反应釜过程设备设计课程设计

1、辽宁工业大学苣业课 课程设计（论文）题目：院（系）机械工程与自动化学院专业班级：学 号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：13.12.16-14.01.10专业课课程设计(论文)任务书院(系)：机械工程与自动化学院教研室：过程装备与控制工程学号学生姓名专业班级过程102题 目课 程 设 计( 论 文 ) 任 务1设计技术参数釜内夹套工作介质水+固体水蒸气工作压力(MPa)0.153.0工作温度 (C)< 120<150操作容积 (m3)6传热面积(M2)72设计内容(1)设计方案确定(2)釜体直径设计(3)筒体及封头设计(4)夹套设计(5)密封装置(法兰、垫片、螺栓)设计(6

2、)传热设计搅拌轴、搅拌器及传动装置设计及选择(8)设计轴封形式(9)悬挂式支座设计(10)开孔补强设计(11)其它附件设计(12)有美焊接方面的设计(选择)(13)经济分析3完成工作量反应釜装配图 A0(1张) 设计计算说明书一份，A4打印。成绩评定图面(20%说明书(30%答辩(40%平时(10%总分总成绩： 指导教师签字： 年月日目录前言 1.1 反应釜用途及特征2.2 反应釜常见类型2.3 搅拌反应釜3.第 1 章机械设计4.1.1 确定筒体的直径和高度4.1.1.1 筒体的直径5.1.1.2 筒体的高度5.1.2 确定夹套的直径和高度6.1.2.1 夹套的直径6.1.2.2 夹套的高度

3、6.1.3 确定夹套及筒体材料和设计壁厚 7.1.3.1 确定夹套的材料和设计壁厚 7.1.3.2 确定筒体的材料和壁厚 8.1.4 水压实验及强度较核 1.01.4.1 内筒体水压实验压力 1.01.4.2 夹套水压实验压力 1.01.4.3 内筒水压实验时壁内应力 1.01.4.4 夹套水压实验时壁内应力 1.1第二章传热计算1.2.2.1 夹套内的液体向筒体的外壁传热 1.22.2 筒外壁和内壁的传热1.32.3 较核外壁温度1.4.第三章 搅拌釜密封、搅拌传动装备及附属的计算与选择 1.53.1 选择釜体法兰 1.5.3.2 搅拌轴、搅拌器及传动装置的设计1.63.2.1 选择搅拌器、

4、搅拌轴和联轴器1.63.2.2 功率计算 1.6.3.2.3 搅拌轴直径计算1.7.3.2.4 选择搅拌传动装置和密封装置1.83.2.5 轴封装置 1.8.3.3 开孔补强 1.9.3.3.1 氨水进口补强： 2.0.3.3.2 人孔补强： 2.1.3.3.3 温度计补强： 2.2.3.3.4 补强措施 2.4.3.4 容器支座的选用 2.4.3.4.1 反应釜的总重量计算2.43.5 人孔、温度计与工艺接管选择 2.53.5.1 人孔的选择2.5.3.5.2 温度计的选择2.6.3.5.3 工艺接管的选择2.7.结束语 2.8.参考文献 2.9.1 反应釜用途及特征反应釜的广义理解即有物理

5、或化学反应的不锈钢容器，通过对容器的结构设计与参数配置，实现工艺要求的加热、蒸发、冷却及低高速的混配功能。随之，反应过程中的压力要求对容器的设计要求也不尽相同。生产必须严格按照相应的标准加工、检测并试运行。不锈钢反应釜. 根据不同的生产工艺、操作条件等不尽相同，反应釜的设计结构及参数不同，即反应釜的结构样式不同，属于非标的容器设备。不锈钢反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等生产型用户和各种科研实验项目的研究，用来完成水解、中和、结晶、蒸馏、蒸发、储存、氢化、烃化、聚合、缩合、加热混配、恒温反应等工艺过程的容器。反应釜是综合反应容器，根据反应条件对反应釜结构功能及配置附件的

6、设计。从开始的进料-反应 - 出料均能够以较高的自动化程度完成预先设定好的反应步骤，对反应过程中的温度、压力、力学控制（搅拌、鼓风等） 、反应物 / 产物浓度等重要参数进行严格的调控。2 反应釜常见类型根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类，每一种结构都有他的适用范围和优缺点。反应釜按材质及用途可有以下几种：（ 1）不锈钢反应釜不锈钢反应釜由釜体、釜盖、夹套、搅拌器、传动装置、轴封装置、支承等组成。材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍（哈氏、蒙乃尔）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类。不

7、锈钢反应釜搅拌形式一般有锚式、 桨式、 涡轮式、 推进式或框式等， 搅拌装置在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶， 也可根据用户的要求任意选配。 不锈钢反应釜的密封型式不同可分为：填料密封机械密封和磁力密封。加热方式有电加热、热水加热、导热油循环加热、外（ 内 ）盘管加热等， 冷却方式为夹套冷却和釜内盘管冷却。 不锈钢反应釜广泛应用于石油、 化工、橡胶、农药、染料、医药、食品，用来完成硫化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的压力容器，例如反应器、反应釜、分解锅、聚合釜等。（ 2）搪玻璃反应釜搪玻璃反应釜是将含高二氧化硅的玻璃，衬在钢制容器的内表面，经高温灼烧而牢固地密着于金属表面上成为复合材料制品

8、。因此搪玻璃反应釜具有玻璃的稳定性和金属强度的双重优点， 是一种优良的耐腐蚀设备。 搪玻璃反应釜技术规范： 使用压力：0.2-0.8Mpa ；耐酸性：对各种有机酸、无机酸、有机溶剂均有较好的抗蚀性；耐碱性：搪玻璃对碱性溶液抗蚀性较酸溶液差。瓷层厚度：玻璃设备的瓷层厚度0.8-2.3mm ，搪玻璃设备附件的瓷层厚度0.6-1.8mm；耐压电：搪玻璃具有良好的绝缘性，当搪玻璃在规定厚度内用20KV高频电火花检查瓷层时，高频电火花不能击穿瓷层；耐冲击性：玻璃层的内应力越小，弹性越好，硬度越大，抗弯抗压强度越高，则耐冲击就越好。（ 3）磁力搅拌反应釜采用静密封结构，搅拌器与电机传动间采用磁力偶合器联接

9、，由于其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，能彻底解决以前机械密封与填料密封无法解决的泄漏问题，使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进行工作，因此，更适合用于各种易燃易爆、剧毒、贵重介质及其它渗透力极强的化学介质进行反应，是石油、化工、有机合成、高分子材料聚合、食品等工艺中进行硫化、氟化、氢化、氧化等反应最理想的无泄漏反应设备。（ 4）不饱和聚酯树脂全套设备不饱和聚脂树脂设备由立式冷凝器、卧式冷凝器、反应釜、储水器、分馏柱五部分组成，适用范围：用于生产不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂、 ABS树脂、油漆的关键 设备。根据反应釜的密封型式不同可分为：填料密封，机械密封和磁力密封。（

10、5）电加热反应釜电加热反应釜具有加热迅速、 耐高温、 耐腐蚀、 无环境污染等特点， 广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品等行业，也用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、缩合、聚合等工艺过程。电加热反应釜材质一般有碳锰钢、不锈钢、锆、镍基（哈氏、蒙乃尔、因康镍）合金及其它复合材料；根据反应釜的制造结构可分为开式平盖式反应釜、开式对焊法兰式反应釜和闭式反应釜三大类，每一种结构都有他的适用范围和优缺点。根据反应釜的密封型式不同可分为：填料密封，机械密封和磁力密封。3 搅拌反应釜搅拌反应釜是化学、医药及食品等工业中常用的典型反应设备之一。它是一种在一定压力和温度下，借助搅拌器将一定容积的两种（

11、或多种）液体与液体以及液体与固体或气体物料混匀，促进其化学反应的设备，通常伴有热效应，由换热装置将所需的热量输入或将生成热量移出。搅拌反应釜按搅拌装置的安装型式可分为立式、卧式、倾斜式和底搅拌等；按搅拌形式可分为桨式、框式、锚式和推进式、涡轮式等。根据设计任务书要求本次设计的搅拌反应釜为桨式搅拌反应釜。桨式搅拌反应器在结构上比较简单，它的搅拌叶一般以扁钢制造，当釜内物料对碳钢有显著腐蚀性时，可用合金钢或有色金属制成，也可以采用钢制外包香蕉或环氧树脂，酚醛玻璃布等方法。桨叶安装形式分为平直叶和折叶两种。平直叶是叶面与旋转方向互相垂直；折叶则是与旋转方向成一倾斜角度。平直叶主要使物料产生切线方向的

12、流动，加搅拌挡板后可产生一定的轴向搅拌效果。折叶与平直叶相比轴向分流略多。桨式搅拌器的运转速度较慢，一般为 10-100r/min ，圆周速度在1.5-3m/s 范围内比较合适。广泛用于促进传热可溶固体的混合与溶解以及需在慢速搅拌的情况下，如搅拌被混合的液体及带有固体颗粒的液体都是很有效果的。第 1 章机械设计釜体的机械设计内容是: 确定各部分的结构型式和尺寸, 安设各种工艺接管。1.1 确定筒体的直径和高度夹套式反应釜的釜体是由封头、筒体和夹套三部分焊接而成，封头定为标准椭圆形封头 上封头与筒体常为焊接，但在筒体直径DK 1500mm勺场合多用法兰联接1.1.1 筒体的直径(1)设备容积:V

13、。(1-1)V。一操作容积，m3一装料系数，根据不同的反应状态可取。.6。.85，反应状态平稳，可取0.8估算如下：V 63v7.5n0.8(2)筒体内径：Di3 H1.DiHDi 一釜体长度与筒体内径比值。可按物料为固液相混合，则可取11.3H故选三1.2，估算筒体内径为Di4 7.531.2 1.997m将估算结果圆整至公称直径标准系列。选取筒内直径Di 1800mm1.1.2筒体的高度HV1(1-2)(1-3)Vh 一封头容积,m3V1 1米高的筒体容积，m33查附表得：封头容积Vh 1.13 m31米高的筒体容积V13.142 m故筒体的高度:7.5 1.13 2.028 m3.142

14、圆整 H 2000mm。于是H 1,复核结果符合原范围。Di1.2确定夹套的直径和高度1.2.1夹套的直径表1.1筒体和夹套内径关系Di / mm500600700180020003000Dj / mmDi 50Di 100Di 200对于筒体内径Di20003000mm，夹套内径，Dj Di 200。因此Dj 2000 200=2200 mm。夹套封头采用标准椭圆形封头，并与夹套筒体取相同直径。夹套直径 DjF 2200mm。1.2.2夹套的高度估算夹套高度为:HjV1米(1-4)Vh一封头容积，m3V1-1米高的筒体容积，m33查附表得：封头容积Vh 1.13m31米高的筒体容积V13.1

15、42 mHjVo VhVi米6 1.133.1421.55mMHj 1500mm，则H0 H Hj 2000 1500 500mm，便于筒体法兰螺栓装拆。2夹套传热面积为：F F1H j Fh 6.8 1.5 4.48 14.68m满足要求。1.3确定夹套及筒体材料和设计壁厚1.3.1确定夹套的材料和设计壁厚选用Q345助夹套材料。查得钢材许用应力表 布Q345Rt工作温度为200c的许用应力t 183MPa,选取夹套设计压力为：P 1.1Pw 1.1 0.3=0.33 MPa夹套筒体与内筒的环焊缝采用单面焊，不进行探伤检查。从安全考虑，夹套上所有焊缝 均取焊缝系数0.8 ,取壁厚附加量中钢板

16、厚度负偏差C1 0mm,单面腐蚀裕量C2 2mm。夹套厚度：PDj2 t P(1-5)一管箱计算壁厚，mmD1圆筒内径，mmt一材料许用应力，查得t=183MPa一焊缝系数焊缝，采用单面焊，局部探伤，取=0.8故夹套厚度得：PDj dt20.33 2200=2.48mm n d C1 C2P 2 183 0.8-0.33C1 一负偏差,C1=0mmC2一腐蚀裕量,C2 =2mm所以夹套厚度:n 2.48 02 4.48mm圆整取5mm考虑到Q345喇质的最小壁厚要求，取夹套筒体壁厚n 6mm0 标准椭圆形夹套封头的壁厚：PDj0.33 2200t 2.48mm 20.5P 2 183 0.8

17、0.5 0.33n d Ci C22.480 24.48 mm考虑到Q345rM质的最小壁厚要求，取封头壁厚：n 6mm1.3.2确定筒体的材料和壁厚筒体材料也选用Q345R筒体受内压取设计压力P 0.22Mpa ,设计温度为150c因筒体受内外压力的作用，现分两部分分别计算筒体的厚：PDj2 t P(1)按内压为0.22Mpa设计壁厚：1.42mm0.22 20002 183 0.85 0.22n d G C2 1.42 0 2 2 5.42mm考虑Q345FM质的最小壁厚要求，取釜体筒体壁厚n 8mm(2)按外压为0.33Mpa设计壁厚:D0 Di 2 n 2000 2 8 2016mm,

18、e 1cle2 8 0 2 2 4mm取标准椭圆封头曲面高度h1550mm ,直边高度h225mm则筒体实际长度L为:22L H -hi 2h2 2000 550 25 2 2383mm33(1-6)筒体的临界长度Lcr为:1.17D0JD01.172008 ,2：。85470cmm(1-7)L L.则釜体圆筒的临界压力Pcr为： 2.5 et D0,、Pcr 2.59EtL(1-8)DOPcr一临界压力，MPaE,一弹性模量，取2.1 1dMp则：2.5 4Pcr 2.59 2.1 1052008 0.068Mpacr23832008筒体的许用外压力p为：Pcr0.068p q0.023MP

19、ap 0.33MPam 3(1-9)因为p p,所以釜体筒体壁厚取8mm不可行。现取n 16mm,所以 则修改后临界压力为：因为所以此釜体圆筒为短圆筒12mm2.592.1 1052.51220241.21MPa2383a2024筒体的许用外压力p为：p因为p p,且比较接近，FCrm1.2130.4MPa所以取筒体n 16mm此时承受外压和内压时，强度均能满足要求 标准椭圆形筒体封头的壁厚为：按内压0.22Mpa设计封头壁厚：PDi0.22 2000/ 八d t 1.42mm20.5P 2 183 0.85 0.5 0.22n d C1 C2 1.42 0 2 2 5.42mm考虑Q345R

20、M质的最小壁厚要求，取筒体封头壁厚与筒体相同n 6mm。按外压0.33Mpa设计封头壁厚： 2 P0.0833Et(1-10)k一系数比，查教材得，k=0.9Et一弹性模量,取2.1 105Mp 贝心P 0.0833 2.1,p P 一kD0105120.9 202420.722MPa因为P P,且比较接近，所以取封头n 16mm 01.4水压实验及强度较核1.4.1 内筒体水压实验压力PT1.25p-t,p 0.1PT 0.22 0.1 0.32Ma PT 1.25P 0.275Ma取二者中大者，R 0.32Ma1.4.2 夹套水压实验压力P1.25p-t,p 0.1Pt 0.33 0.1

21、0.43MaPt 1.25P 0.4125Ma取二者中大值，Pt 0.43Ma1.4.3内筒水压实验时壁内应力T下封头岸P D e20.32 0.022 2000 12 27.67MPa 0.9 s 2 121.4.4夹套水压实验时壁内应力TjPTjPj2Dj e0.43 0.014 2200 4128MPa 0.9 s可见水压实验时内筒夹套壁内应力都小于0.9 s水压实验安全，当夹套作水压实时,釜体将受外压作用，因夹套的实验压力为Tf0.45MPa ,而筒体的许用外压为P 0.52Mpa。故不需要冲压使筒体保持稳定。表1.2夹套及釜体壁厚夹套1616釜体筒体封头图1、釜体结构主视图图2、釜体

22、结构俯视图第二章传热计算2.1夹套内的液体向筒体的外壁传热由化工原理中附表8知，操作压力P 0.33Mpa下，饱和水蒸气温度ts 133.3°C。3.，查得水蒸气的比汽化热r 2168 10 J/kg。假设外壁温度为：128。冷凝液膜的平均温度为：tm 学殳叵 130.65OC2查得水的物性参数密度:3934.2 Kg / m导热系数:0.686w/(m k)黏度:21.77 10 5Pa s所以 t ts tw 133.3 128 5.3oC 而 H=1500+25+1/3 550=1708mm假设液膜为层流，即可计算：1.13231/4g rl t233一 c 934.89.81

23、 0.6862168 101.13 521.67 101.708 5.3148398.6(2-1)检验Re数4 l tRe r(2-2)4 8398.6 1.708 5.336 647.3 18002168 103 216.7 10 6为层流2.2筒外壁和内壁的传热由材料可查得:47.6W/(m oC)(2-3)2 b 2975由于能量守恒得:1 tstw 解得 M =120.5oC55 c87.75oC液体温度从3080C,取平均温度为 t 120.5 552查水的物性参数:密度966.2kg/m3导热系数 67.82 10 2W/(m K)黏度 326.5 10 6 Pa s比热容 cp

24、4204J / kg K_46.79 10Pr 2.03t 120.5 55 65.5oC32c g tlGr26.79 10 4 9.8165.5 1.7083 966.22316.510 6 21.91013(2-4)_ _13PrGr 1.9 10132.03 3.857 10查化工原理表3-5得：c 0.135n 1/33 C-p GPr0.135267.82 10 213 1/33.857 1018111.708壁热阻，污垢热阻都可忽略总传热系数：11,2111K1238398.629751811K 992.7(2-5)热负荷：Q KA tmtm oC133.31283080103.

25、348表2.1 tm随温度分布所以可得_ 103.3 48一 103.3ln 4872.15带入 tm 得 Q KA tm =992.7 14.68 72.15=1051430水的平均温度：t 3080 55oC2比热容：Cp 4.1765 103J/(kg k)密度 985.6 kg / m3热负荷： 3Q0VCp t 985.6 6 55 4.1765 101358398272Jp(2-6)QD1358398272-1292sQ 1051430因为1292s 1700s,所以合理。2.3较核外壁温度由于Q KA tm3A t即： 992.7 72.2 7254 (133.3 t)解得 t

26、132.2 oC ，因此符合要求。第三章 搅拌釜密封、搅拌传动装备及附属的计算与选择3.1 选择釜体法兰根据筒内操作压力，温度和筒外直径选择合适的法兰及其相配套的垫片。查化工设备设计手册，选择乙型平焊法兰(JB1158 82)，法兰材料为Q345R公称压力为pn 0.6MP下的乙型平焊法兰在操作温度为20 200oC时的允许工作压力为0.6Mpa ,大于筒体设计压力，所选的甲型平焊法兰合适。参考化工设备设计手册资料选择石棉胶垫片查化工设备设计手册，选用乙型平焊法兰凸面密封面，公称压力Pn0.6 ，公称直径Dz 2000 。图3、乙型平焊法兰3.2 搅拌轴、搅拌器及传动装置的设计3.2.1 选择

27、搅拌器、搅拌轴和联轴器反应釜的传动装置通常设置在反应釜的顶盖(上封头)上，一般采用立式布置。电动 机经减速机将转速减至工艺要求的搅拌转速，再通过联轴器带动搅拌轴旋转，从而带动搅 拌器转动。电动机与减速机配套使用。减速机下设置一机座，安装在反应釜的封头上。考 虑到传动装置与轴封装置安装时要求保持一定的同心度以及装卸检修的方便，常在封头上 焊一底座。整个转动装置连同机座及轴封装置都一起安装在底座上。根据上述情况，搅拌反应釜传动装置的设计内容一般包括：电动机、减速机和联轴器 的选用，选用或设计机座和底座等。3.2.2 功率计算(1)搅拌器叶轮和容器条件：叶轮形式：桨式容器内径：Di 2000 mm叶

28、轮直径：d 旦1000mm2桨叶数量：Z=2容器内液柱高度：h 2000mm叶轮与容器底距离：hi d 600mm叶轮潜液深度:(2)操作条件(3)雷诺数ReD2n1.12 1 100050.91 1052.34 106(3-1)查化工设备设计手册图10-29得功率准数P0 1.8(5)搅拌器功率Ps_3_ 535PS P0 n Di 1.8 1000 11.12.857kW(3-2)3.2.3搅拌轴直径计算(1)按扭转变形计算搅拌轴的轴径搅拌轴选45号钢r 0.35 , mG 8.1 104MPa(1)搅拌轴传递的最大扭矩考虑电动机功率损失取PN 3kwM max 9550-p 9550 旦

29、 409Ngmn70(3-3)(2)搅拌轴直径.M n ,“409-八dL1 155.4 4： 155.4 4453.8mm r G0.35 8.1 10(3-4)取 dL1 60 mm(3)校核扭转角5836MnmaxGdL11055836 409“544 108.1 104 6040.22 m(3-5)c 2r 2S Di 2000 1333mm331000 kg. m30.509Mpagsn 1.1r s 70 r minW(Dj< 1000)图4、搅拌轴，搅拌桨3.2.4 选择搅拌传动装置和密封装置按照搅拌功率和转速选择摆线针齿行星减速机BLD1.5 229Q Q表示夹壳式轴头，

30、。查附表26,选电动机Y112MH4,额定功 率3KW转速1500转/分，取摆线针齿行星减速机传动效率 正0.95,（参考表3）减速机输 出功率为3X0.95=2.85KW符合搅拌要求。参考附表22,根据所选减速机设计减速机机座。3.2.5 轴封装置反应釜中介质的泄露会造成物料浪费并污染环境，易燃、易爆、剧毒、腐蚀性介质的 泄露会危及人身安全和设备安全。因此，在反应釜的设计过程中选择合理的密封装置是非 常重要的。轴封装置按密封面间有无运动，分为静密封和动密封两大类。搅拌反应釜上法兰面之 间是相对静止的，它们之间的密封属于静密封。静止的反应釜顶盖（上封头）和旋转的搅 拌轴之间存在相对运动，它们之

31、间的密封属于动密封。为了防止介质从转动轴与封头之间 的泄露而设置的密封装置，简称为轴封装置。反应釜中使用的轴封装置主要有填料密封和 机械密封两种。表3.1填料箱密封和机械密封的比较比较项目 测漏量填料箱密封机械密封180450c.c./h<10c.c./h , TK平均泄漏量为填料箱密封的1%摩擦功损失机械密封为填料箱密封的10%50%轴磨损有磨损用久后要换轴几无磨损维护及寿命细化经常维护，更换填 料，个别情况8h （每班）更 换一次寿命0.51或更长，很 少需要维护高参数局压、局温、局真空、 高转速、大直径密封很难解 决可以加工及安装加工要求一般，填料更 换方便动环、静环表面粗糙度 及

32、平向度要求局，不易加工， 成本高，装拆不便对材料要求动环、静划、要求较图减 磨性能我们这次设计使用机械密封。它是搅拌反应釜最早采用的一种轴封结构，其特点是结 构简单、易于制造，并适用于低压、低温的场合。虽然填料中含有一些润滑剂，但其数量 有限且在运转中不断消耗，故常设置添加润滑油的装置。密封装置不可能达到绝对密封，因为压紧力太大时会加速轴与填料的磨损，使密封失 效更快。从延长密封寿命出发，允许有一定的泄露量，运转过程中需调整压盖的压紧力， 并规定更换填料的周期。对填料的基本要求是：要有弹性，这在压紧压盖后，填料能贴 紧搅拌轴并对轴产生一定的抱紧力；良好的耐磨性；与搅拌轴的摩擦系数要小，以便 降

33、低摩擦功率损耗，延长填料寿命；良好的导热性；使摩擦产生的热量能较快地传递出 去；耐介质及润滑剂的浸泡和腐蚀。止匕外，对用在高温高压下的填料还要求耐高温及有 足够的机械强度。机械密封的选用应根据反应釜内介质的特性（包括对材料的腐蚀性）、操作压力、操作温度、转轴直径、转速等进行选择。对于低压（Pn 0.2Mpa）、无毒介质、非易燃易爆者，可选用一般石棉纯，安装时外涂黄油，或者采用油浸石棉填料。压力较高或介质有毒及易燃易爆者，常用的是石墨石棉 填料和橡胶石棉填料。3.3开孔补强根据GB150®定，当设计压力小于2.5Mpa的壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大 于两空直径之和的两倍，且接管公

34、称外径小于或等于 89mm时，只要接管最小厚度满足下 表就不另行补强表3.2补强圈尺寸公称外径253238454845657689最小厚度3.54.05.06.0则不需要补强的有a、e、f、g、h、i、j根据GB15M开孔的限制凸形封头或球壳上最大开孔直径 d - Di3 i,1c 1 “dmaxDi1600 800mm 400mm223.3.1 氨水进口补强：接管材料选择0Cr18Ni9许用强度：137Mpa规格：30 2外伸150mm内伸100m£2n 0强度削弱系数frfr1370.724(3-6)189开孔直径d di 2c2(302 2) 230 mm开孔所需补强面积A d

35、 2et(1fr) 30(1 0.724) 93.312mm2(3-7)有效补强范围（1）有效宽度BB 2d 2 30 60mmB d 2 n 2 nt 30 2 62 2 46mm取大值B 60mm有效高度h1外侧有效儿二仁 30 27.72mm高度h1 h1 150mm（实际外伸高度）取小值h1 =7.72mm内侧有效 h2= d nt 30 2 7.72mm高度h2 100mm（实际内伸高度）取小值h2=7.72mm有效补强面积封头多余金属面积e n C24mm封头多余金属面积AA (B d)( e ) 2 et( e60 30 4 32 2 4)(131fr)0.724228.89mm

36、(3-8)接管多余金属面积PCdi0.22 26tt2 nPc0.021mm2 137 1 0.22A 2n ett fr 2h2etC2nfr2 7.72 2 0.021 0.724 2 7.72 2 0 0.724244.48mm接管区焊缝面积(焊脚取6.0mm)A c1_CCCCC 2A 26.0 6.0 36mm2有效补强面积2A A1 A2 A3 28.89 44.48 36 109.37 mm2A Ae所以不需补强3.3.2 人孔补强：接管材料选择10号钢许用强度n 115Mpa规格： 426 6外伸200mm内伸0mmC2n 0强度削弱系数frtc 115fr n 0.60818

37、9开孔直径 d di2c2(42626) 2 2 416mm开孔所需补强面积Ad 2戌(1fr) 416 3 2 3 4(1 0.608) 1257.41mm2有效补强范围有效宽度BB 2d 2 416=832mm1B d 2 n 2 nt 416 2 6 2 6 440mm 取大值 B 832mm(3)有效高度h1外侧有效 h1= d7416 6 49.9mm高度hi hi 200mm（实际外伸高度）取小"产49.9mm内侧有效h1= 仁 416 6 49.9mm高度h2 0mm（实际内伸高度）有效补强面积封头多余金属面积取小值h2=0mmn C26 2 4mm封头多余金属面积AA

38、 (B d)( e ) 2 et( e832 4164 3 2 4)(1 fr)4 31 0.608412.86mm2接管多余金属面积Pcdit2FCnc0.22 4122 115 1 0.220.395mm42h et t fr 2h2 et C2n fr2 49.9 4 0.395 0.608 0218.75mm2接管区焊缝面积(焊脚取6.0mm)1 c c c c cc 2A3 26.0 6.0 36mm2有效补强面积._ _ ,2Ae A A2 A3 218.75 412.86 36 667.61mmA Ae所以所需补强面积为A Ae 1257.41 667.61 589.8mm21.

39、1.3 温度计补强：接管材料选择10号钢许用强度：115Mpa规格： 50 3外伸150mm内伸0mmC2n 0强度削弱系数fr115fr n 0.608189开孔直径d di 2C2 (50 2 3) 2 2 48mm开孔所需补强面积_ _2A d 2 et(1 fr) 48 3 2 3 1 (1 0.608) 141.352mm有效补强范围有效宽度BB 2d 2 48=96mm1B d 2 n 2 nt 48 2 6 2 3 66mm J 取大值 B 96mm有效高度h1外侧有效 h1=d nt 48 3 12mm取小值h1 =12mm取小值h2=0mm高度h1 150mm（实际外伸高度）

40、内侧有效h2= , d nt48 3 12mm高度h2 0mm（实际内伸高度）有效补强面积封头多余金属面积e n C26 2 4mm封头多余金属面积AA1(B d)( e)2 et( e )(1 fr)96 481 0.60847.216mm214.01mm接管多余金属面积PCdit2 n B0.22 442 115 1 0.220.04mmA22h1et t fr2h2et C2n fr2 12 4 0.04 0.608 02接管区焊缝面积（焊脚取6.0mm）A clcccccc 2 A 26.0 6.0 36mm2有效补强面积 _ 2Ae A1A2 A 36 14.01 47.216 97

41、.226mm2A A所以所需补强面积为 ., 2A Ae 141.352 97.226 44.126mm1.1.4 补强措施拟采用补强圈补强。根据接管工程直径DN15CB补强圈，参!I补强圈标准 JB/T4736取补强圈外径D'=300mnrt彳全d'=163mm 因B=800,补强圈在有效范围内。考虑钢板负偏差并经圆整，取补强圈名义厚度为12mm3.4 容器支座的选用反应釜因需外加温故选用B型耳式支座。3.4.1 反应釜的总重量计算 反应釜总载荷Q Q1 Q2 Q3 Q4Q1釜体和夹套筒体总重量查表得到：1米高釜体重7950N, 1米高夹套重2960NQ1 2 7950 1.5 296 20340NQ2釜体与夹套封头重量查表C-7得到:釜体封头重5880N夹套封头重2840NQ2 2840 2 5880 14600NQ3料液重载荷Q3gV=9.8 1000 6=58800NQ4:保温层与附件总重量查表得到：人孔载荷370N其他接管和保温层按1000计总重Q 20340 14600 58800 1370=95110N反应釜安装四个支座：但按三个支座承载计算：则每个支座承载4t