+C2，mm 夹套封头设计厚度δ'2d=δ2-21 5 根据文献[1]第十章计算 +C2，mm 2-22 钢板厚度负偏差C1,mm 0.5 按钢板厚度5mm选取 罐体筒体名义厚度δ1n=δ2-23 4.4 δmin-δ1=3.4-2.06>C1 1d,mm 2-24 夹套筒体名义厚度δ2n,mm 5.5 δmin-δ2=4.5-4.0>C1 2-25 罐体封头名义厚度δ'2n,mm 4.4 δmin-δ3=3.4-2.06>C1 2-26 夹套封头名义厚度δ'2n,mm 5.5 δmin-δ4=4.5-4.0>C1 (3)稳定性校核 稳定性校核（按外压校核罐体厚度） 参数及步骤 项目及代号 备注 结果 3-1 罐体筒体名义厚度δ,mm 4.4 根据计算结果假设 3-2 厚度附加量C=C1+C2 1.5 根据文献[1]第九章计算 3-3 罐体筒体有效厚度δe=δn-C,mm 2.9 根据文献[1]第九章计算 3-4 罐体筒体外径D0=D1+2δn,mm 1708.8 根据文献[1]第十一章计算 3-5 筒体计算长度L=H2+1/3h1,mm 1650 根据文献[1]第十一章计算 3-6 系数L/D0 0.966 根据文献[1]第十一章计算 3-7 系数D0/δe 589 根据文献[1]第十一章计算 0.00003-8 系数A 根据文献[1]图11-5 95 3-9 系数B -- 根据文献[1]图11-8 许用外压[p]=B/(D0/δe)或3-10 <0.4 计算失稳重设名义厚度δn [p]=2AE/(3D0/δe),MPa 3-11 罐体筒体名义厚度δn,mm 12 假设 3-12 钢板厚度负偏差C1,mm 0.8 根据文献[1]第九章计算 3-13 厚度附加量C=C1+C2 1.80 根据文献[1]第九章计算 3-14 罐体筒体有效厚度δe=δn-C,mm 10.2 根据文献[1]第十一章计算 3-15 罐体筒体外径D0=D1+2δn,mm 1724 根据文献[1]第十一章计算 3-16 筒体计算长度L=H2+1/3h1,mm 1650 根据文献[1]第十一章计算 3-17 系数L/D0 0.957 根据文献[1]第十一章计算 3-18 系数D0/δe 169 根据文献[1]第十一章计算 0.00063-19 系数A 根据文献[1]图11-5 6 3-20 系数B 92 根据文献[1]图11-8 0.54>0根据文献[1]第十一章计算稳3-21 许用外压[p]=B/(D0/δe) .4 定性满足要求 3-22 罐体封头名义厚度δn,mm 12 假设 3-23 罐体封头钢板厚度负偏差C1,mm 0.8 根据文献[1]表9-10选取 3-24 罐体封头厚度附加量C=C1+C2 罐体封头有效厚度δ'e=δ3-25 'n-C,mm 3-26 罐体封头外径D'0=D'1+2δ'n,mm 标准椭圆封头当量球壳外半径3-27 R'0=0.9D'0,mm 3-28 系数A=0.125/(R'0/δ'e) 1.8 10.2 1724 1552 根据文献[1]第九章计算 根据文献[1]第九章计算 根据文献[1]第十一章计算 根据文献[1]第十一章计算 0.0008根据文献[1]第十一章计算 2 3-29 系数B 112 查文献[1]图11-8 0.736>根据文献[1]第十一章计算稳3-30 许用外压[p]=B/(R'0/δ'e),MPa 0.4 定性满足要求 罐体封头最小厚度δ3-31 2.55 δmin≤δe满足要求 min=0.15?,mm （4）水压试验校核 水压试验校核 步项目及代号 参数及结果 骤 4-1 罐体试验压力p1T=1.25p1[σ]/[σ]^t,MPa 0.25 4-2 夹套水压试验压力p2t=1.25p2[σ]/[σ]^t,MPa 0.5 4-3 材料屈服点应力σs，MPa 235 4-4 σT≤0.9Φσs,MPa 169.2 4-5 罐体圆筒压力σ1T=[p1T(D1+δe)]/2δe,MPa 20.96<169.2 4-6 夹套内压试验应力σ2T=[p2T(D2+δe)]/2δe,MPa 44.37<169.2 第二章 反应釜其他附件 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承在楼板上时选B型，否则选A型。本设计选B型。其主要尺寸见下表： 允许载适用容器公高底板 垫板 荷 称直径 度 l1 b1 δ1 s1 l3 b3 δ3 e Q，kN DN H 60 1000～2000 250 200 140 14 70 315 250 8 40 允许支载荷 座 Q，kN 号 A型筋板 l2 b2 δB型筋板 l2 b2 地脚螺栓 A型B型支座质量盖板 盖板 /kg b4 b4 A型 B型 δd M 2 2 60 4 160 140 8 290 140 10 30 M24 30 70 11.1 15.7 每台反应釜常用4个支座，但承重计算时，考虑安装误差造成的受力情况变坏，应按两个支座计算。
耳式支座实际承受载荷是近似计算：
?m0g?Ge4(ph?Ge?Se)??3??10 Q??=52kN ?knnD??式中 Q——支座实际承受的载荷，kN；
D——支座安装尺寸，mm；
g——重心加速度，取g=9.8m/s； Ge——偏心载荷，N；
h——水平力作用点至底板高度，mm；h=250mm
k——不均匀系数，安装3个支座时，取k=1，安装3个以上时，取k=0.83； m0——设备总质量（包括壳体及其附件，内部介质及保温层的质量），kg；m0=8200kg
n——支座数量；n=2 Se——偏心距，mm；
P——水平力，取pe和pw的大值，N。p=18081
当容器高径比不大于5，且总高度H0不大于10m时，pe和pw可按下式计算，超出此范围的容器不推存使用耳座。
水平地震力pe：pe?0.5?em0g?0.5?0.45?8200?9.8?18081 式中 αe——地震系数。 水平风载荷pw：
式中 D0——容器外径，有保温层时取保温层外径，mm；D0=1824mm fi——风压高度变化系数，按设备质心所处高度取；fi=1.00 H0——容器总高度，mm；H0=H1+h1=1900+450+450=2800mm q0——10m高度处的基本风压值，N/m2。q0=550 所以p=pe
Q=52kN<60kN小于允许载荷，所选支座符合要求。 2、手孔和人孔
手孔和人孔的设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部的装置。
手孔直径一般为150～250mm，应使工人带上手套并握有工具的手能方便的通过。
当设备的直径大于900mm时，应开设人孔。人孔的形状有椭圆形和圆形两种。圆形人孔制造方便。应用较为广泛。人孔的大小及位置应以人进出设备方便为原则，对于反应釜，还要考虑搅拌器的尺寸，一便搅拌轴及搅拌器能通过人孔放入罐体内。
手孔和人孔的种类较多，且大部分有标准。本设计采用人孔，为回转盖带颈平焊法兰人孔，其主要尺寸见下表： 密封公公总质dW×螺螺面形称 称 D D1 b b1 b2 H1 H2 螺柱 量S 柱 母 式 压直/kg 2
直径数量 ×长度 突面 M24180（RF1.0 450 615 565 28 26 28 230 108 20 40 ×130 ×8 型） 125 3、设备接口 化工容器及设备，往往由于工艺操作等原因，在筒体和封头上需要开一些各种用途的孔。 （1）、设备法兰
容器法兰有甲型平焊法兰（JB/T4701—2000）、乙型平焊法兰（JB/T 4702—2000）、长颈法兰（JB/T 4703—2000）三种，设计时首先由法兰的公称压力PN、公称直径DN由教材中的压力容器法兰分类及参数表确定确定其型式，然后根据法兰型式及其PN 、 DN ，由对应的容器法兰标准设计出法兰的结构和尺寸。
容器法兰的密封面形式有平面密封面、凹凸密封面、榫槽密封面、环密封面。密封面的形式可根据操作介质、法兰的公称压力PN 、工作温度由教材中的压力容器法兰垫片选用表确定。
根据材质的不同，垫片分为非金属垫片、组合式垫片和金属垫片三种，垫片的形式可根据操作介质、法兰的公称压力PN 、工作温度、法兰的型式由压力容器法兰垫片选用表确定。垫片的尺寸由法兰的公称压力、公称直径根据垫片的标准确定。压力容器法兰非金属软垫片的结构见图、尺寸查压力容器法兰非金属软垫片的标准。
根据设计温度及所用材料，选用公称压力0.6MPa，公称直径1700mm的平密封面乙型平焊法兰。 法兰PI 1700-0.6 JB/T 4702-2000 螺柱材螺母材法兰 公称直径 公称压力 垫片 料 料 （GB/T 乙型非金属垫1700mm 0.6MPa 539-1995）耐油35 Q235-A 法兰 片 石油橡胶板 (2)接管和管法兰 接管和管法兰是用来与管道或其他设备连接的。标准管法兰的主要参数是公称直径（DN）和公称压力（PN）。 公称直径DN 10 15 20 25 40 50 65 80 100 125 钢管外径 14 18 25 62 45 57 76 89 108 133 公称直径DN 150 200 250 300 350 400 450 500 600 钢管外径 150 219 273 325 377 426 480 530 630 接管的伸长度一般为从法兰密封面到壳体外径为150mm。 公称尺寸 法兰质量钢管外径符号 连接面型式 用途 DN /kg /mm A 25 RF 蒸汽入口 1.0 32 B 100 RF 加料口 4.5 108 C 100 RF 视镜 -- -- 力 径 PN DN MPa D E 25 25 RF RF F 80 RF 3.5 89 G 25 RF 1.0 32 （3）、补强圈 容器开孔后由于壳体材料的削弱，出现开孔应力集中现象。因此要考虑补强。补强圈就是用来弥补设备壳体因开孔过大而造成的强度损失的一种常用形式。补强圈形状应与被补强部分相符，使之与设备壳体密切贴合，焊接后能与壳体同时受力。补强圈上有一小孔，焊后同如压缩空气，以检查焊缝的气密性。补强圈的厚度和材料一般均与设备壳体相同。 （4）、液体出料管和过夹套的物料进出口
出料管结构设计主要从物料易放尽、阻力小和不易堵塞 等因素考虑。另外还要考虑温差应力的影响。
液体出料管和过夹套的物料进出口的主要尺寸见下表： 管径公称直径DN ≥25 ≥50 ≥100 d1 75+DN 100+DN 160+DN 4、视镜 视镜主要用来观察设备内物料及其反应情况，也可作为料面指示镜，一般成对使用，当视镜需要斜装或设备直径较小时，采用有颈视镜。本设计采用带灯有颈视镜，所选视镜主要尺寸见下表： 公称 公称 D D1 dH×S h ≈H n×d 视镜质总质量，kg 直径 压力 量/kg DN PN 防腐防爆防腐防爆 mm MPa 型 型 型 型 100 0.6 180 150 10850 170 260 8×4.7 5.7 7.7 ×4 M12 温度计接口 压缩空气接口 加料口 冷凝水出口 1.0 1.0 32 32 参 考 文 献 [1]赵军等编.化工设备机械基础(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2007. [2]蔡纪宁等编.化工设备机械基础课程设计指导书[M].北京:化学工业出版社,2010.
[3]候淳,带刚性耳式支座的计算[J].有色冶金设计与研究.2009(05). [4]GB 150-1998钢制压力容器[M].中国标准化出版社. [5]王志文.化工容器设计[M].北京:化学工业出版社.1990. [6]HG/T 20668-2000化工设备设计文件编制规定. [7]JB.容器支座[M].化学工业出版社.
[8]董大勤.化工设备机械基础(第三版)[M].北京:化学工业出版社.1989.
化工设备机械基础课程设计 夹套反应釜 - 图文
