夹套反应釜设计说明书Word文件下载.docx
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设计温度,℃
<
100
150
介质
染料及有机溶剂
冷却水或蒸汽
全容积,m3
1.2
操作容积,m3
1
.0
传热面积,m2
>
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
蒸汽入
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=1.2m3m3
1-2操作容积V1=1.0m3m3
1-3传热面积F=3m2m2
1-4釜体形式:
圆筒形
1-5封头形式:
椭圆形
1-6半径比i=H1/D1=1.1
1-7初算筒体内径D134V/i带入计算得:
D11.116m
1-8圆整筒体内径D1=1200mm
1-9一米高的容积V1m按附表4-1选取V1m=1.131m3
1-10釜体封头容积V1封按附表4-1选取V1封=0.255m3
1-11釜体高度H1=(V-V1封)/V1m=0.836m
1-12圆整釜体高度H1=1000mm
1-13实际容积V=V1m*H1+V1封=1.131*1.1+0.255m3=1.39m3
1-14夹套筒体内径D2按表4-3选取得:
D2=D1+100=1300mm
1-15装料系数=V操/V=0.8
1-16操作容积V操=1.0m3
1-17夹套筒体高度H2(V-V1封)/V1m=0.623m
1-18圆整夹套筒体高度H2=800mm
1-19罐体封头表面积F1封按附表4-2选取F1封=1.6652m2
1-20一米高筒体内表面积
F1m按附表4-1选取F1m=3.77m21-21实际总传热面积
按式4-5校核F=F1m*H2+F1封=3.77*0.80+1.6652=5.06m2>
3m2
二)、强度计算(按内压计算厚度)
2-1、
2-2、
2-3、
2-4、
2-5、
2-6、
2-7、
2-8、
2-9、
2-10、
2-11、
2-12、
2-13、
2-14、
2-15、
2-16、
设备材料Q235-A设计压力(罐体内)P1=0.2MPa设计压力(夹套内)P2=0.3MPa设计温度(罐体内)t1<
100℃设计温度(夹套内)t2<
150℃液柱静压力P1H=10-6ρgh略去不计计算压力P1C=P1=0.2MPa液柱静压力P2H=0MPa计算压力P2C=P2=0.3MPa
罐体及夹套焊接系数采用双面焊,局部无损探伤
设计温度下材料许用应力
[σ]t=113Mpa
φ=0.85
夹套筒体计算厚度
P2CD2
t=2.03mm
22C
罐体封头计算厚度
夹头封头计算厚度
P1cD1
t1c1*1.09mm
2[]t0.5P1c
P2cD2
'
2t1.72mm
2[]t0.5P2c
假设钢板厚度为3.8~4.0
2-17、
取钢板厚度负偏差
C1=0.18mm
2-18、
腐蚀裕度C2=2.0mm
2-19、
厚度附加量C=C1+C2=2.18mm
2-20、
罐体筒体设计厚度
δ1c=δ1+C2=1.32+2.0=3.32mm
2-21、
夹套筒体设计厚度
δ2C=δ2+C2=2.03+2.0=4.03mm
2-22、
罐体封头设计厚度
δ1C?
=δ1?
+C2=1.32+2.0=3.32mm
2-23、
夹套封头设计厚度
δ2C?
=δ2?
+C2=2.03+2.0=4.03mm
2-24、
罐体筒体名义厚度
δ1n=4mm
2-25、
夹套筒体名义厚度
δ2n=6mm
2-26、
罐体封头名义厚度
δ1n?
=4mm
2-27、
夹套封头名义厚度
δ2n?
=6mm
三稳定性校核(按外压校核厚度)
3-1罐体筒体名义厚度δ1n=6mm(假设)
3-2厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm
3-3罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-C=3.2mm
3-4罐体筒体外径D1O=D1+2δ1n=1200+2*6=1212mm
3-5筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2=800+1/3*300+25=925mm
3-6系数L/D1O=925/1212=0.763
3-7系数D1O/δ1e=1212/3.2=378.75
3-8系数查参考文献1图11-5得:
A=0.00024
3-9系数查参考文献1图11-8得:
B=34
3-10需用外压力[P]=B=0.090Mpa<
0.3MPa
D1O/1e
1n
3-11罐体筒体名义厚度1nδ1n=8mm(假设)3-12厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm3-13罐体筒体有效厚度δ1e=δ1n-C=8-2.8=5.2mm3-14罐体筒体外径D1O=D1+2δ1n=1200+2*8=1216mm
3-15筒体计算长度L=H2+1/3h1+h2=925mm
3-20许用外压力p=B
=0.30Mpa>
0.3Mpa所以稳定。
D1O/1e
3-21筒体罐体名义厚度δ1n=8mm(确定)3-22筒体封头名义厚度δ1n?
=8mm(假设)
3-23厚度附加量C=C1+C2=0.8+2.0=2.8mm3-24罐体封头有效厚度δ1e?
=δ1n?
-C=8-2.8=5.2mm3-25罐体封头外径D1O?
=D1?
+2*δ1n?
=1200+2*8=1216mm3-26标准椭圆封头当量球壳外半径R1O?
=0.9
*D1O=0.9*1216=1094.4mm
3-27系数A=0.125=0.00059
(R1O/1e)
3-28系数查参考文献1图11-8得:
B=85
3-29许用外压力pB=0.404MPa>
RO/1e
3-30罐体封头名义厚度δ1n?
=8mm(确定)
(四)水压试验校核
4-1罐体试验压力P1T=1.25P1[]t=1.25*0.2=0.25MPa
4-2夹套水压试验压力P1T=1.25P2[]t=1.25*0.3=0.375Mpa
4-3材料屈服点应力σs=235MPa
4-4T0.9s=0.9*0.85*235=179.8MPa
4-5罐体圆筒应力1T=p1T(D11e)=29.0<
179.8MPa
21e
4-6夹套内压试验应力2T=p2T(D22e)=47.1<
22e
三、标准零部件的选取
3.1支座
1)支坐类型:
根据罐体的公称直径是1200mm,可由参考文献2的附表
4-9选择标准耳式支坐,又因设备思需要保温故选择B型,由JB/T4725—92可知选择耳座B3。
2)数量:
4个(对称且承重)。
3)[Q]=30KN。
3.2手孔
查参考文献2的附表4-10,根据DN=150mm,PN=1.0Mpa,选择带颈
平焊法兰手孔,其有关资料如下:
标准号HG21530-95凹凸面MFM
H1=160mm,H2=85.5mm,m=23.3kg
3.3视镜
由DN=80mm,PN=1.0MPa,可知选择不带颈的视镜,查参考文献可得资料如下:
D=145mm,D1=120mm,b1=25mm,b2=14mm标准号为JB593-64-2
3.4法兰
设备共需选用4个,其中压力容器法兰1个,管法兰3个。
1)根据DN=1200mm,PN=0.6MPa,查参考文献2的附表4-4和4-5可知选取甲型平焊法兰:
名称为法兰-T1200-0.6;
具体资料如下:
D=1330mm,D1=1290mm,D2=1255mm,D3=1241mm,D4=1238mm,d=23mm;
螺柱M20,数量52;
凸面法兰质量:
117.4kg,凹面法兰质量:
115.2kg
2)图中a,b,e,g接管公称尺寸均为25mm。
根据DN=25mm,PN=1.0MPa,查参考文献2的附表4-12可得有关资料如下:
管子外径A=32mm,法兰外径D=100mm,法兰理论质量为0.65kg。
3)图中d接管公称尺寸为65mm。
根据DN=65mm,PN=1.0MPa,查参考文献2的附表4-12可得有关资料如下:
管子外径A=76mm,法
兰外径D=160mm,法兰理论质量为1.61kg
4)图中f接管公称尺寸为40mm。
根据DN=40mm,PN=1.0MPa,查参考文献2的附表4-12可得有关资料如下:
管子外径A=45mm,法兰外径D=130mm,法兰理论质量为1.20kg。
3.5接管
查参考文献2的附表4-12,根据各种零件的DN不同,PN=1.0Mpa,选取保温设备接管,由资料可知接管的伸出长度一般为从法兰密封面到壳体外径为150mm,则接管a.b.d.e.f.g长均为1500mm四、参考文献
1、《化工设备机械基础》(第二版)
赵军张有忱段成红编
化学工业出版社
2、《化工设备机械基础课程设计指导书》
蔡纪宁张秋翔编
3、《化工机械手册》
化工机械手册编辑委员会编
天津大学出版社
2009.6.27
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