5.2 储罐的结构——【过程设备设计】
储罐设备图纸PPT课件
设计温度
指储罐设备在设计时所承受的 最大工作温度，通常以摄氏度
或华氏度为单位。
材质
指储罐设备的材料，通常以钢 材、铝合金等为主，根据液体 的性质和储存要求进行选择。
储罐设备的设计与
03
制造
储罐设备的设计
确定储罐设备的容量和用途
根据所需储存的物料量和性质（如易 燃、腐蚀性等），确定储罐的容量和 用途。
应用场景
该储罐设备用于储存和运输石油和天然气，保障 了该石油公司的生产和供应。
技术特点
该储罐设备具有大容量、高压力、高安全性的特 点，满足了石油和天然气的储存和运输需求。
案例二：某化工企业的储罐设备
设备介绍
某化工企业拥有多种类型的储罐设备，用于储存化工原料和产品 。
应用场景
该储罐设备用于储存和运输化工原料和产品，保障了该化工企业的 生产和供应。
调试检测
完成安装后进行调试检测，确 保储罐设备运行正常。
储罐设备的使用注意事项
安全操作
按照操作规程使用储罐设备，避免违规操作 和误操作。
维护保养
定期对储罐设备进行维护保养，延长其使用 寿命。
定期检查
定期对储罐设备进行检查，确保其正常运转 。
应急处理
熟悉储罐设备应急处理流程，遇到问题及时 采取措施处理。
选择合适的结构形式
根据使用环境和物料特性，选择合适 的储罐结构形式，如固定顶储罐、浮 顶储罐等。
设计储罐的基础
根据储罐的重量和使用要求，设计合 适的基础结构，确保储罐的稳定性和 使用寿命。
确定配套设施
根据使用需求，设计储罐周围的配套 设施，如进出料管道、泵、阀门等。
储罐设备的制造工艺
准备材料
根据设计要求，准备合适的材 料，如钢材、铝合金等。
储罐的结构
球瓣在不同带位 置尺寸大小不 一，互换有限； 下料成型复杂， 板材利用率低； 球极板尺寸往往 较小，人孔、接 管等容易拥挤， 有时焊缝不易错 开。
焊缝布置复杂， 施工组装困难， 对球壳板的制造 精度要求高。
适用于各种 容量的球 罐。
容积小于 1 2 0 m 3球 罐 。
5.2 储罐的结构
过程设备设计
5.2.3 球形储罐
罐体 支座 人孔和接管 附件
21
过程设备设计
5.2 储罐的结构
5.2.3 球形储罐
过程设备设计
分类
22
外观
球形 椭球形
壳体构造方式
球壳层数 球壳组合方案
单数 多数
桔瓣式 足球瓣
支撑方式
支柱式支座 筒形或锥形裙式支座
混合式
5.2 储罐的结构
典型结构示例
圆球形单层纯桔瓣式 赤道正切球罐
1-球壳
8-可熔塞
2-上部支柱 9-接地凸缘
3-内部筋板 10-底板
4-外部端板 11-下部支耳
5-内部导环 12-下部支柱
6-防火隔热层 13-上部支耳
7-防火层夹子
36
过程设备设计
图5-12 支柱结构图
5.2 储罐的结构
支柱的结构
支柱 底板 端板
过程设备设计
单段式 双段式
单段式
由一根圆管或卷制圆筒组成，其上端与球壳相接的圆弧 形状通常由制造厂完成，下端与底板焊好，然后运到现 场与球罐进行组装和焊接。
1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针；
4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯；
26
7-喷淋水管；8-支柱；9-拉杆
5.2 储罐的结构
过程设备设计
储罐的结构PPT精选文档共61页PPT
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
谢谢！
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
5.2卧式储罐
（5-14）
当θ分别为120°、135°和150°时K4=0.401、0.344和0.297
22
K3和K4的汇总见表 5-2。
5.2.2 设计计算
表5-2 条件
系数K3、K4值
过程设备设计
鞍座包角θ 圆筒K3 A＞0.5Ri且圆筒无加强圈， 120° 1.171 或虽有加强圈，但加强圈不 135° 0.958 在鞍座处 150° 0.799 A＞0.5Ri，但圆筒在鞍座平 面有加强圈 b＜A≤0.5Ri 120° 135° 150° 120° 135° 150° 120° 135° 150° 0.319 0.319 0.319 0.880 0.654 0.485 0.880 0.654 0.485
sin
当θ分别为120°、135°和150°时，K3 =0.880、0.645和0.485 21
。
5.2.2 设计计算
过程设备设计
d. 封头中的附加拉伸应力（A≤0.5Ri，封头对圆筒起加强作用） 图5-8中，封头切向切应力会 对封头产生水平的附加拉伸应 力，作用范围沿着封头的整个 高度。
1.5 F sin 2 F h K4 sin cos 2 R 2 Ri he i he
5.2.2 设计计算
有加强的情况
过程设备设计
c.被封头加强的圆筒： 此时外伸部分重量忽略，由此 假设外伸部分无剪力，看右图源自A注意：剪 力方向
B
截面上上下力相等
当θ=α时，τ 最大
图5-25 被封头加强的圆 sin cos F F max ( ) K3 筒 sin cos Ri e Ri e 上的切向切应力 （5-13） τ最大值在 sin sin cos A、B位置 K3 其中，剪力V=F sin cos
简述储罐设计步骤
简述储罐设计步骤储罐是用于存储液体或气体的设备，其设计过程需要考虑多个方面，包括结构、材料、安全等因素。
下面是储罐设计的一般步骤的简要概述：1. 确定需求和设计条件：明确储罐的用途、存储物质的性质和容量要求，以及环境条件和适用的设计标准。
2. 材料选择：根据存储物质的性质和储罐的设计条件，选择适合的材料，如钢材、玻璃钢等。
3. 确定储罐类型：根据存储物质的性质和需求，选择适当的储罐类型，如垂直圆柱形、球形、卧式储罐等。
4. 结构设计：确定储罐的结构形式，包括底部形式、壁厚、支撑方式、顶部结构等。
5. 安全设计：考虑储罐的安全性，包括防火、防爆、排放系统、压力释放装置、温度控制等。
6. 地基设计：确定储罐的地基形式和承载能力，以确保储罐在运行期间的稳定性和安全性。
7. 防腐保温设计：根据储罐存储物质的特性和环境条件，选择合适的防腐保温材料和方法。
8. 安全附件和设备：确定储罐所需的安全附件和设备，如液位计、温度传感器、压力传感器等。
9. 施工图设计：根据以上设计要求和条件，绘制储罐的施工图，包括结构图、管道布置图、电气图等。
10. 施工和验收：根据设计图纸和相关标准，进行储罐的施工和安装，并进行必要的验收和测试。
11. 运行和维护：储罐建成后，按照相关规定和操作手册进行储罐的运行、维护和检修，确保其安全可靠地运行。
12. 监测和检测系统：设计储罐时，需要考虑安装相应的监测和检测系统，用于实时监测储罐内的液位、温度、压力等参数，以及检测可能存在的泄漏或其他安全隐患。
13. 应急处理措施：设计储罐时，需要制定相应的应急处理措施，包括泄漏应急处理、火灾应急处理、气体泄漏扩散预测等，以应对突发情况并保障人员和环境安全。
14. 环境影响评估：在一些特殊情况下，如储罐建设涉及敏感区域或环境保护区域时，需要进行环境影响评估，评估储罐建设和运营对周围环境的潜在影响，并采取相应的环保措施。
15. 法规和标准遵循：在储罐设计过程中，必须严格遵循适用的法规、标准和规范，包括国家、地区或行业相关的法律法规，以及安全技术规范和设计标准，确保储罐设计符合法规要求。
过程设备设计5-8章思考题及答案
第三版过程设备设计思考题及答案（5-8）5.储存设备5.1 设计双鞍座卧式容器时，支座位置应该按照那些原则确定？试说明理由。
5.2 双鞍座卧式容器受力分析与外伸梁承受均布载荷有何相同何不同，试用剪力图和弯距图比较。
5.3 “扁塌”现象的原因是什么？如何防止这一现象出现？5.4 双鞍座卧式容器设计中应计算那些应力？如何产生的？5.5 鞍座包角对卧式容器筒体应力和鞍座自身强度有何影响？5.6 在什么情况下应对卧式容器进行加强圈加强？5.7 球形储罐有哪些特点？设计球罐时应考虑那些载荷？各种罐体型式有何特点？5.8 球形储灌采用赤道正切柱式支座时，应遵循那些准则？5.9 液化气体存储设备设计时如何考虑环境对它的影响？6.换热设备6.1换热设备有哪几种主要形式？6.2间壁式换热器有哪几种主要形式？各有什么特点？6.3管壳式换热器主要有哪几种形式？6.4换热器流体诱导震动的主要原因有哪些？相应采取哪些防震措施？6.5换热管与管板有哪几种连接方式？各有什么特点？6.6换热设备传热强化可采用哪些途径来实现？7.塔设备7.1塔设备由那几部分组成？各部分的作用是什么？7.2填料塔中液体分布器的作用是什么？7.3试分析塔在正常操作、停工检修和压力试验等三种工况下的载荷？7.4简述塔设备设计的基本步骤。
7.5塔设备振动的原因有哪些？如何预防振动？7.6塔设备设计中，哪些危险界面需要校核轴向强度和稳定性？8.反应设备8.1反应设备有哪几种分类方法？简述几种常见的反应设备的特点。
8.2机械搅拌反应器主要由哪些零部件组成？8.3搅拌容器的传热元件有哪几种？各有什么特点？8.4 搅拌器在容器内的安装方法有哪几种？对于搅拌机顶插式中心安装的情况，其流型有什么特点？8.5常见的搅拌器有哪几种？简述各自特点。
8.6涡轮式搅拌器在容器中的流型及其应用范围？8.7 生物反应容器中选用的搅拌器时应考虑的因素？8.8搅拌轴的设计需要考虑哪些因素？8.9搅拌轴的密封装置有几种？各有什么特点？思考题答案：5.储存设备思考题5.1根据JB4731规定，取A小于等于0.2L，最大不得超过0.25L，否则容器外伸端将使支座界面的应力过大。
过程设备设计
第一章一．压力容器的基本组成：1.筒体2.封头3.密封装置4.开孔与接管5.支座6.安全附件二．开孔与接管(1)开孔目的：a.满足工艺要求 b.满足结构要求(2)开孔结果：a.开孔部位的强度被削弱b.结构连续性破坏c.与接管焊接时易产生焊接残余应力和缺陷焊接故应少开孔并作开孔补强设计。
(3)破坏形式：疲劳破坏三．开孔位置：满足工艺要求考虑操作方便，避开应力集中区域，边缘应力区，焊缝处a.检查孔(人孔、手孔等)的装设位置应便于检查、清理,对人孔还应考虑进出方便。
b.立式小型容器的人孔、手孔应设于顶盖上,较大立式容器人孔可设于筒体上。
c.设置两个人孔的容器，其位置一般分别设在顶盖和筒体上。
d.设在侧面位置的人孔，容器内部应根据需要设置梯子或踏步。
e.用于装卸填料、触媒的手孔允许斜置。
不必开设检查孔的条件：容器若符合下列条件之一,则可不必开设检查孔:a.筒体Di≤300mm 的压力容器b.容器上设有可拆卸的封头、盖板或其它能够开关的盖子，其尺寸不小于所规定检查孔的尺寸。
c.无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理的压力容器。
d.制冷装置用压力容器。
e.换热器检查压力容器在使用单元中是否有裂纹、变形、腐蚀等缺陷产生四．压力容器零部件间的焊接焊接结构设计，接头的形式（如对接、搭接、角接）坡口形式和尺寸，焊接方法（如手工焊、自动焊等）检验要求（表面探伤、透射探伤等）五．介质危害性指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性介质毒性程度愈高，压力容器爆炸或泄漏所造成的危害愈严重，对材料选用、制造、检验和管理的要求愈高。
对于压力容器用钢钢板应逐张超声检测， 100%射线或超声检测，气密性试验易燃介质对压力容器的选材、设计、制造和管理等提出了较高的要求，易燃介质容器均采用全焊透结构压力容器的分类：承压方式（内压容器，外压容器）[当容器的内压力小于一个绝对大气压（约0.1MPa）时又称为真空容器]（按照设计压力p分）低压(L)容器 0.1 MPa≤p＜1.6 Mpa，中压(M)容器 1.6 MPa≤p＜10.0 MPa高压(H)容器 10 MPa≤p＜100 Mpa，超高压(U)容器 p≥100Mpa六．规章制度：法律，行政法规，部门规章，安全技术规范，引用标准特种装备：锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施、场（厂）内专用机动车辆8种《容规》对压力容器的材料、设计、制造、使用，检验、修理、改造等七个环节中的主要问题提出了基本安全要求。
(完整word版)液氨储蓄罐的机械设计
XX学院本科课程设计题目: 液氨储蓄罐的机械设计专业: 应用化学学院: 化学XX 学院班级: XX级XX 班姓名: XXX 学号: XXX指导教师: XXX目录一、设计条件 (3)二、设计内容 (3)1.选择符合要求的材料 (3)2.确定设计参数 (3)3.罐体壁厚设计 (4)4.封头壁厚设计 (5)5.校核水压实验强度 (5)6.应力的计算 (6)7.鞍座的设计 (8)8.人孔的设计 (9)9.人孔的补强 (10)10.接口管的设计 (11)五、课程设计收获 (12)六、设计符号说明 (12)七、参考资料 (13)液氨储罐的机械设计一、设计时间2016年10月25日-2016年12月25日二、设计条件1.工艺条件；温度40℃, 氨的饱和蒸汽压1.55MPa2.贮罐筒体为圆柱形, 封头为标准椭圆封头3.贮罐容积V（单位m3）: 204.使用地点：XX三、设计内容1.选择符合要求的材料因为液氨的腐蚀性小, 贮罐可选用一般钢材, 但由于液氨贮罐属于带压容器, 可以考虑20R和16MnR这两种钢种。
而16MnR在中温（475℃以下）及低温（-40℃以上）的机械性能优于20R, 是使用十分成熟的钢种, 质量稳定, 可使用在-40-475℃场合, 故在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头的材料。
2.确定设计参数(1)设计温度题目中给出设计温度取40℃。
(2)设计压力在夏季液氨储罐经太阳暴晒, 随着气温的变化, 储罐的操作压力也在不断变化。
通过查阅资料可知包头最高气温为40℃, 通过查表可知, 在40℃时液氨的饱和蒸汽压(绝对压力)为 1.55MPa, 密度为580kg/m3, 而容器设计时必须考虑在工作情况下可能遇到的工作压力和相对应的温度两者相结合中最苛刻工作压力来确定设计压力。
一般是指容器顶部最高压力与相应的设计温度一起作为设计载荷条件, 其值不低于工作压力。
此液氨储罐采用安全法, 依据《化工设备机械基础》若储罐采用安全法时设计压力应采用最大工作压力/的/倍, 取设计压力/（已知/表压）所以 /。
储罐制作方案
储罐制作方案1. 背景介绍储罐是一种用于储存液体或气体的容器，广泛应用于石油化工、化学工程、食品加工等行业。
储罐的制作方案关乎到储存物质的安全性和有效性。
本文将介绍一个储罐制作方案，包括选择材料、设计储罐结构和制作流程等内容。
2. 材料选择在选择储罐的材料时，需要考虑存储物质的性质、工作条件、成本等因素。
2.1 容器壁材料常见的储罐材料包括钢材和玻璃钢（FRP）。
•钢材：钢材具有强度高、耐腐蚀等特点，适用于储存高温、高压、强腐蚀性液体或气体。
常见的钢材包括碳钢、不锈钢等。
•玻璃钢（FRP）：玻璃钢具有重量轻、耐腐蚀、绝缘等特点，适用于储存一般温度、一般压力、具有一定腐蚀性的液体或气体。
2.2 密封材料在储罐制作过程中，需要选择适合的密封材料来确保储存物质的不泄漏。
常见的密封材料有橡胶密封件、丁晴橡胶（NBR）、氟橡胶（FPM）等。
3. 储罐结构设计储罐的结构设计应考虑结构强度、稳定性和施工方便性等因素。
3.1 储罐形状常见的储罐形状有圆筒形、球形和圆顶形等。
选择合适的储罐形状能够减小储罐的表面积，降低成本。
3.2 支撑方式储罐的支撑方式包括支座支撑和足座支撑。
•支座支撑：支座支撑是将储罐直接放置在支座上，通过支座来承受重力荷载。
•足座支撑：足座支撑是将储罐通过足座与地面连接，从而增加了储罐的稳定性。
3.3 防护措施为提高储罐的安全性，需要采取相应的防护措施，如设置泄漏检测装置、防雷设备、防火设施等。
4. 制作流程制作储罐的流程主要包括以下几个步骤：1.材料准备：选择适当的材料，并进行材料切割、加工等准备工作。
2.零部件制作：根据设计图纸，制作储罐的各个零部件，如筒体、底板、顶板等。
3.部件组装：将制作好的零部件进行组装，焊接或螺栓连接，确保储罐的结构稳定。
4.防护处理：根据需要进行储罐的防腐、保温等处理。
5.检测验收：对制作好的储罐进行检测，包括外观检查、强度测试等。
6.安装调试：将储罐安装到指定位置，并进行相关的调试工作。
储罐的结构专题培训课件
5.2 储罐的结构
13
过程设备设计
图5-4 支撑 式锥顶罐简 图
1-锥顶板 2-中间支柱 3-梁 4-承压圈 5-罐壁 6-罐底
锥顶荷载主要 靠梁或檀条(桁 架)及柱来承担
5.2 储罐的结构
14
过程设备设计
图5-5 自支撑拱顶罐简图
1-拱顶 2-包边角钢 3-罐壁 4-罐底
可承受较高的饱和蒸气 压，蒸发损耗较少。它 与锥顶罐相比耗钢量少 罐顶气体空间较大，制 作时需用模具，是国内 外广泛采用的一种储罐 结构
5.2 储罐的结构
过程设备设计
地面卧式储罐 地下卧式储罐
区别
管口的开设位置 接管集中安放
9
5.2 储罐的结构
5.2.2 立式平底筒形储罐
过程设备设计
固定式储罐属于大型仓储式常压或低压储存设备，主 要用于储存压力不大于0.1MPa的消防水、石油、汽油等 常温条件下饱和蒸气压较低的物料。
10
5.2 储罐的结构
5.2.3 球形储罐
罐体 支座 人孔和接管 附件
21
过程设备设计
5.2 储罐的结构
5.2.3 球形储罐
过程设备设计
分类
22
外观
球形 椭球形
壳体构造方式
球壳层数 球壳组合方案
单数 多数
桔瓣式 足球瓣
支撑方式
支柱式支座 筒形或锥形裙式支座
混合式
5.2 储罐的结构
典型结构示例
圆球形单层纯桔瓣式 赤道正切球罐
5.2 储罐的结构
过程设备设计
与外浮顶储罐相比，内浮顶储罐可大量减少储液的蒸发损耗， 降低内浮盘上雨雪荷载，省去浮盘上的中央排水管、转向扶 梯等附件，并可在各种气候条件下保证储液的质量，因而有 “全天候储罐”之称，特别适用于储存高级汽油和喷气燃料 以及有毒易污染的液体化学品。
储液罐的内部结构
储液罐的内部结构储液罐是一种用于储存各种液体的设备，内部结构主要由罐体、罐底和罐顶组成。
下面我将对储液罐的内部结构进行详细介绍，以便更好地理解其工作原理和应用。
1.罐体：储液罐的罐体通常采用钢板焊接制成，具有良好的密封性和强度。
罐体的尺寸常根据储存液体的种类和用途进行设计，通常有圆柱形、矩形或球形。
罐体的直径、高度和壁厚都会根据液体的特性和工作压力而有所不同。
罐体内部通常会涂上耐腐蚀涂层或选择相应材料进行防腐蚀处理，以保证液体的质量和储存的安全。
2.罐底：罐底是储液罐的底部结构，主要分为平底和锥底两种形式。
平底由两个部分组成，下平底和上平底。
下平底是一个平整的刚体，用于支撑液体的重量。
上平底（也称为浮顶）可上下移动，以根据液位的变化来调整罐内的空气容积和压力。
锥底则具有一个钝头或锥形的形状，可以促进液体的排放和清洁。
3.罐顶：罐顶是储液罐的顶部结构，主要功能是保护液体免受外界污染和防止逸出。
常见的罐顶结构包括固定顶、浮顶、半浮顶和圆顶。
固定顶是一种无法移动的结构，适用于低压或正压操作。
浮顶是一个在液面上漂浮的顶部结构，通过重力和浮力来保持密封。
半浮顶结构类似于浮顶，但只能在一定范围内上下移动。
圆顶是一个圆顶状的结构，通常用于大型储罐。
4.罐内设备：储液罐内部还装设有一些特定的设备，以满足不同的储存要求。
常见的设备包括进出料口、排气口、检查口和搅拌装置。
进出料口用于装载和卸载液体，通常具有阀门和管道连接。
排气口用于调节罐内空气压力，避免产生过高的压力。
检查口可用于检查罐内液位、液体质量和罐体的状况。
搅拌装置用于搅拌液体，以保持液体均匀性和质量稳定性。
综上所述，储液罐的内部结构由罐体、罐底和罐顶组成，同时还包括一些罐内设备。
每个部分都有其特定的功能和重要性，共同确保液体的存储和保护。
对于不同类型的液体和储存要求，可以选择不同结构和设备，以满足安全和经济的要求。
储液体罐结构
储液体罐结构储液体罐是一种用于储存液体的容器，广泛应用于工业生产和民用领域。
储液体罐的结构设计旨在保证液体的安全储存和运输，同时满足工艺要求，确保液体的质量和稳定性。
储液体罐的主要结构包括罐体、罐盖、密封装置、进出口管道以及支撑架等。
罐体是储液体罐的主体部分，通常由钢材或玻璃钢制成。
罐体的外壁应具有足够的强度和刚度，以承受内部液体的压力和外部环境的负荷。
罐体内壁应做到光滑平整，以减少液体在储存和流动过程中的摩擦损失。
同时，罐体还需要具备一定的耐腐蚀性能，以适应不同液体的储存需求。
罐盖是储液体罐的顶部封闭部分，通常由金属材料制成。
罐盖的主要功能是防止液体的挥发和外界杂质的进入。
为了保证罐体的密封性能，罐盖通常采用密封垫圈或密封胶条进行密封。
对于大型储液体罐，罐盖还需要具备足够的强度和刚度，以承受外部风载和雪载等荷载。
密封装置是连接罐体和罐盖的重要部件，主要用于保持罐体的密封性能。
常见的密封装置有法兰密封、螺纹密封和弹性密封等。
密封装置的选择应根据液体的性质、工艺要求和使用条件来确定，以确保罐体在运行过程中不发生泄漏和渗漏。
进出口管道用于液体的进出口，通常位于罐体的底部或侧面。
进出口管道应具备足够的通径和流量能力，以满足液体的进出要求。
同时，进出口管道还需要具备一定的防腐蚀性能，以避免液体对管道的腐蚀和污染。
支撑架是储液体罐的支撑结构，用于承载罐体和保证罐体的稳定性。
支撑架通常由钢材制成，具备足够的强度和刚度，以承受罐体的重量和外部荷载。
支撑架的设计应考虑到地基条件、地震要求和风载要求等因素，以确保储液体罐在运行过程中不发生倾覆和变形。
储液体罐的结构设计是为了保证液体的安全储存和运输。
罐体、罐盖、密封装置、进出口管道和支撑架等部件共同构成了储液体罐的完整结构。
合理的结构设计能够提高储液体罐的使用寿命和安全性能，为工业生产和民用领域提供可靠的液体储存解决方案。
过程设备设计课程设计
前言本次设计主要在于巩固过程设备设计这门课程所学的相关知识，是该课程的一个总结性教学环节。
在整个教学计划中，它培养学生初步掌握化工设备工程设计的过程，熟悉设计之中所设计的标准，规范的内容和使用方法，是毕业设计的一次预演。
过程设备在生产技术领域中的应用十分广泛，是化工，炼油，轻工，交通，食品，制药，冶金，纺织，城建，海洋工程等传统部门所必需的关键设备。
一些新技术领域，如航空航天技术，能源技术等，也离不开过程设备。
而压力容器是广泛用于各种行业的特种设备。
由于涉及人的生命和工业生产安全，历来受到国家及有关各级行政部门的高度重视，制订了一系列法规、规定和条例。
而过程设备设计这门课正是压力容器设计的核心课程。
我们这次主要是关于液化石油气储罐的设计。
主要指导思想是：1.选材合理，备料方便；2.结构设计保证工艺过程顺利和进行并使得运输，安装盒维修方便。
3.全部设计工作均符合现行标准和规范。
4.保证设备安全。
第一章 设计参数的选择设计题目：液化石油气储罐设计 已知条件：工作压力为0.79MPa ，在武汉地区储罐的工作温度为-19℃~50℃，容积为853m 。
分析：此设备为低压容器，液化石油气为易燃气体，因此其应为第二类压力容器。
设计压力：取最高工作压力的1.1倍，即 1.10.790.869P MPa =⨯=。
设计温度：最高工作温度为50℃，一般当W T >15℃时，介质设计温度应在工作温度的基础上加15~30℃，故可取设计温度为70℃。
主要受压元件材料的选择：0.869P MPa =，设计温度为70℃，综合考虑安全性和经济性，查询有关资料，选择16MnR （Q345R ），假设壳体厚度在6~16mm 范围内，查表GB150中表4-1可得[]170MPa σ=，[]170tMPa σ=，R 345eL MPa =。
第二章 容器强度的计算及校核2.1 封头与筒体的厚度计算：2.1.1 考虑采用双面对接焊，局部无损擦伤，焊接接头系数取0.85ϕ=。
《过程设备》课程设计
第一部分《过程设备课程设计》教学大纲适用专业：过程装备与控制工程教学周数： 2 周一、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。
本课程设计的先修课程为：《过程装备力学基础》，《过程装备制造技术》，《工程材料》二、程设计的主要内容与要求本课程设计以化工生产中的单元过程设备为主，包括：塔、换热器、反应器、储罐等设备的设计。
设计条件由工艺人员提供工艺条件、设备的初步选型及轮廓尺寸。
1.课程设计的主要内容1.1设备的机械设计1.1.1 设备的结构设计1.1. 2 设备的强度计算1.2. 技术条件的编制1.2.1总装配图技术条件1.2.2零部件技术条件1.3绘制设备总装配图及零部件图1.4编制设计说明书2.课程设计要求学生应交出的设计文件2.1设计说明书一份2.2总装配图一张（ 1 号图纸）三、课程设计教学的基本要求（一）教学的基本要求1．课程设计是一次综合应用所学知识的实际训练环节，要求学生独立完成2．课程设计实行指导教师负责制，指导教师根据本教学大纲制定课程设计任务书、指导书；准备设计所需要的有关设计资料；安排设计进度及其答疑时间；指导学生完成设计任务。
学生在教师指导下应独立、按时完成课程设计任务书所规定的全部内容和工作量；（二）课程设计的能力培养要求1．巩固、灵活运用本课程基础理论知识2．通过课程设计，培养学生（1）国家、专业标准及规范熟悉、使用能力；（2）分析、综合解决实际工程问题能力；（3）计算机综合应用能力；（4）对过程装备工程概念的理解能力；（5）综合素质、创新意识及创新能力。
（三）课程设计的规范性要求课程设计报告由设计说明书和设计图纸组成。
1.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。
5.2_储罐的结构详解
5.2 储罐的结构
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过程设备设计
图5-4 支撑 式锥顶罐简 图
1-锥顶板 2-中间支柱 3-梁 4-承压圈 5-罐壁 6-罐底
锥顶荷载主要 靠梁或檀条(桁 架)及柱来承担
5.2 储罐的结构
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过程设备设计
图5-5 自支撑拱顶罐简图
1-拱顶 2-包边角钢 3-罐壁 4-罐底
可承受较高的饱和蒸气 压，蒸发损耗较少。它 与锥顶罐相比耗钢量少 罐顶气体空间较大，制 作时需用模具，是国内 外广泛采用的一种储罐 结构
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5.2 储罐的结构
过程设备设计
支柱与球壳 的连接
直接连接结构形式 加托板的结构形式 U形柱结构形式 支柱翻边结构形式
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5.2 储罐的结构
直接连接结构形式
对大型球罐 比较合适
过程设备设计
加托板的结构型式
可解决由于 连接部下端 夹角小，间 隙狭窄难以 施焊的问题
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5.2 储罐的结构
U形柱结构型式
5.2.1 卧式圆柱形储罐
过程设备设计
卧式圆柱形储罐
地面卧式储罐 地下卧式储罐
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5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-1 100m 3 液化石油气储罐结构示意图
1-活动支座；2-气相平衡引入管；3-气相引入管；4-出液口防涡 器；5-进液口引入管；6-支撑板；7-固定支座；8-液位计连通管； 916-4支-管撑托；架1；0-椭15圆-筒形体封头；11-内梯；12-人孔；13-法兰接管；
）优点——受力均匀，弹性好，能承受热膨胀的 变形，安装方便；
缺点——球罐重心高，相对ຫໍສະໝຸດ 言，稳定性差。35 裙式支座
5.2 储罐的结构
支柱的结构
储罐的结构
★储罐的结构目前我国使用范围最广泛、制作安装技术最成熟的是拱顶储罐、浮顶储罐和卧式储罐。
（一）拱顶储罐的构造拱顶储罐是指罐顶为球冠状、罐体为圆柱形的一种钢制容器。
拱顶储罐制造简单、造价低廉，所以在国内外许多行业应用最为广泛，最常用的容积为1000 -10000m 3 ，目前，国内拱顶储罐的最大容积已经达到30000m 3 。
罐底：罐底由钢板拼装而成，罐底中部的钢板为中幅板，周边的钢板为边缘板。
边缘板可采用条形板，也可采用弓形板。
一般情况下，储罐内径＜16.5m 时，宜采用条形边缘板，储罐内径≥ 16.5m 时，宜采用弓形边缘板。
罐壁：罐壁由多圈钢板组对焊接而成，分为套筒式和直线式。
套筒式罐壁板环向焊缝采用搭接，纵向焊缝为对接。
拱顶储罐多采用该形式，其优点是便于各圈壁板组对，采用倒装法施工比较安全。
直线式罐壁板环向焊缝为对接。
优点是罐壁整体自上而下直径相同，特别适用于内浮顶储罐，但组对安装要求较高、难度亦较大。
罐顶：罐顶有多块扇形板组对焊接而成球冠状，罐顶内侧采用扁钢制成加强筋，各个扇形板之间采用搭接焊缝，整个罐顶与罐壁板上部的角钢圈（或称锁口）焊接成一体。
（二）浮顶储罐的构造浮顶储罐是由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。
浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降，浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置，罐内介质始终被内浮顶直接覆盖，减少介质挥发。
罐底：浮顶罐的容积一般都比较大，其底板均采用弓形边缘板。
罐壁：采用直线式罐壁，对接焊缝宜打磨光滑，保证内表面平整。
浮顶储罐上部为敞口，为增加壁板刚度，应根据所在地区的风载大小，罐壁顶部需设置抗风圈梁和加强圈。
浮顶：浮顶分为单盘式浮顶、双盘式浮顶和浮子式浮顶等形式。
单盘式浮顶：由若干个独立舱室组成环形浮船，其环形内侧为单盘顶板。
单盘顶板底部设有多道环形钢圈加固。
其优点是造价低、好维修。
双盘式浮顶：由上盘板、下盘板和船舱边缘板所组成，由径向隔板和环向隔板隔成若干独立的环形舱。
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过程设备设计
图5-8 内浮顶储罐
1-接地线；2-带芯人 孔；3-浮盘人孔；4密封装置；5-罐壁 6-量油管；7-高液位 报警器；8-静电导 线；9-手工量油口 ；10-固定罐顶；11罐顶通气孔；12-消 防口；13-罐顶人孔 ；14-罐壁通气孔； 15-内浮盘；16-液 面计；17-罐壁人孔 ；18-自动通气阀； 19-浮盘立柱
5.2 储罐的结构
过程设备设计
地面卧式储罐 地下卧式储罐
区别
管口的开设位置 接管集中安放
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5.2 储罐的结构
5.2.2 立式平底筒形储罐
过程设备设计
固定式储罐属于大型仓储式常压或低压储存设备，主 要用于储存压力不大于0.1MPa的消防水、石油、汽油等 常温条件下饱和蒸气压较低的物料。
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5.2 储罐的结构
5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-2 30m 3地下丙烷储罐结构示意图 1-罐体；2-人孔Ⅰ；3-液相进口、液相出口、回流口和气相平衡 口（共4根管子）；4-液面计接口；5-压力表与温度计接口；6排7 污及倒空管；7-聚污器；8-安全阀；9-人孔Ⅱ；10-吊耳；11支座；12-地平面
5.2 储罐的结构
由罐顶结构
过程设备设计
固定顶储罐
锥顶储罐 拱顶储罐
自支撑锥顶 支撑锥顶 自支撑拱顶
伞形顶储罐
网壳顶储罐(球面网壳)
浮顶储罐
外浮顶储罐 内浮顶罐
单盘式 双盘式 浮子式
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5.2 储罐的结构
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过程设备设计
图5-3 自支撑锥顶罐简图
1-锥顶 2-包边角钢 3-罐壁 4-罐底
锥顶坡度最小为 1/16，最大为3/4。 锥形罐顶是一种形 状接近于正圆锥体 表面的罐顶
5.2.3 球形储罐
罐体 支座 人孔和接管 附件
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过程设备设计
5.2 储罐的结构
5.2.3 球形储罐
过程设备设计
分类
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外观
球形 椭球形
壳体构造方式
球壳层数 球壳组合方案
单数 多数
桔瓣式 足球瓣
支撑方式
支柱式支座 筒形或锥形裙式支座
混合式
5.2 储罐的结构
典型结构示例
圆球形单层纯桔瓣式 赤道正切球罐
过程设备设计
用途——储存汽油、液化石油气等液化气体。
将储罐埋于地下，既可以减少占地面积，缩短安全防火 间距，也可以避开环境温度对储罐的影响，维持地下储 罐内介质压力的基本稳定。
埋地措施
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安装在地下预先构筑好的空间里
先对卧式储罐的外表面进行防腐处理，如涂 刷沥青防锈漆，设置牺牲阳极保护设施等， 然后放置在地下基础上，最后采用地土覆盖 埋没并达到规定的埋土深度
5.2 储罐的结构
过程设备设计
与外浮顶储罐相比，内浮顶储罐可大量减少储液的蒸发损耗， 降低内浮盘上雨雪荷载，省去浮盘上的中央排水管、转向扶 梯等附件，并可在各种气候条件下保证储液的质量，因而有 “全天候储罐”之称，特别适用于储存高级汽油和喷气燃料 以及有毒易污染的液体化学品。
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5.2 储罐的结构
5.2 储罐的结构
过程设备设计
伞形顶储罐
自支撑伞形顶是自支撑拱顶的变种，其任何水 平截面都具有规则的多边形。
罐顶荷载靠伞顶支撑于罐壁上，其强度接近于 拱形顶，但安装较容易，因为伞形板仅在一个方 向弯曲。这类罐在美国、日本应用较多，在我国 很少采用。
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5.2 储罐的结构
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过程设备设计
图5-6 短程线型网壳 结构罐顶示意图
5.2.1 卧式圆柱形储罐
过程设备设计
卧式圆柱形储罐
地面卧式储罐 地下卧式储罐
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5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-1 100m 3 液化石油气储罐结构示意图
1-活动支座；2-气相平衡引入管；3-气相引入管；4-出液口防涡 器；5-进液口引入管；6-支撑板；7-固定支座；8-液位计连通管； 1964-支-管撑托；架10；-椭15圆-筒形体封头；11-内梯；12-人孔；13-法兰接管；
罐体 支柱
上下极板、 上下温带板、 赤道板
拉杆
操作平台 盘梯
附件
人孔、接管、液面计
压力计、温度计、
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安全泄放装置等
过程设备设计
图5-9 赤道正切柱式支承单层壳球罐 1-球壳；2-液位计导管；3-避雷针； 4-安全泄放阀；5-操作平台；6-盘梯； 7-喷淋水管；8-支柱；9-拉杆
5.2 储罐的结构
5.2 储罐的结构
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过程设备设计
图5-4 支撑 式锥顶罐简 图
1-锥顶板 2-中间支柱 3-梁 4-承压圈 5-罐壁 6-罐底
锥顶荷载主要 靠梁或檀条(桁 架)及柱来承担
5.2 储罐的结构
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过程设备设计
图5-5 自支撑拱顶罐简图
1-拱顶 2-包边角钢 3-罐壁 4-罐底
可承受较高的饱和蒸气 压，蒸发损耗较少。它 与锥顶罐相比耗钢量少 罐顶气体空间较大，制 作时需用模具，是国内 外广泛采用的一种储罐 结构
过程设备设计
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5.2 储罐的结构
1. 罐体
过程设备设计
作用 球形储罐主体，储存物料、承受物料工作压力和液柱静压力
按其组合方式分
纯桔瓣式罐体 足球瓣式罐体 混合式罐体
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5.2 储罐的结构
（1）纯桔瓣式罐体
过程设备设计
球壳全部按桔瓣片 形状进行分割成型 后再组合
图5-9 赤道正切柱式支承单层壳球罐
5.2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ罐的结构
过程设备设计
外浮顶储罐
罐的浮动顶(简称浮顶)漂浮在储液面上。浮顶与罐壁 之间有一个环形空间，环形空间内装有密封元件，浮顶与 密封元件一起构成了储液面上的覆盖层，随着储液上下浮 动，使得罐内的储液与大气完全隔开，减少介质储存过程 中的蒸发损耗，保证安全，并减少大气污染。
应用
原油、汽油、溶剂油等需要控制蒸发损耗及大气污 染，有着火灾危险的液体化学品都可采用外浮顶罐。
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5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-7 单盘式浮顶罐
1-中央排水管；2-浮顶立柱；3-罐底板；4-量液管；5-浮船； 6-密封装置；7-罐壁；8-转动浮梯；9-泡沫消防挡板；10-单 18 盘板；11-包边角钢；12-加强圈；13-抗风圈
5.2 储罐的结构 是在固定罐的内部 再加上一个浮动顶盖
第五章 储运设备
过程设备设计
第一节 概述 第二节 储罐的结构 第三节 卧式储罐设计 第四节 移动式压力容器
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过程设备设计
第二节 储罐的结构
5.2.1 卧式圆柱形储罐 5.2.2 立式平底筒形储罐 5.2.3 球形储罐 5.2.4 低温储槽
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过程设备设计 3
过程设备设计
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大型储油罐的顶部
5.2 储罐的结构