (11)人孔的结构设计 (11)核算开孔补强 (12)安全阀、液位计和压力表的选取 (14)容器支座的设计 (16)支座的选择 (16)鞍座位置的确定 (17)总体布局 (18)第4章强度计算 (20)弯矩和剪力的计算 (20)圆筒轴向应力计算及校核 (21)圆筒轴向应力计算 (21)圆筒轴向应力校核 (22)圆筒和封头切应力计算及校核 (22)鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (23)第5章焊接结构设计 (28)焊接接头设计 (28)焊条的选择 (29)设计心得 (29)参考文献 (30)第1章绪论在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐，如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等；储罐有多种分类方法，按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐；按温度划分为低温储罐(或称为低温储槽)、常温储罐(＜90℃) 和高温储罐(90～250℃ )；按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐；按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。
单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。
金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备，目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。
储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。
圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳，而平盖（或平封头）、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚）以及弹性基础圆平板。
15CM液氯储罐课程设计
目录一、设计概述和液氯特性 (3)1.1 任务说明1.2 液氯（CL2）的性质1.3 液氯工业用途1.4 设计基本思路二、设计参数的确定 (5)2.1 设计压力2.2 设计温度2.3 液氯设计温度下对应参数三、主要元件材料的选择 (7)3.1 筒体材料的选择：3.2 钢管材料的选择：3.3 压力容器类别确定四、工艺计算 (9)4.2 确定筒体厚度、封头厚度4.1 储罐筒体公称直径，筒体长度以及椭圆封头结构型式尺寸的确五、压力容器结构设计 (11)5.1 接管管口及其法兰设计5.2 补强圈设计5.3垫片、螺栓等的设计5.4 支座选型5.6 焊接接头设计5.7水压试验六、压力容器校核 (26)6.1 筒体校核6.2 左封头校核6.3 右封头校核6.4 鞍座校核6.5 补强校核七、制造要求 (40)7.1 无损检测要求7.2结论7.3 参考文献一、 设计概述和液氯特性1.1 任务说明设计一个容积为153m 的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。
1.2 液氯（CL 2）的性质分子量 70.91，黄绿色有刺激性气味的气体。
密度：相对密度(水=1)1.307；相对密度(空气=1)2.48；稳定性：稳定； 危险标记：6(有毒气体)；在工业上，液氯是一种很有用的化学物质。
氯可用于造纸、纺织工业的漂白；用作水和废水的消毒、杀菌剂；且可用于制造无机、有机氯化物，如：金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。
但由于液氯属高毒性，是一种强烈的刺激性气体。
它对人体、环境都有很强的危害，因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。
设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。
课程设计说明书(50M3液氯储罐设计)
目录1.工艺设计1.1设计储量1.2初步设计2.机械设计2.1设计条件2.1设计原始数据2.2.1设计温度2.2.2设计压力2.2结构设计2.2.1筒体和封头结构设计2.2.2 人孔设计2.2.4接管及法兰设计2.2.5补强设计2.2.6鞍座设计2.2.7焊接接头的设计2.2.7液位计安全阀的选用3.主要参考文献4.强度校核1.1设计储量参考相关资料，液氯密度为1314Kg/m3，盛装液氯的压力容器设计储存量为：W=øVρt=0.9×50×1314=5.9130t式中，W—储存量，t；Ø—装量系数取0.9；V—压力容器容积；m；ρt—设计温度下饱和液体密度，kg/31.2初步设计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。
根据液氯的特性，查GB150-1998选择16MnR。
16MnR是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大的压力容器。
50℃时的许用应力为170Mpa,钢板标准GB6645。
液氯进出口管进口管管端成45°角可使液流集中，避免成滴水，对卧式容器插入深度为全高的2/3，插入液体中对减少液面形成泡沫及稳定液面等都有利。
接管高度和安全阀同为150mm根据《压力容器与化工设备实用手册》,采用磁性液位计，普通型，压力等级为1.6 Mpa。
根据设计要求，选用规格为1700 mm的液位计。
空气进出口管、压力表接管高度均为100mm考虑到安全阀起跳压力应低于设计压力高于工作压力,在这里选为1.45MPa2.1设计条件设计条件表管口表2.2.1设计温度设计温度是指容器在正常的工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。
30M液氯储罐设计
第一章 课程设计任务书设计条件表液氯进口管DN50；液氯出口管DN50；空气进口管DN50；空气出口管DN50；安全阀接口DN50；压力表接口DN25. 液位计接口人孔按需设置。
第二章 绪论（一）设计任务：综合运用所学的专业课知识，设计一个第一类压力容器中的高度危险性内压容器——液氯储罐。
（二）设计思想：综合运用所学的专业课知识，以《课程设计指导书》为根，以《过程装备基础》为本，结合所学的专业课知识，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济效益，适用性，安全可靠性。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准。
第三章 材料及结构的选择与论证(一)材料选择纯液氯是高危害性的介质，但其腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,有因为使用温度为C 。
～4520 ，根据《课程设计指导书》中钢板的使用条件，应选用Q245R 或Q345R 。
常用的有20R 和16MnR 两种。
如果纯粹从技术角度看，建议选用20R 类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R 贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR 钢板为比较经济。
所以在此选择16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。
（二）结构选择与论证 （1）封头的选择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。
（2）人孔的选择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。
一般人孔有两个手柄。
本次设计在综合考虑公称压力、公称直径工作温度以及人孔的结构和材料等诸方面因素的情况下，选用回转盖带颈对焊法兰人孔。
25立方米液氯压力储罐课程设计
m'rtJAN UNIVERflTi OF TECHNOLOGY课程设计说明书SPECIFICATION25m3液氨储罐设计学院：班级：姓名：学号：指导教师完成时间：目录任务书 ..........................................第一章工艺设计1.1存储量.....................................1.2设备地选型及轮廓尺寸 ......................第二章机械设计2.1结构设计2.1.1筒体及封头设计材料地选择.................................筒体壁厚地设计计算.........................封头壁厚地设计计算.........................2.1.2接管及接管法兰设计接管尺寸选择•…管口表及连接标准接管法兰地选择垫片地选择 ......紧固件地选择•…2.1.3 人孔地结构设计密封面地选择… 人孔地设计……2.1.4 核算开孔补强…2.1.5 支座地设计支座地选择…………2.1.6液面计及安全阀选择2.1.7总体布局2.1.8 焊接接头设计2.2 强度校核参考文献任务书25立方M液氯储罐设计课程设计要求及原始数据（资料）—、课程设计要求：1、按照国家压力容器设计标准，规范进行设计，掌握典型过程设备设计地过程2、设计计算采用手算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠•3、工程图纸要求计算机绘图.4、独立完成.二、原始数据：课程设计主要内容:1、设备工艺设计2、设备结构设计3、设备强度计算4、技术条件编制5、绘制设备总装配图6、编制设计说明书应交出地设计文件（论文）：1、设计说明书一份2、总装配图一张（折合A1 图纸一张）摘要液氯为黄绿色地油状液体，有毒，在15C时比重为1.4256，在标准状况下，沸点为-346C，凝固点为-101.5 C .在水分存在下对钢铁有强烈腐蚀性.液氯为基本化工原料，可用于冶金、防止、造纸等工业，并且是合成盐酸、聚氯乙烯、塑料、农药地原料.用高压钢瓶包装，净重500kg、1000kg ;槽车罐装，净重25吨左右/罐.贮于阴凉干燥通风处，防火、防晒、防热.工程指标一等品二等品氯含量，% 99.8 99.6 99.6水份含量，% 0.015 0.030 0.040技术指标：GB-T5138-1996危害特性：液氯不会燃烧，但可助燃•一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物•氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质•它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用•第一章工艺设计a）存储量盛装液化气体地压力容器设计存储量W 二V「t式中：W――储存量，t；-――装载系数；V ――压力容器容积;根据设计条件W = V t= 0.9 25 1.511t = 33.9975tb）设备地选型及轮廓尺寸查表《容器参数》可得：筒体地公称直径D j = 2200mm,长度L = 5800mm，计算体积V 计=25.7m3选用EHA椭圆封头，查《EHA椭圆形封头内表面积及容积表》可得：深度第二章机械设计2.1结构设计2.1.1筒体及封头设计.材料地选择常见地压力容器用碳素钢和低合金钢钢板有Q245，Q345R，Q370R等；无缝钢管材料有10, 20,16M n等.考虑到该容器地内径为2100mm，所以选用筒体由钢板卷制而成，由于低合金钢有较高地强度，良好地塑性，价格相对较低，所以选用Q345R..筒体壁厚设计计算I.设计压力液氯储罐地工作温度-20 C ―― 50 C,故选取设计温度t=50 C,由本次地《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，该温度下液氯地绝对饱和蒸汽压为 1.430MPa.由于通常地设计压力在没有说明地情况下，均指表压在本次设计中地液氯储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力地1.05―― 1.10倍，所以安全阀地开启压力为，A =(1.05~1.10) P w =1.5015，因为p> A，所以P=1.6MPa，公称压力选1.6MPa.II.液柱静压力3由《化工设备机械基础》课程设计指导书查得，液氯地密度为1511 kg/ m，内径22100mm由《各地区重力加速度表》查地太原地区地g = 9.79684m/s，则根据公式卩静=：?gD i可P静=0.0414MPaIII.计算压力P cP静—二2.8% 5%因为P，所以可忽略静压力地影响.即p c= p =1.6MPaIV.设计温度下材料地许用应力t为-2°〜50°C,假设筒体厚度为3〜16mm ,由《材料许用应力表》可得Q345R 地 t t=189MPav.焊接接头系数'本次液氯储罐地设计采用双面对接焊地全焊透对接接头，局部无损检测，所以=0.85.VI.内压容器地计算厚度根据内压容器地计算厚度公式【2】：「6 22°° =11.01mm2 189 0.85-1.6取腐蚀裕量 C 2 =4mm ，所以设计厚度 3•C 2=15.01mm .由于GB 713《锅炉和压力容器用钢钢板》和 举地锅炉和压力容器专用钢板地厚允许偏差按Ci =0.3mm另外取负偏差C1=0.3mm，所以名义厚度在3〜16mm 之间，故假设是成立地.GB 3513《低温压力容器用低合金钢板》中列GB/T 709中地B 类要求，即厚度负偏差a - C 1 = 15.30mm ，经过圆整后为16mm ,.封头壁厚地设计计算标准椭圆形封头地计算厚度 根据标准椭圆形封头地计算厚度公式:1&22002 189 0.85-0.5 1.6取腐蚀裕量C 2 =4mm , :n 经过圆整后为16mm . 可见标准椭圆形封头与筒体等厚2.1.2接管及接管法兰设计1,本次设计所用地接管地尺寸表如下所示：p c D i 2 -ppQ 2 匕一= 10.98mm2,本次设计所用地接管及管口表如下表管口表3接管法兰地选泽查《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危害程度分类》HG-20660-2000得：液氯地毒性为高等危害，故采用带颈对焊法兰，密封面为凹凸面，带加强环地缠绕式垫片和专用级紧固件结合•根据设计压力为p =1.6MPa，操作温度为一20~50C,故采用锻件，材料选Q345R，类别为1C1,由于设计压力为p =1.6MPa，查《中华人民共和国化工行业标准.》HG/T 20592-2009得，PN16材料Q345R为地钢制管法兰材料地最大允许工作压力16.0bar,因此该法兰地公称压力为PN16，由于PN< 25但介质有毒，所以采用专用级全螺纹螺柱和I丨型六角螺母接管地法兰结构如下：RA3D表3接管法兰结构尺寸表【3表5接管法兰标记2.1.3人孔地结构设计①.密封面地选择由于本次设计地介质是高度危害地，所以本次设计采用凹凸法兰密封面( MFM)②.人孔地设计本次设计地储罐设计压力为 1.6MPa，根据HG /T21514〜21535 — 2005《钢制人孔和手孔》【3】，采用回转盖带颈对焊法兰人孔该人孔标记为：人孔MFM 川s -35CM B 450 - 2.5 HG/T21518- 20051______ _______密封面型式公称压力PN公称直径DN dw V d D D1 H1 H2 bMFM 2.5 450 480 汽12 456 67060025012142bl b2 A B L d0螺柱螺母螺柱总质量数量直径汉长度图3.1人孔结构示意图表3.1人孔结构尺寸【3】进行开孔补强.GB150采用等面积补强..查表《补强圈尺寸系列》，补强圈外径D 2 = 760mm ，补强圈地厚度为壳体地壁厚，材料与壳体相同，为Q345R ，考虑到液氯地毒性程度为高度危害，补强圈地坡口形式选为D 型，查JB/T 4736-2002知：DN500 ,-'■c = 16mm 时，该补强圈地质量为 33.9 kg,可确定补强圈为:JB/T4736 2.1.5支座地设计①.支座地选择 鞍座结构该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用 Q235-A.估算鞍座地负荷： 储罐总质量m = m + 2m + m mm 1 —筒体质量m 2 —单个封头地质量：查标准 JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表 B.2 EHA 椭圆形封头质量，可知，m 2二683.2cg2.1.4人孔地开孔补强计算按照GB150壳体开孔满足以下要求时，可不另行1，设计压力小于等于2.5 MPa ；3, 接管地公称外径小于等于89mm ;4,接管厚度满足下表：接管外 径/mm 25 32 38 4548 57 最小壁 厚/mm 3.54565 76 896 6由于除人孔和备用口外，其他接管地外径均小于89mm ，故我们需要对人孔和备用口d z 450 16 -D -Q345R2，两相邻开孔中心地间距应不小于两孔直径之和地两倍;叫—充液质量：：■水 ＜：■液氯,m 3 二"氯V 计二130725.7=33589-^kgm 4 —附件质量：人孔质量为 245kg ，其他接管质量总和 292kg ，即m 4 = 546kg综上所述，m = m 1 2m 2 m 3 m 4 =5035 2 683.2 33589.9 546 = 40537.3kgG=mg=397.67kN,每个鞍座承受地重量为198.84kN表4：鞍式支座结构尺寸单位：mm公称 直径DN 允许 载荷Q /kN鞍座 高度h底板腹板筋板11b1q§213 b2 b362200 405 250 1580 240 14 10 245 208 290 8垫板 螺栓配置 鞍座增加100mm 高由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为 JB4712.1-2007得鞍座结构尺寸如下表 4:A,包角为120，有垫板地鞍座.查2.1.6液面计及安全阀选择本次设计采用磁性液位计，普通型，压力等级为 1.6 MPa.根据实际要求，选用液位计地长度为1400mm.标记HG/T21594-95Z-1.6FM-1400-LS.根据公称压力PN=1.6和适用介质，选择型号为A41H-16C地安全阀.2.1.7总体布局液氯进气管外伸度80mm，内伸高度1620mm.，备用口、排气口，压力表管外伸高度150mm，内伸高度0mm.排污口管外伸度150m，内伸高度0m.排液口管外伸高度150m,内伸高度0m.安全阀外伸高度150mm，内伸高度0mm.人孔外伸361mm，内伸0mm.接管与接管间距400mm，进液口接管与左侧人孔间距600mm，加强圈外侧与焊缝距离等于300mm,鞍座距圭寸头切线1190mm.2.1.8焊接结构设计及焊条地选择综合考虑各种因素，针对本次设计储存地介质是高毒性介质，所以本次设计地壳体A、B类焊接接头应为X型地如图.而对于法兰与壳体、接管连接地接头，应采用全焊透接头.对于人孔、补强圈与壳体地接头选用，如图一22强度校核图8.3补强圈接头形式图8.1 x型焊接接头图8.2接管与筒体地接头六、结束语为期两周地课程设计很快就结束了，在这两周里，我们过地忙碌而充实•在经历了一周地手工作图和一周了电脑绘图之后，我们深深地体会到了工程师地不容易•我们不仅从中学到了过程装备设计地知识，也学到了设计中地种种细节对一个设备甚至一个工程地重要性.这对我们以后地学习也大有裨益.总之，这两周，是很有收获地两周.主要参考文献(资料)：《化工设备机械基础》-课程设计指导书.太原理工大学.20151) TSG R0004-2009 固定式压力容器安全技术监察规程.国家质量监督检验检疫总局颁布，2009.8.312) HG 20660-2000 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类北京：全国化工工程建设标准编辑中心，20113) GB150-1998 钢制压力容器北京：中国标准出版社，19984) JB/T4736-2002,JB/T4746-2002. 补强圈钢制压力容器用封头国家经济贸易委员会，20025)HG20592〜20635-2009钢制管法兰中华人民共和国工业和信息化部，20096)JB/T5117-1995碳钢焊条和JB/T5118〜1995低合金钢焊条7)JB4700〜4707-2000.压力容器法兰•昆明：云南科技出版社,20008)HG/T21514 〜21535-2005 钢制人孔和手孔.北京:中国计划出版社,2005。
卧式液氯储罐设计方案
卧式液氯储罐设计方案第一章绪论1.1任务说明设计一个容积40m³的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑液氯性质、所在环境等条件并参考相关标准，分别对储罐进行工艺设计、结构设计、设备强度计算，得出储罐的筒体、封头、鞍座、人孔和接管的尺寸，然后用SW6-1998校核软件对其进行强度校核，最终形成合理的设计方案。
1.2液氯性质液氯化学名称液态氯，为黄绿色液体，沸点-34.6℃，溶点-103℃，在常压下即气化成气体，吸入人体能严重中毒，有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的元素，可以和大多数元素（或化合物）起反应。
危害特性：液氯不会燃烧，但可助燃。
一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也都能与氯气形成爆炸性混合物。
氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生成爆炸性物质。
它几乎对金属和非金属都有腐蚀作用。
第二章工艺参数2.1设备的初步选型及轮廓尺寸根据《化工工艺设计手册》，目前常温压力储罐一般有两种形式：球形储罐和圆筒形储罐，其中圆筒形储罐加工制造安装简单，安装费用少，金属耗量大占地面积大，多以在总储存量小于500 m3 ，单罐容积小于1000 m3 时选用圆筒形储罐比较经济。
2.2设计温度设计温度的定义为：容器在正常工作情况下，所设定元件的金属温度，即金属截面的平均温度。
当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0℃时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。
根据-20～45℃的工作温度，再考虑温度的波动，外界环境的变化等因素，我们将设计最高温度定为50℃,设计最低温度定为-20℃。
2.3压力容器的设计存储量W=ΦVρ=0.9*42.89*1.3141=50.73t式中：W---储存量，tΦ---装量系数V---压力容器容积ρ---设计温度下饱和液体密度，t/ m3第三章结构设计3.1 材料选择根据液氯的特性以及材料的综合机械性能和使用的经济型，选择Q345R作为筒体材料。
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目录第1章绪论 (1)第2章工艺设计 (2)2.1 储罐存储量 (2)2.2 储罐设备的选型 (2)第3章结构设计 (2)3.1 筒体及封头设计 (2)3.1.1材料的选择 (2)3.1.2 筒体壁厚设计 (2)3.1.3 封头壁厚设计 (2)3.2 接管的选取 (2)3.3 法兰的选取 (2)3.4 垫片的选取 (2)3.5 螺栓的选取 (2)3.6 人孔的选取 (2)3.6.1 人孔的结构设计 (2)3.6.2 核算开孔补强 (2)3.7 安全阀、液位计和压力表的选取 (2)3.8 容器支座的设计 (2)3.8.1 支座的选择 (2)3.8.2 鞍座位置的确定 (2)3.9 总体布局 (2)第4章强度计算 (2)4.1 弯矩和剪力的计算 (2)4.2 圆筒轴向应力计算及校核 (2)4.2.1 圆筒轴向应力计算 (2)4.2.2 圆筒轴向应力校核 (2)4.3 圆筒和封头切应力计算及校核 (2)4.4 鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (2)第5章焊接结构设计 (2)5.1 焊接接头设计 (2)5.2 焊条的选择 (2)设计心得 (2)参考文献 (2)第1章绪论在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐，如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等；储罐有多种分类方法，按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐；按温度划分为低温储罐(或称为低温储槽)、常温储罐(＜90℃) 和高温储罐(90～250℃)；按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐；按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。
单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。
金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备，目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。
储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。
圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳，而平盖（或平封头）、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚）以及弹性基础圆平板。
上述7种壳和板可以组合成各种储罐结构形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的储罐。
图1.1为一台卧式储罐的总体结构图，下面结合该图对储罐的基本组成作简单介绍。
图1.1 储罐总体结构(1) 筒体筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是储罐最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。
圆柱形筒体(即圆筒) 和球形筒体是工程中最常用的筒体结构。
圆筒按其结构可分为单层式和组合式两大类。
(2) 封头根据几何形状的不同，封头可以分为球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中球形、椭圆形、碟形和球冠形封头又统称为凸形封头。
(3) 法兰储罐上需要有许多密封装置，如封头和筒体间的可拆式连接、容器接管与外管道间的可拆连接以及人孔、手孔盖的连接等，储罐能否正常、安全地运行在很大程度上取决于密封装置的可靠性。
(4) 开孔与接管由于工艺要求和检修的需要，常在储罐的筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等接管开孔。
筒体或封头上开孔后，开孔部位的强度被削弱，并使该处的应力增大。
这种削弱程度随开孔直径的增大而加大，因而容器上应尽量减少开孔的数量，尤其要避免开大孔。
对容器上已开设的孔，还应进行开孔补强设计，以确保所需的强度。
(5) 支座储罐靠支座支承并固定在基础上。
圆筒形容器和球形容器的支座各不相同，圆筒形容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类，其中立式容器支座又有腿式支座、支承式支座、耳式支座和裙式支座四种；而球形容器多采用柱式或裙式支座。
(6) 安全附件由于储罐的使用特点及其内部介质的化学工艺特性，往往需要在容器上设置一些安全装置和测量、控制仪表来监控工作介质的参数，以保证储罐的使用安全和工艺过程的正常进行。
储罐的安全附件主要有安全阀、爆破片装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等。
上述六大部件(筒体、封头、法兰、开孔接管、支座及安全附件) 即构成了一台储罐的外壳。
对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身；对于用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器，则须在外壳内装入工艺所要求的内件，才能构成一个完整的产品。
第2章 工艺设计2.1 储罐存储量盛装液氯的储罐设计存储量t V ρW ϕ=式中：W ----存储量，t ； φ----装量系数； V -----储罐容积，m 3；ρt ----设计温度下的饱和溶液的密度，t/m 3。
由《某些无机物重要物理性质表》查得，液氯的密度为1314kg/m ³。
根据设计条件t 282631412580...V ρW t =⨯⨯==ϕ2.2 储罐设备的选型目前我国普遍采用常温压力储罐一般有两种形式，球形储罐和圆筒型储罐。
因为圆筒形储罐加工制造安装简单，安装费用少，但金属耗量大，占地面积大，所以在总储量小于500m 3，单罐容积小于100m 3时，选用卧式储罐比较经济。
粗略计算储罐的内径：L D πi 24=25m 3一般D L =3～6，取DL=4，得1997=i D mm ，圆整为2000mm 。
就力学性能而言，半球形封头效果较好，但是冲压工艺较难，不易成型。
根据GB/T25198-2010《储罐封头》选用EHA 椭圆形封头，公称直径N D =2000mm ，总深度H=525mm ，内表面积A =4.493m 2，容积V =1.1257m ³。
图2.1 椭圆形封头储罐体积V =32m 2524=+封头V L D i π则 m 24.7241257.12254222=⨯⨯-=-=ππi D V V L 封头，圆整得L =7800mm 。
90.320007800==i D L 符合设计要求 32m 75.261257.128.74424=⨯+⨯⨯=+=ππ封头实V L D V i7%%1002525754.26%100=⨯-=⨯-V V V 实＞5% 符合设计要求 综上所述，筒体的公称直径为i D =2000mm ，长度L =7800mm 。
第3章 结构设计3.1 筒体及封头设计3.1.1材料的选择考虑液氯的特性以及材料的综合机械性能和使用的经济性，根据《过程设备设计》选择Q345R 作为制造筒体和封头的材料。
Q345R 为储罐专用钢板，50℃时的许用应力[]MPa 170=t σ（δ=6～16mm ）。
3.1.2 筒体壁厚设计（1）设计压力P液氯储罐的工作温度-10℃～50℃，故取设计温度t =50℃。
由《储罐介质手册》查得该温度下的绝对饱和蒸气压为 1.401MPa 。
在本次设计中的液氯储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.05～1.1倍，所以设计压力P =1.1×（1.401－0.1）=1.432MPa 。
（2）液柱静压力静PMPa 026.0281.91314=⨯⨯==i gD P ρ静 （3）计算压力c P%82.1100432.1026.0=⨯=P P 静＜5%， 可忽略液柱静压力影响，所以 c P =P =1.432MPa 。
（4）焊接接头系数φ本次液氯储罐的设计采用双面焊对接接头，100%无损检测，焊接接头系数φ取1。
（5）筒体计算厚度δ[]mm 46.8432.1117022000432.12=-⨯⨯⨯=-=c ti c P D P φσδ 取厚度负偏差m m 25.01=C ，腐蚀裕度m m 22=C ； 设计厚度m m 71.10225.046.821=++=++=C C d δδ 查《钢材标准规格》，将其圆整为12mm ；即名义厚度mm 12=n δ，有效厚度m m 75.9225.01221=--=--=C C n e δδ。
检查：mm 12=n δ在6～16mm 范围，故名义厚度取12mm 合适。
（6）水压试验水压试验时，液体的温度不低于5℃，取20℃；Q345R ：[][]170==tσσMPa ，345=s σMPa 。
[][]79.11432.125.125.1=⨯⨯==tT PP σσMPa 水压试验时应力： 48.18475.92)75.92000(79.12)(=⨯+⨯=+=e e i T T D P δδσMPa水压试验许用应力：50.31034519.09.0=⨯⨯=s φσMPaT σ＜s φσ9.0 故筒体满足水压试验要求。
3.1.3 封头壁厚设计标准椭圆形封头形状系数k=1。
[]mm 44.8432.15.0117022000432.115.02=⨯-⨯⨯⨯⨯=-=c ti c P D KP φσδ 取厚度负偏差m m 25.01=C ，腐蚀裕度m m 22=C ； 设计厚度m m 69.10225.044.821=++=++=C C d δδ 查《钢材标准规格》，将其圆整为12mm 与筒体相等；即名义厚度mm 12=n δ，有效厚度m m 75.9225.01221=--=--=C C n e δδ。
检查：mm 12=n δ在6～16mm 范围，故名义厚度取12mm 合适。
3.2 接管的选取液氯储罐应设置物料进口，物料出口，安全阀口，排污口，进气口，放气口，液位计口，压力表口，人孔。
根据5.2=N P MPa 查《无缝钢管标准》GB/T8163-2013，材料为20钢时，各接管尺寸如表3-1。
表3-1 接管表名称公称直径外径×壁厚连接尺寸标准理论质量kg/m物料进管50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 物料出管50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 安全阀管50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 排污管50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 进气管50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 放气管50 φ57×12 HG20595-2009 12.48 液位计管40 φ45×10 HG20595-2009 11.21 压力表管40 φ45×10 HG20595-2009 11.21 人孔450 φ480×12 HG20595-2009 2653.3 法兰的选取查HG/T20592-2009《钢制管法兰》，NP=2.5MPa时，法兰材料用20钢。
设计温度为50℃时，最大允许工作压力为2.25MPa，故公称压力选用2.5MPa。