过程设备设计课程设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 设计参数的选择1.1设计参数形式：卧式椭圆形封头储罐材料：16MnR设计压力：0.78MPa设计温度：60全容积：7.5m3介质名称：硫化剂介质特性：强氧化性，毒性，不易燃第二章 容器强度的计算与校核2.1筒体与封头的厚度计算2.1.1筒体厚度由于该容器存储介质具有中毒毒性，熔点195，不易燃。所以该容器的焊缝采用双面全融透对接接头结构，对该储罐进行局部探伤，所以取焊缝系数。根据长径比最为合适，取，则。则：所以：查钢板卷焊筒体，规定用筒体内径作为公称直径系列尺寸表，圆整为。查JBT4737-95椭圆形封头表1得在封头厚度在6mm时的，总深度，代入原式反算：则：

2、在区间26之间，符合要求。计算厚度钢板或钢管厚度负偏差应按相应钢材标准名义厚度的规定选取。当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm，且不超过名义厚度的6%时，可取。由于GB 6654压力容器用钢板规定压力容器专用钢板厚度的厚度负偏差不大于0.25mm，因此使用该标准中钢板厚度超过5mm，可取。根据腐蚀速率直接选取：材料属于单面腐蚀取。则：筒体设计厚度筒体名义厚度2.1.2封头厚度选用标准椭圆形封头，其形状系数，封头采用钢板整体冲压而成，焊接接头系数取，故封头计算壁厚：取，则封头设计厚度同上取，则封头名义厚度考虑常用钢板的规格和材料采购和焊接上的方便，可取封头壁厚与筒体厚度相同2.1.3液压试验应力

3、校核试验压力 (或由用户输入)故而，液压试验应力校核合格。2.2鞍座选型和结构确定2.2.1鞍座选型卧式容器优先考虑双支座，标准鞍座材料为Q235-A·F，垫片材料一般应与卧式容器圆筒材料相同。储罐总质量-筒体质量： -单个封头质量：查表得-充气质量：，水压试验充满水，故取则-附件质量：估计人孔质量150Kg，其他接管总和为300kg，综上所述，则每个鞍座承受约44769.85N的重力由此据表JB/T4712.1-2007表2得相应参数：公称直径DN允许载荷QkN鞍座高度h底板腹板筋板13001552009401701082151402006垫板螺栓配置鞍座质量增加100mm高度增加

4、的质量kg弧长e间距74915203508707802.2.2鞍座位置根据根据JB/T4712-2005中规定：应尽量使支座中心到封头切线的距离 (为圆筒的平均半径，)，当无法满足时，A值不宜大于0.2L。已知：，查JBT4737-95知当时，当时， 取,圆整为增加100mm高度增加的质量为9Kg。2.3封头、法兰、接管的选型和结构尺寸拟定2.3.1封头由前边各项数据已定，由JB/T4737-95，选用。2.3.2法兰 选用带颈对焊钢制管法兰，按GB20595-2009标准，都是FM（凹面），凹凸面安装时易于对中，且能有效地防止垫片被挤出压紧面，使用于的容器法兰和管法兰。选用尺寸见表1。符号公

5、称直径连接尺寸标准连接面形式钢管外径法兰外径D螺栓孔中心圆直径K20凹面251057580凹面89200160500凹面53071565050凹面5716512580凹面89200160螺栓孔直径L螺栓孔数量n螺纹Th法兰厚度NSRH质量/kg144M1218402.344010188M16241053.2858503320M3023457811129070.7164M1618752.964830188M16241053.2858502.4 紧固件的选用根据紧固件HG/T2059220635-2009密封面形式为凸面。垫片的选择：垫片是螺栓法兰连接的核心，决定密封性能，选用非石棉纤维橡胶，尺寸

6、见表4。公称直径DN垫片内径垫片外径垫片厚度T包边宽度b2027611.5350611071.5380891421.53500530624332.5 材料的选择筒体、封头、人孔、鞍座为Q345R，接管选用10号钢。2.6计算数据钢制卧式容器计算单位计算条件设计压力 P0.78MPa设计温度 T60筒体材料名称16MnR（热轧）封头材料名称16MnR（热轧）封头形式椭圆形筒体内径 Di1300mm筒体长度 L5170mm筒体长度L05120mm筒体名义厚度 n6mm筒体实际厚度 e4mm筒体焊接接头系数 0.85封头形状系数k1封头焊接接头系数 1.00封头名义厚度 hn6mm封头设计厚度he4

7、mm支座垫板名义厚度 rn8mm厚度附加量 C10mm腐蚀欲量 C22mm鞍座材料名称Q235-AF鞍座包角 120°支座形心至封头切线距离 A325mm鞍座高度 H350mm地震烈度 低于7第三章 容器及附件强度校核3.1卧式容器的应力校核3.1.1圆筒轴向弯矩鞍座支反力，圆筒中间截面上的轴向弯矩：鞍座平面上的轴向弯矩：3.1.2圆筒轴向应力计算及校核3.1.2.1圆筒中间横截面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力最高点处：最低点处：3.1.2.2 鞍座平面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力由于，则圆筒在鞍座平面上被封头加强，轴向应力位于横截面最高点，系数由JB/T4731-2005

8、钢制卧式容器表7-1由鞍座选用120°包角轻型带垫板得：则鞍座横截面最高点处轴向应力：鞍座横截面最高点处轴向应力：3.1.2.3 圆筒轴向应力校核，根据圆筒材料查GB150表6-36-10得 因为 且 故合格3.1.3圆筒切向剪应力计算及校核3.1.3.1圆筒切向应力校核带来的加强作用，由过程设备设计表5-2查得在包角为时，筒体中最大剪应力而故切向剪应力校核合格。3.1.3.2封头切应力校核由内压引起的拉伸应力：，合格。3.1.4 支座封面处圆筒周向应力计算与校核3.1.4.1 鞍座处横截面的最低点处周向应力对于有加强圈圆筒采用垫板时(垫板起加强作用)当容器焊在支座上时，取，由JB/

9、T4731-2005表7-3查得：则3.1.4.2 鞍座角边处的周向应力采用垫板，（垫板起加强作用）时3.1.4.3 应力校核故合格。3.1.5 鞍座应力计算与校核3.1.5.1 鞍座有效断面平均应力鞍座应承受的水平分力，查JB/T4731-2005表7-5得鞍座有效断面平均应力：计算高度，鞍座实际高度和中较小者，此处取。鞍座腹板厚度，。3.1.5.2 鞍座有效断面应力校核鞍座材料Q235-AF的许用应力，合格。3.1.5.3 腹板与筋板组合截面应力计算及校核圆筒中心线至基础表面距离查表5-5可得设计地震烈度为7度（0.1g）时的水平地震影响系数，则轴向力：筋板面积：腹板面积： 则形心： 腹板

10、与筋板组合截面断面系数：取鞍座底板与基础间（水泥）静摩擦系数，故，则 ，合格。第四章 开孔补强设计GB150规定，当设计压力小于或等于时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两空直径之和的两倍，且接管公称直径外径不大于时，接管厚度满足要求即可不另行补强。故本设计只有的人孔需要补强。4.1 补强计算方法判别按HG/T21518-2005选用回旋盖带颈对焊法兰人孔，开孔直径采用等面积法进行开孔补强计算。封头和筒体计算厚度均取。接管材料选用10号刚，其中许用应力接管有效厚度强度削弱系数则开孔所需补强面积为： 4.2 有效强度范围4.2.1 有效宽度B的确定4.2.2 有效高度的确定4.2.2.1 外侧有效高度的确定附人孔尺寸参数（mm）：密封面型式公称压力PN（Mpa）公称直径DNDD1ABLbb1b2凹凸面1.6500715650390200300343136H1H2d螺栓螺母螺栓螺柱螺母螺柱质量数量直径*长度数量直径*长度260111242020402164.2.2.2 内侧有效高