40立方米液氯课程设计汇总

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1、目录一、绪论1. 任务说明2. 液氯的性质二、设计参数的确定1. 设计压力2. 设计温度3. 主要元件材料的选择4. 焊接结构系数5液化气体储罐的设计储存量三、压力容器结构设计1. 筒体和封头2. 压力的确定计算3. 接管的选择4. 法兰的选择5. 人孔的选择6. 液氯进出口管7. 液面计及安全阀选择8. 垫片的选择9. 螺栓的选择10.鞍座选型11.焊接接头四、补强圈设计1.补强圈设计方法判别2.补强的确定3. 开孔所需补强面积4. 有效补强范围5. 有效高度的确定6. 有效补强面积7. 补强面积五、校核.六、总结七、参考文献、绪论1任务说明设计一个容积40m3的液氯储罐，采用常规设计方法，

2、综合考 虑液氯性质、所在环境等条件并参考相关标准，分别对储罐进行工艺 设计、结构设计、设备强度计算，得出储罐的筒体、封头、鞍座、人 孔和接管的尺寸，然后用SW6-2011校核软件对其进行强度校核，最 终形成合理的设计方案。设计储存设备，首先必须满足各种给定的工 艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化 气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化气体的体积会因温度的改变 而变化，所以必须严格控制储罐的充装量（指装量系数与储罐实际容 积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。在总贮量小于 500m3， 单罐容积小于100m3时选用卧式贮罐比较经济。2液氯性质液氯化学名称液态氯，沸点-

3、34.6C,溶点-103C,分子量70.91 黄绿色有刺激性气味的气体。密度：相对密度（水=1）1.47；相对密度（空 气=1）2.48；稳定性：稳定：危险标记：6（有毒气体）；在常压下即气 化成气体，吸入人体能严重中毒， 有剧烈刺激作用和腐蚀性，在日 光下与其它易燃气体混合时发生燃烧和爆炸，氯是很活泼的元素， 可 以和大多数元素（或化合物）起反应。危害特性：液氯不会燃烧， 但可助燃。一般可燃物大都能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸汽也 都能与氯气形成爆炸性混合物。氯气能与许多化学品如乙炔、松节油、 乙醚、氨、燃料气、烃类、氢气、金属粉末等猛烈反应发生爆炸或生 成爆炸性物质。它几乎对金属和非金属

4、都有腐蚀作用在工业上，液氯 是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白；用作水 和废水的消毒、杀菌剂；且可用于制造无机、有机氯化物，如：金属 氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于 液氯属高毒性，是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强 的危害，因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。二、设计参数的确定设计参数的确定设计参数表序号项目数值单位备注1名称液氯储罐2用途液氯储存站3设计压力1.466MPa4工作温度-20 45C5公称容积（V ）g40M36工称直径2400MM7装量系数（J0.98工作介质液氯（高度危害）9使用地点室内10工作介质液氯11

5、其它要求100%无损检测12设计温度50C13介质密度1.314g/cm21设计压力设计压力系指设定的容器顶部的最高压力与相应的设计温度一 起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。而工作压力系指容器 在正常工作中顶部产生的最高压力。设计压力应视内压或外压容器分 别取值。当内压容器上装有安全泄放装置时，其设计压力应根据不同 形式的安全泄放装置确定。装设安全阀的容器，考虑安全阀开启动作 的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不应低于安全阀的整定压力， 通常可取最高工作压力的1.051.10倍；装设爆破片时，设计压力不 得低于爆破片的设计爆破片压力。对于盛装液化气体的容器，由于容 器内介质压力液化气体

6、的饱和蒸气压，在规定的装量系数范围内，与 体积无关，仅取决于温度的变化，故设计压力与周围的大气环境温度 密切相关。此外，还要考虑容器外壁是否有保冷设施，可靠的保冷设 施能有效地保证容器内温度不受大气环境温度的影响，即设计压力应 根据工作条件下可能达到的最高金属温度确定。计算压力是指在相应 的设计温度下，用以确定元件最危险截面厚度的压力，其中包括液柱 静压力。通常情况下，计算压力等于设计压力加上液柱静压力。当元 件所承受的液柱静压力小于 5%设计压力时，可忽略不计。（锅炉压力容器安全）t=50C时，根据压力容器介质手册可得液氯的密度是 1.314g/cm3 饱和蒸汽压 Pv=1.4327 MPa

7、 大气压 Pa=0.1 MPa设计压力 P=l.lXPv=l.lX（1.4327-0.1） =1.466 MPa液柱静压力=pgDi=1.314X9.8X2.4=0.0315%XPd，所以忽略液柱静 压力。计算压力 Pc=Pd=1.466 MPa2设计温度设计温度也为压力容器的设计载荷条件之一，它是指容器在正常 工作情况下，设定的元件的金属温度（沿元件金属截面的温度平均 值）。当元件金属温度不低于0C时，设计温度不得低于元件金属可 能达到的最高温度；当元件金属温度低于0C时，其值不得高于元件 金属可能达到的最低温度。GB150.3规定设计温度低于-20C的碳素 钢和低合金钢制容器，以及设计温度

8、低于-196C的奥氏体型钢材制容 器属于低温容器。3主要元件材料的选择a 筒体材料的选择：表4-1钢梅许用应力两号常溫强度指标在下列溫度下的诈用壷力Op*nun:1636輻0325163163163b压力容器的选择:根据液氯的特性，查GB150-1998选择16MnR。16MnR是压力 容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性，壁厚较大（ 8mm ） 的压力容器。50C时的许用应力0 t二170Mpa，钢板标准GB6645。C 钢管材料的选择：根据JB/T4731，钢管的材料选用20钢，其许用应力L $a二133MPa4焊接结构系数氯气是一种极度危害的戒指，对人的皮肤，呼吸道有害，甚至心

9、力衰竭而死亡，液氯属于高度危害介质，必须采用双面对接接头并采 用100%无损检测，焊接接头系数取=1。5液化气体储罐的设计储存量W 叩t 二 9 X 40 X1314 二 4730t三、压力容器结构设计1. 筒体和封头筒体的公称直径Di有标准选择，而它的长度L可以根据容积要求来决定。根据公式4 Dx L = 40m3取 Di=3.5=3.5将Di代入得：D = 2441mmii圆整后，D = 2400mm采用标准椭圆封头，查 标 准 JB/T4746-2002 钢 制 压 力 容 器 用 封 头 BBJ EHA欄區形封头内表面积、容积O.W539.4W7乳茜170HJB517.060517.B

10、46iL398O2.23463,653?26.5%927.97762J心f公称直轻 1 内表血机序总澤度内表面机ftV片1VHAV号mrnEh号:nunmm4Itf1 FR1329O.2W9254S0.3103O.37U(1.43740.5861(L6S0.S4991.9487LO529L 16250.01150.0150.02130.11131CL畑IL5Q2)12.2193仏网】13.718614,500815.3CH716,97752153S922.5162空.51524,61105.04635.5Q8O5.W72t.19.25503LH32 I 20370421.52SI根据V + V

11、 二 V筒封解得筒沁 7965mm沁 8000mmL = 8000 333D 2000在 36 之间。兀V = D 2 L = 36.1728m3筒 4 i 筒计算容积=气+ 2V = 40-1538m3工作容积 V =0 V = 36.13842m3工计1）筒体的厚度计算：a.计算厚度:pDc i5 = 一一由中径公式2QM-Pc可得5= 皿 2400= 10.393mm，2 x 170 x 1 -1.466（钢板厚度负偏差C1 = 0，腐蚀余量C2 = 4mm，）b.名义厚度:5 = 16mm nc.有效厚度:5 = 12mme2）椭圆的厚度计算：5=PD5 c i由封头厚度25t0-可得

12、a.计算厚度:5 = 2 x 1煮4001.466 =1037059mm（钢板厚度负偏差C1 = 0，腐蚀余量C2 = 4mm，）b.名义厚度:5 = 16mm nc.有效厚度:=12mm2、压力的确定计算a .计算压力Pc: Pc =1-1 x(PV -.D =1-466Mpab.液柱静压力:P = Pgh 1314 x 9.8 x 2.4 0.0309MPaP = 0.0309P = 1.466c0.021 5%故液柱静压力可以忽略，即Pc = Pd = L466MPaP 1.25P 旦1.8323MPaC.水压试验：Tdc t其中：匚为元件在常温下的许用应力；为元件在设计温度下的许用应力

13、。3、接管的选择液氯储罐要开设液氯进口管、安全阀口、人孔、空气进口管、 空气出口管、压力表接口、液位计接口、液氯出口管，并根据各接口 的大小选择相对应的法兰及垫片。管口表接管代号公称尺寸公称压力连接尺寸标准连接面形式用途或名称aDN80PN1.6MPaHG20595-1997MFM液氯进口管bDN80PN1.6MPaHG20592-1997MFM安全阀接口cDN500PN1.6MPaHG/T21523-2005MFM人孔dDN65PN1.6MPaHG20595-1997MFM空气进口管eDN65PN1.6MPaHG20595-1997MFM空气出口管fDN25PN1.6MPaHG20595-1997MFM压力表接口gDN25PN1.6MPaHG20595-1997MFM液位计接口hDN80PN1.6MPaHG20595-1997MFM液氯出口管jDN80PN1.6MPaHG20595-1997MFM排污管4、法兰的选择跟据管口公称直径选择相应的法兰，1.6MPa时选用带颈对焊钢 法兰，主要参数如下：9 8.2.3 带颈对焊钢制管法兰 舉 8.2 . 3-1 PN