压力容器设计说明书(储罐液氨)液态二氧化碳储罐设计

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3上机画图6天
4书写说明书5天
5图纸及工艺的检测3天
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第一章．设计选材及结构
1.设计压力
设计压力：2.16MPa的压力合适。 属于中压容器[5]。
设计温度：为-40℃～40℃条件下工作属于低温容器。
——单个封头的质量：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，
——充液质量： ，故
——附件质量：人孔质量为300kg，其他接管质量总和估为100kg，即
综上所述，
G=mg=178.721kN,每个鞍座承受的重量为89.361kN
由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为BI,包角为120 ，有垫板的鞍座。查JB4712.1-2007表6得鞍座结构尺寸如下表3：
0.5864
323.4
封头取与筒体相同材料。
第二章． 设计计算
1.筒体壁厚及长度计算
（1）计算压力Pc:
液柱静压力： pa
故液柱静压力可以忽略，即Pc＝P＝2.16× Pa
查 《压力容器材料使用手册-碳钢及合金钢》得16MnDR的密度为7.85t/m3，熔点为1430℃，许用应力 列于下表：
圆筒的计算压力为2.16Mpa,容器筒体的纵向焊接接头和封头的拼接接头都采用双面焊或相当于双面焊的全焊透的焊接接头，取焊接接头系数为1.00,全部无损探伤。取许用应力为163 Mpa。
g1-2
液位计口
32
38B
140
100
18
4
M12
18
40
2.3
6
4
40
2
h
温度计口
20
25B
105
75
14
4
M12
18
40
2.3
6
4
40
1
m
压力表口
20
25B
105
75
14
4
M12
18
40
2.3
6
4
40
1
n
安全阀口
100
108B
220
180
18
8
M16
20
131
3.6
12
8
52
4.5
s
排空口
50
57B
鞍座垫板有效厚度，10mm
则
应力校核：鞍座材料Q235-A·F的许用应力 ，则
第六章．容器焊缝标准
容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的形式和坡口形式的设计直接影响到焊接的质量与容器的安全。
a)回转壳体与封头的焊接接头采用对接接头
6
50
4
c
气相口
80
89B
200
160
18
8
M16
20
105
3.2
10
6
50
4
d
出液口
80
89B
200
160
18
8
M16
20
105
3.2
10
6
50
4
e
进液口
80
89B
200
160
18
8
M16
20
105
3.2
10
6
50
4
f
人孔
500
530B
670
620
26
20
M24
28
562
7.1
16
12
90
39.5
1.对接接头：
2.搭接接头
3.角接接头：
第九章．外层绝热材料
选用泡沫塑料，可发行自熄聚苯乙烯泡沫塑料板，工作温度为-65℃到70℃，厚度较小。
容积密度小，热导率低，耐振动，抗压强度良好，施工方便，保冷性能好。
参考文献
[1]赵军，张有忱等编.化工设备机械基础.第二版.北京：化学工业出版社，2007.7
由标准椭圆封头
故
所以取:A 400
鞍座的安装位置如图3所示：
3.鞍座强度校核
鞍座腹板的水平分力：
查得鞍座包角120°对应系数
支座反力：
鞍座腹板有效界面内的水平方向平拉应力：
计算高度，取鞍座实际高度和 两者中的较小值，mm
鞍座腹板厚度，mm
鞍座腹板有效宽度，取垫板宽度 与圆筒体的有效宽度 两者中的较小值，mm
2.筒体和封头切向应力校核
筒体切向应力计算：
由《化工机械工程手册》（上卷，P11-100）查得K3=0.880，K4=0.401。所以
(6.8)
封头切向应力计算：
(6.9)
因 所以合格。
第八章．焊缝接头的布置
容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称，焊缝是焊接接头的主要部分。焊接接头的形式和坡口形式的设计直接影响到焊接的质量与容器的安全。
3.压力试验
水压试验，液体的温度不得低于5℃；
试验方法：试验时容器顶部应设排气口，充液时应将容器内的空气排尽，试验过程中，应保持容器外表面的干燥。试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后，保压时间一般不少于30min。然后将压力降至规定试验压力的80%，并保持足够长的时间以便对所有焊接接头和连接部位进行检查。如有渗漏，修补后重新试验。
壁厚：
mm
钢板厚度负偏差 ,取双面腐蚀取腐蚀裕量 ㎜。
设计厚度为：
名义厚度为：
圆整后取名义厚度14mm。
（2）筒体长度计算
充装系数取0.9
即：
计算得：L＝6.008m 取L＝6m
2．封头壁厚计算
标准椭圆形封头，型号代号为EHA，则：
封头计算公式 ：
可见封头厚度近似等于筒体厚度，则取同样厚度。
由 得：直边高度h＝H- ＝25mm
3
f
500
M24
125
25
44
4
g1-2
32
M16
85
17
30
3
h
20
M12
75
13
24
2.5
m
20
M12
75
13
24
2.5
n
80
M16
90
17
30
3
s
50
M16
85
17
30
3
第五章．鞍座选型和结构设计
1.鞍座选型
该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-B。
估算鞍座的负荷：
储罐总质量
——筒体质量：
（2）设计压力引起的轴向应力
由 (6.7)
所以
（3）轴向应力组合与校核
最大轴向拉应力出现在筒体中间截面最低处
所以
许用轴向拉压应力[σ]t=163MPa，而σ2＜[σ]t合格。
最大轴向压应力出现在充满水时，在筒体中间截面最高处
轴向许用应力：
根据A值查外压容器设计的材料温度线图得B=150MPa，取许用压缩应力[σ]ac=150MPa，︱σ1︱＜[σ]ac，合格。
式中 开孔直径：
；
人孔材料采用16MnDR. 许用应力为163MPa
所以 =1
壳体开孔的计算厚度为 =10.67mm
A=505.6×10.67+0=5394.75
2.有效补强范围
（1）有效补强B 根据GB150公式
（2）外侧有效高度 根据GB150公式
（3）内侧有效高度 根据GB150-1998公式
[2]《压力容器实用技术丛书》编写委员会编.压力容器设计知识.北京：化学工业出版社，2005.7
[3]刘湘秋编.常用压力容器手册.北京：机械工业出版社，2004.6
[4]董大勤编.化工设备机械基础.北京：化学工业出版社，2003
参考文献
[1]赵军，张有忱等编.化工设备机械基础.第二版.北京：化学工业出版社，2007.7
水压试验时的压力
水压试验的应力校核：
水压试验时的应力
Mpa
水压试验时的许用应力为
故筒体满足水压试验时的强度要求。
第三章．人孔补强设计方法判别
表4.1 人孔标准尺寸表
密封面型式
PN/
Mpa
DN
dw×s
d
D
D1
H1
H2
总质量
kg
突面
2.5
500
530×12
500
730
660
270
123
298
1. 内压容器开孔后所需的补强面积
80
109.5
142
f
人孔
g1-2
液位计口
32
61.5
82
h
温度计口
20
45.5
61
m
压力表口
20
45.5
61
n
安全阀口
80
109.5
142
s
排空口
50
77.5
107
注：1：包覆金属材料为纯铝板，标准为GB/T 3880，代号为L3。
2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板。
3：垫片厚度均为3mm。
3.螺栓螺柱的选择
2.筒体的选材及结构
16MnDR
3.封头的结构及选材
筒体的公称直径 有标准选择，而它的长度L可以根据容积要求来决定。
设计L/D=4 V＝12
公式