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1、夹套反应釜设计说明书夹套反应釜设计说明书学学 校：西北大学校：西北大学院院 系：化工学院系：化工学院年年 级：级：2009 级级 专专 业：化学工程与工艺业：化学工程与工艺姓姓 名：刘菁名：刘菁学学 号：号：2009115023指导教师：郝惠娣指导教师：郝惠娣 老师老师日日 期：期：2011 年年 6 月月 20 日日目录目录夹套反应釜设计任务书夹套反应釜设计任务书 设计内容 设计参数和技术特性指标 设计要求设计计算设计计算 几何尺寸 强度计算（按内压计算厚度） 稳定性校核（按外压校核厚度） 水压实验校核 标准零部件的选取标准零部件的选取 支座 手孔 视镜 法兰 接管参考文献参考文献一、夹套反
2、应釜设计任务书一、夹套反应釜设计任务书 设计内容：设计一台夹套传热式配料罐 设计参数和技术性能指标 设计要求：进行罐体和夹套设计计算；选择支座形式并计算；手孔校核计算；选择接管，管法兰，设备法兰；绘制装备图（1#图纸） ；见附页 1-1简图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，设计温度，3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蒸汽入口b25加料口c80视镜d65温度计管口e25压缩空气入口f40放料口g25冷凝水出口h100手孔二、设计计算二、设计计算 （夹套反应釜设计计算） 几何尺寸1-1 全容积 V=0.8
3、 3m1-2 操作容积 V1=0.63m1-3 传热面积 F=32m1-4 釜体形式：圆筒形1-5 封头形式：椭圆形1-6 半径比 i=/=1.0201H1D1-7 初算筒体内径 带入计算得：0.9995 m1D 34/Vi1D 1-8 圆整筒体内径 =1000 mm1D1-9 一米高的容积 =0.785 1mV1mV3m1-10 釜体封头容积 =0.1505 1V封1V封3m1-11 釜体高度=(V-)/=0.8274m1H1V封1mV1-12 圆整釜体高度=900 mm1H1-13 实际容积 V=*+=0.785*0.9+0.1505=0.8751mV1H1V封3m3m1-14 夹套筒体内
4、径 =+100=1100 mm2D2D1D1-15 装料系数 =/V=0.85V操1-17 夹套筒体高度( V-)/=0.6745m2H 1V封1mV1-18 圆整夹套筒体高度=700 mm2H1-19 罐体封头表面积 =1.16251F封1F封2m1-20 一米高筒体内表面积 =3.141mF1mF2m1-21 实际总传热面 F=*+=3.14*0.7+1.1625=3.360531mF2H1F封2m2m2 强度计算（按内压计算厚度）2-1 设备材料 Q235-A2-2 设计压力（罐体内）=0.2 MPa1P2-3 设计压力（夹套内）=0.3 MPa2P2-4 设计温度（罐体内）1201t
5、2-5 设计温度（夹套内）2150t 2-6 液柱静压力 =0.0088 MPa1HP2-7 计算压力 =0.2088MPa1CP1P2-8 液柱静压力 =0MPa2HP2-9 计算压力 =0.3MPa2CP2P2-10 罐体及夹套焊接系数 采用双面焊，局部无损探伤 0.85 2-11 设计温度下材料许用应力 =113Mpa t2-12 罐体筒体计算厚度 =1.09mm 11 112C t CP D 2-13 夹套筒体计算厚度 =1.72mm 22 222C t CP D 2-14 罐体封头计算厚度 =1.09mmctc pDp211 22-15 夹套封头计算厚度 =1.72mmctc pDp
6、211 22-16 假设钢板厚度为 6-8 mm2-17 取钢板厚度负偏差 =0.60 mm1C2-18 腐蚀裕度 =2.0 mm2C2-19 厚度附加量 =2. 6 mm12CCC2-20 罐体筒体设计厚度 1c=1+C2=1.09+2.0=3.09mm2-21 夹套筒体设计厚度 2C=2+C2=1.72+2.0=3.72mm2-22 罐体封头设计厚度 1C=1+C2=1.09+2.0=3.09mm2-23 夹套封头设计厚度 2C=2+C2=1.72+2.0=3.72mm2-24 罐体筒体名义厚度 =6 mm1n2-25 夹套筒体名义厚度 =6 mm2n2-26 罐体封头名义厚度 =6 mm
7、 1n2-27 夹套封头名义厚度 =6 mm 2n3 稳定性校核（按外压校核厚度）3-1 罐体筒体名义厚度 =8mm (假设)1n3-2 厚度附加量 C=+=0.8+2.0=2.8 mm1C2C3-3 罐体筒体有效厚度=-C=8-2.8=5.2 mm1e1n3-4 罐体筒体外径=+2=1000+2*8=1016 mm1OD1D1n3-5 筒体计算长度 L=+1/3+=700+1*250/3+25=808.3 mm2H1h2h3-6 系数 L/=808.3/1016=0.7961OD3-7 系数/=1016/5.4=195.41OD1e3-8 系数 查参考文献 1 图 11-5 得： A=0.0
8、0063-9 系数 查参考文献 1 图 11-8 得： B=803-10 =0.410.3Mp，所以稳定，罐体名义厚度=8 p11/OeB D1nmm(确定) 3-11 筒体封头名义厚度=8 mm(假设)1n3-12 附加量 C=+=0.8+2.0=2.8mm1C2C3-13 封头有效厚度= -C=8-2.8=5.2mm1e1n3-14 封头外径= +2* =1000+2*8=1016 mm1OD1D1n3-15 圆封头当量球壳外半径=0.9 *=0.9*1016=914.4 mm1OR1OD3-16 系数 A= =0.0007110.125(/)OeR3-17 系数 B 查参考文献 1 图
9、11-8 得：B=983-18 许用外压力=0.557 MPa0.3 MPa 1/OeBp R3-19 罐体封头名义厚度=8 mm (确定)1n4 水压试验校核4-1 罐体试验压力=1.25=1.25*0.2=0.25MPa1Tp1p t 4-2 夹套水压试验压力=1.25=1.25*0.3=0.375Mpa2Tp2p t 4-3 材料屈服点应力=235 MPas4-4 0.9=0.9*0.85*235=179.8 MPaTs4-5 罐体圆筒应力=17.0179.8MPa1T1111() 2TeepD 4-6 夹套内压试验应力=28.1 179.8MPa2T2222() 2TeepD 三、标准
10、零部件的选取三、标准零部件的选取 支座支座 1、支座类型：根据罐体的公称直径是 1000mm,可由参考文献 2 的附表 4-9 选择标准耳式支座，又因设备需要保温故选择B 型，由 JB/T 472592 可知选择 耳座 B3。2、数量：4 个（对称且承重） 。3、Q=30KN。 手孔手孔查参考文献 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 MFMH1=160mm, H2=90mm, m=24.2kg 视镜视镜由 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
11、=145mm,D1=120mm,b1=25mm,b2=14mm 标准号为 JB593-64-2 法兰法兰设备共需选用 4 个，其中压力容器法兰 1 个，管法兰 3 个。1、根据 DN=1000mm,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-T 1000-0.6 ；具体资料如下：D=1130mm,D1=1090mm,D2=1055mm,D3=1045mm,D4=1042mm, d=23mm; 螺柱 M20, 数量 36；凸面法兰质量：80.85kg，凹面法兰质量：78.46kg2、图中 a,b,e,g 接管公称尺寸均为 25mm。根据
12、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。 接管接管查参考文献 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 150 mm，则接管 a.b.d.e.f.g 长均为1500mm四、参考文献四、参考文献1赵军，张有忱，段成红编. 化工设备机械基础（第二版）北京：化学工业出版社 2蔡纪宁，张秋翔编. 化工设备机械基础 课程设计指导书北京：化学工业出版社3化工机械手册编辑委员会编 化工机械手册天津：天津大学出版社20110620
