40立方米液氯课程设计

目录

一、绪论

1.任务说明

2.液氯的性质

二、设计参数的确定

1.设计压力

2.设计温度

3.主要元件材料的选择

4.焊接结构系数

5．液化气体储罐的设计储存量

三、压力容器结构设计

1.筒体和封头

2.压力的确定计算

3.接管的选择

4.法兰的选择

5.人孔的选择

6.液氯进出口管

7.液面计及安全阀选择

8.垫片的选择

9.螺栓的选择

10.鞍座选型

11.焊接接头

四、补强圈设计

1.补强圈设计方法判别

2.补强的确定

3.开孔所需补强面积

4.有效补强围

5.有效高度的确定

6.有效补强面积

7.补强面积

五、校核.

六、总结

七、参考文献

一、绪论

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SW6-2011校核软件对其进行强度校核，最终形成合理的设计方案。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。而且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（指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。在总贮量小于5003m，单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较经济。

2．液氯性质

液氯化学名称液态氯，沸点-34.6℃，溶点-103℃，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。

二、设计参数的确定设计参数的确定

设计参数表

1．设计压力

设计压力系指设定的容器顶部的最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。而工作压力系指容器在正常工作中顶部产生的最高压力。设计压力应视压或外压容器分别取值。当压容器上装有安全泄放装置时，其设计压力应根据不同形式的安全泄放装置确定。装设安全阀的容器，考虑安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不应低于安全阀的整定压力，通常可取最高工作压力的1.05～1.10倍；装设爆破片时，设计压力不得低于爆破片的设计爆破片压力。对于盛装液化气体的容器，由于容器介质压力液化气体的饱和蒸气压，在规定的装量系数围，与体积无关，仅取决于温度的变化，故设计压力与周围的大气环境温度密切相关。此外，还要考虑容器外壁是否有保冷设施，可靠的保冷设施能有效地保证容器温度不受大气环境温度的影响，即设计压力应根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。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加上液柱静压力。当元件所承受的

液柱静压力小于5%设计压力时，可忽略不计。(锅炉压力容器安全) t=50℃时,根据《压力容器介质手册》可得

液氯的密度是1.314g/cm3

饱和蒸汽压Pv=1.4327 MPa

大气压Pa=0.1 MPa

设计压力P=1.1×Pv=1.1×（1.4327-0.1）=1.466 MPa

液柱静压力=ρgDi=1.314×9.8×2.4=0.031<5%×Pd，所以忽略液柱静压力。

计算压力Pc=Pd=1.466 MPa

2．设计温度

设计温度也为压力容器的设计载荷条件之一，它是指容器在正常工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均值）。当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件金属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低温度。GB150.3规定设计温度低于-20℃的碳素钢和低合金钢制容器，以及设计温度低于-196℃的奥氏体型钢材制容器属于低温容器。

3．主要元件材料的选择

a筒体材料的选择：

b 压力容器的选择：

根据液氯的特性，查GB150-1998选择16MnR 。16MnR 是压力容器专用钢，适用围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大（8mm ≥）的压

力容器。50℃时的许用应力

[]170t Mpa σ=,钢板标准GB6645。 C 钢管材料的选择：

根据JB/T4731,钢管的材料选用20钢，其许用应力[]133sa MPa σ=

4．焊接结构系数

氯气是一种极度危害的戒指，对人的皮肤，呼吸道有害，甚至心力衰竭而死亡，液氯属于高度危害介质，必须采用双面对接接头并采用100%无损检测，焊接接头系数取Φ=1。

5．液化气体储罐的设计储存量

t 30.47314.1409.0t =⨯⨯==ρφV W

三、压力容器结构设计

1.筒体和封头

筒体的公称直径i D 有标准选择，而它的长度L 可以根据容积要求来决定。