夹套反应釜设计参考

66 《化工容器设计》

课程设计

年级：2008级

专业：化学工程与工艺

姓名：张洪姣

学号：2008115023

指导教师：郝惠娣老师

全容积：1.03m

西北大学化工学院

二零一零年七月三日

目录

一设计内容概述

1. 1 设计要求

1. 2 设计参数

1. 3 设计条件

二强度设计计算

2. 1 厚度计算

2. 2 最小壁厚

2. 3 应力校核

三标准零部件的选取

3.1 支座

3.2 手孔

3.3 视镜

3.4 法兰

3.5 接管

一、夹套反应釜设计任务书

（一）设计内容：设计一台夹套传热式配料罐

（二）设计参数和技术性能指标

（三）设计要求：

1.进行罐体和夹套设计计算；

2.选择支座形式并计算；

3.手孔校核计算；

4.选择接管，管法兰，设备法兰；

（四）设计要求，压力容器的基本要求是安全性和经济性的统一。安全是前提，经济是目标，在充分保证安全的前提下，尽可能做到经济。经济性包括材料的节约，经济的制造过程，经济的安装维修。

设计檔，压力容器的设计檔，包括设计图样，技术条件，强度计算书，必要时还要包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。强度计算书的内容至少应包括：设计条件，所用规范和标准、材料、腐蚀裕度、计算厚度、名义厚度、计算应力等。设计图样包括总图和零部件图。

设计条件，应根据设计任务提供的原始数据和工艺要求进行设计，即首先满足工艺设计条件。

设计条件常用设计条件图表示，主要包括简图，设计要求，接管表等内容。简图示意性地画出了容器的主体，主要内件的形状，部分结构尺寸，接管位置，支座形式及其它需要表达的内容。

设计参数及要求

容器内夹套内工作压力，MPa

设计压力，MPa 0.2 0.5 工作温度，℃

设计温度，℃<100 <150

介质染料及有机溶

剂

冷却水或蒸汽

全容积, 3

m 1.0 操作容积,

3

m

0.8 传热面积,

2

m

>3

腐蚀情况微弱推荐材料Q235--A

接管表

符号公称

尺寸

DN

连接面形式用途

a 25 突面蒸汽入口

b 25 突面加料口

c 80 凸凹面视镜

d 65 突面温度计管口

e 25 突面压缩空气入口

f 40 突面放料口

g 25 突面冷凝水出口

h 100 突面手孔

二、设计计算 （夹套反应釜设计计算）

(一)几何尺寸 1-1全容积 V=1.2m 33m 1-2 操作容积V 1=1.0 m 33m 1-3 传热面积 F=3m 22m 1-4 釜体形式：圆筒形 1-5 封头形式：椭圆形 1-6 半径比 i= H 1/ D 1=1.1

1-7 初算筒体内径 1D ≅ 34/V i π 带入计算得：1D ≅1.116m 1-8 圆整筒体内径 1D =1200mm

1-9 一米高的容积1m V 按附表4-1选取 1m V =1.131 m 3 1-10 釜体封头容积1V 封 按附表4-1选取 1V 封=0.255 3m 1-11 釜体高度1H =(V-1V 封)/ 1m V =0.836 m 1-12圆整釜体高度1H =1000mm

1-13 实际容积V=1m V *1H +1V 封=1.131*1.1+0.2553m =1.393m 1-14 夹套筒体内径2D 按表4-3选取得：2D =1D +100=1300mm 1-15 装料系数η=V 操/V=0.8 1-16操作容积V 操=1.03m

1-17 夹套筒体高度2H ≥(ηV-1V 封)/1m V =0.623m 1-18 圆整夹套筒体高度2H =800mm

1-19 罐体封头表面积1F 封 按附表4-2选取 F 1封=1.66522m 1-20 一米高筒体内表面积 1m F 按附表4-1选取 F 1m =3.772m

1-21 实际总传热面积

按式4-5校核 F=F 1m *H 2+F 1封=3.77*0.80+1.6652=5.062m >32m （二）、强度计算（按内压计算厚度） 2-1、 设备材料 Q235-A

2-2、 设计压力（罐体内）P 1=0.2MPa 2-3、 设计压力（夹套内） P 2=0.3MPa 2-4、 设计温度（罐体内）t 1<100℃ 2-5、 设计温度（夹套内）t 2<150℃ 2-6、 液柱静压力P 1H = 10-6ρgh 略去不计 2-7、 计算压力 P 1C =P 1=0.2MPa 2-8、 液柱静压力 P 2H =0MPa 2-9、 计算压力P 2C = P 2=0.3 MPa

2-10、 罐体及夹套焊接系数 采用双面焊，局部无损探伤 φ=0.85 2-11、 设计温度下材料许用应力[σ]t =113Mpa 2-12、 罐体筒体计算厚度 []11112C t

C

P D δ=σϕ-P =1.32mm 2-13、 夹套筒体计算厚度 []22222C t C

P D δ=σϕ-P =2.03mm

2-14、 罐体封头计算厚度11

11' 1.092[]0.5c t

c

P D mm P δσϕ==- 2-15、 夹头封头计算厚度22

22' 1.722[]0.5c t c

P D mm P δσϕ=

=-

2-16、 假设钢板厚度为3.8~4.0 2-17、 取钢板厚度负偏差 C 1=0.18mm