夹套反应釜课程设计

1、0JV尢学夹套反应釜设计说明书学校：西北大学院系：化工学院年 级：2014级专 业：制药工程姓 名：陈辉学 号：2014115308目录2. 反应釜釜体的设计 3.2.1 罐体和夹套的结构设计 32.2 罐体几何尺寸计算 32.2.1 确定筒体内径 32.2.2 确定封头尺寸 42.2.3 确定筒体的高度 H1 42.3 夹套几何尺寸计算 42.4 夹套反应釜的强度计算 52.4.1 强度计算的原则及依据 52.4.2 按内压对圆筒和封头进行强度计算 62.4.3 按外压对筒体和封头进行强度校核 72.4.4 水压试验校核计算 93. 标准零部件的选取 1.0.3.1 支座 103.2 手孔

2、103.3 视镜 113.4 法兰 113.5 接管 124. 参考文献 1.3.1. 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；5. 绘制装备图；简图ETT设计参数及要求容器内夹套内工作压力，MPa设计压力，MPa0.20.3工作温度，C设计温度，C1003腐蚀情况微弱推荐材料Q235A接管表符号公称尺寸DN连接面形式用途a25突面蒸汽入口b25突面加料口c80凸凹面视镜d65突面温度计管口e25突面压缩空气入口f40突面放料口

3、g25突面冷凝水出口2. 反应釜釜体的设计反应釜是有罐体和夹套两部分构成， 罐体是反应的核心，为物料 完成搅拌过程提供一个空间。夹套为反应的操作温度提供保障， 是一 个套在罐体外的密封空间容器。2.1罐体和夹套的结构设计罐体采用立式的圆筒形容器，有筒体和封头构成。通过支座安装在基础平台上。封头一般米用椭圆形封头。由于筒体内径Di0.9口32.3 夹套几何尺寸计算夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构, 夹套的结构尺寸常根据安 装和工艺两方面的要求而定。夹 套 内 径 D2 可 根 据 筒 体 内 径 D1 按 表 4-3 选 取 ：D2=D1+100=1100mm。夹套下封头型式同筒体封头,直径 D

4、2 与夹套筒体相同。夹套高 H2 有传热面积而决定,不能低于料液高,按下式估算：H2 = （n V-V封）/Vim式中取n =0.8所以 H2=(0.8X 0.9-0.1505)/0.785=0.725*，圆整后 H2=800mm操作容积 V仁n V=0.8X 0.9=0.72m3夹套所包围的罐体的表面积， 一定要大于工艺要求的传热面积 F， 即F封+F筒F式中F筒筒体表面积，F筒二H2 x FimF封一一封头表面积，查附表 4-2得1.1625m2F1m1m 高内表面积，查附表 4-1 得 3.14m2F封+F筒=0.8x 3.14+1.1625=3.67n23m2,所以满足换热要求。筒体和

5、上封头的连接采用甲型平焊法兰连接， 选取凹凸密封面法 兰，查附表 4-4 得相关尺寸为：D=1130mm， D1=1090mm， D2=1055mmD3=1045mm, D4=1042mm,8 =40mm, d=23mm2.4 夹套反应釜的强度计算夹套反应釜几何尺寸确定后， 要根据已知的公称直径、 设计压力 和设计温度进行强度计算，确定罐体及夹套的筒体和封头的厚度。2.4.1 强度计算的原则及依据强度计算中各参数的选取及计算，均应符合GB150-1998钢制压力容器的规定（ 1）圆筒内为常压外带套时：当圆筒公称直径DN 600mm时，被夹套包围部分的筒体按外压 （指夹套压力）圆筒设计，其余部分

6、按常压设计；当圆筒的公称直径 DN 600mm时，被夹套包围部分的筒体按外压（指夹套压力+0.1MPa）圆筒设计，其余部分按真空设计；当圆筒公称直径 DN 600mm时，被夹套包围部分的筒体分别按 内压圆筒和外压圆筒计算， 取其中较大值；其余部分按内压圆筒设计。当圆筒公称直径 DN+1/3h1+h2=1100+1/3X250+25=1208.3mm假设5 1n=7mm则罐体筒体有效厚度5 1e= 5 1n-C=7-1.78=5.22mmD1o=D1+2 5 1n=1000+2X 7=1014mm系数 L/D1o=1208.3/1014=1.19系数 Di。/ S ie=1014/5.22=19

7、4.2查图11-5得A=0.0004,再查图11-8得B=55许用外压力p二 - 二一二 0.283MPa 0.3?D1。/ 氓1633假设合适，确定S 1n=8mm假设 S n=8mm罐体封头有效厚度S 二S n-C=8-1.78=6.22mm罐体封头外径 D=D1+2S =1000+2X 8=1016mm标准椭圆圭寸头当量球壳外半径 R=0.9D1o=914.4mm系数 Rio/ S =914.4/6.22=147系数 A = 0.125 - = 0.00085R1。/ S 1 e查图11-8得-=114许用外压力p = -=竺 二 0.776MPa 0.3?Rg/ Se 147假设合适，

8、确定S n=8mm244水压试验校核计算夹套反应釜应对罐体和夹套分别进行水压试验，并校核圆筒应力CT T罐体实验压力P仃113=1.25pi 扶二 1.25 X 0.2 X帀=0.25MPa夹套水压试验压力p2T = 1.25p2t4 = 1.25 X0.3 X竺21r2 押113=0.375MPa查表9-4得材料屈服点应力。s=235MPaT w 0.9 = 0.9 X0.85 X235 = 179.8MPa罐体圆筒应力布_ p仃(D+ S1e) _ 0.25 (1000+6.22 )2 氓2 X 6.22=20.2MPa 179.8?a夹套内压试验压力P2T (D2+ S2e)0.3755

9、 (1100+6.22 )2T =2 S2e=2 X 6.22=33.3MPa 179.8?3. 标准零部件的选取3.1 支座夹套反应釜多为立式安装， 最常用的支座为耳式支座， 标准耳式 支座(JB/T4725-92)分为A型和B型两种。当设备需要保温或直接 支撑在楼板上时选用B型，否则选择A型。1. 支座类型：罐体的公称直径是 1000mm查附表4-9选择耳座 B3。2. 数量： 4 个(对称且承重) 。3. Q=30KN。4.相关资料：底板 li=160mm bi=105mm8 i=10, Si=50,垫板 I 3=250mm &=200mmS 3=8mm e=30mm 筋板 I 2=20

10、5mm B=125mmS 2=8mm 地脚螺栓d=30mm M24支座质量8.3kg3.2手孔查附表4-10，根据DN=150mmPN=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 MFMH1=160mmH2=85.5mm，m=23.3kg3.3 视镜由 DN=80m，mPN=1.0MP，a 可知选择不带颈的视镜，查得资料如 下:D=145mm D=120mrp bi=25mi，b2=14mi，标准号为 JB593-64-23.4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=1200m，mPN=0.6MP，a 查附表

11、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 = 1 3 3 0 m m，D1 = 1 2 9 0 m m，D2 = 1 2 5 5 m m，D3= 1 2 4 1 m m，D4= 1 2 38 m m，d = 2 3 m m； 螺柱M2Q数量52;凸面法兰质量：117.4kg ,凹面法兰质量：115.2kg2、图中a, b, e, g接管公称尺寸均为25mm根据DN=25mm PN=1.0MPa查附表4-12可得相关资料如下：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=65mmPN=1.0MPa查 附表4-12可得相关资料如下：管子外径A=76mim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=40mmPN=1.0MPa查 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