因为釜体上装有安全阀，设计压力为P=20MPa，φ=1.0（全部无损检测），钢板或钢管在轧制过程中，其厚度可能出现减薄（即负偏差），因而在设计容器时应预先给壁厚一个增量C1，根据常用标准取C1=0.5。而与介质接触的筒体、封头、接管等附件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度的削弱和减薄，均应考虑腐蚀裕量C2。此处C2=2 则内压圆筒的计算壁厚由公式
得Sn=［（20×159）/（2×113－20）］+0.5+2=18mm 2.2.3 确定封头厚度
平板封头在制作上方便，应用广泛，故此设计上封头采用平板封头。当平盖周边与筒体连接为刚性固定连接时，最大应力发生在周边处。圆形平盖的厚度可按下式计算：
式中 Dc--计算直径
K---平盖系数，随平板形封头结构的不同而不同，其值可查表 而Dc=Di+2Sn得Dc=195mm Φ根据封头的加工方式取为1.0
K根据计算直径、设计压力、螺孔到筒体的距离等因素查值为0.4 计算得δp=195×0.266+0.5+2=54mm
下封头厚度：当受内压时，与其他封头相比其薄膜应力最小，故所需厚度也最薄。按设计规定，封头中只有球形封头的最小厚度可以小于
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筒体的最小厚度。在实际中，考虑封头与筒体焊接方便，以及降低封头和筒体连接的边缘应力，通常取与筒体等厚。 2.3 反应釜夹套的选择
为了从容器外面加热或冷却，最为简单的方法是在其筒体上设置夹套，通入加热或冷却介质。夹套的结构形式由使用要求和工艺可能性决定，主要形式有：仅在容器圆柱壳上设置夹套；在容器圆柱壳和底部封头上设有夹套；在一个封头上设置夹套；在整个圆柱壳体两侧封头上设置夹套。夹套的形式有普通型、半圆管型、螺旋型、半圆型和波纹型；而普通型夹套又分为同心型和非同心型。在夹套壳与容器壳体连接方式上又有锥形封口环、半圆封口环和平板封口环。 夹套反应釜几何尺寸确定后，要根据已知的公称直径，设计压力和设计温度进行强度计算确定罐体及夹套的筒体和封头的厚度。
强度计算中各参数的选取及计算，均应符合GB150-1998《钢制压力容器》的规定。 2.4 夹套几何尺寸计算
夹套和筒体的连接常焊接成封闭结构，夹套的结构尺寸常根据安装和工艺两方面的要求而定。夹套内径D2可根据筒体内径D1大小来确定，内径D2=D1+50=209mm
夹套高H2有传热面积而决定，不能低于料液高。若装料系数η没有给定，则应合理选择装料系数的值，尽量提高设备利用率。通常η的取值范围为0.6---0.85。在二氧化碳和高矿化度中性水介质中，粘度较低，可以取为η=0.6。
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夹套高H2由公式H2=（ηV－V封）/V1m 式中 V1m为1m高筒体容积 V封为封头的容积 算得H2=156mm 圆整为H2=160mm
此设计中采用U型夹套将筒体全部包围，故此夹套的高度将根据筒体的高度而定。
夹套厚度按照筒体厚度计算方法，可得夹套厚度Sj=18mm，夹套内表面与筒体外表面间距选取40mm。 2.5 按内压对筒体和封头进行强度计算 压力计算：
材料选择Q235A，由设计压力（罐体内）P=20MPa，可得：
工作压力（罐体内）为20/1.1=18.2MPa
设计温度（罐体内）为t＜150°C； 内压圆筒的计算壁厚由公式
得Sn=［（20×159）/（2×113－20）］+0.5+2=18mm 2.6 按外压对筒体和封头进行强度校核 假设一：罐体筒体的名义厚度Sn=18mm； 厚度附加量C=C1+C2=2.5mm； 罐体筒体有效厚度S=Sn－C=15.5mm；
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罐体筒体外径Dc=195mm； 筒体计算长度Hi=263mm； 长径比系数Hi/Dc=1.35； 系数Dc/S=195/15.5=12.58
根据所得数据以及下图可得：系数A=0.025； 系数B=162MPa
根据许用外压公式［P］=B*S/Dc=12.88MPa<20.0026MPa，所以计算失稳，要重定义名义厚度。
假设二：罐体筒体的名义厚度Sn=30mm； 钢板厚度负偏差C1=0.9mm； 厚度附加量C=C1+C2=2.9mm； 罐体筒体有效厚度S=Sn－C=27.1mm； 罐体筒体外径Dc=159+2×30=219mm； 筒体计算长度Hi=263mm； 长径比系数Hi/Dc=1.2； 系数Dc/S=219/27.1=8.08 根据所得系数查图可得：A=0.058 系数B=163MPa
根据许用外压公式［P］=B*S/Dc=20.1733MPa>20.0026MPa,满足对稳定性的要求。在此设计中夹套所受的压力不会高于筒体所受的压力，为保证设备的安全，夹套取用与筒体相同的厚度。 外压封头强度计算：
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设封头厚度为s=30mm； 有效厚度为s1=27.1mm；
R0=K1D0 式中K1 =0.9 D0 =Di+2Sn=219mm R0=197.1mm 计算系数A
得A=0.017 查得系数B=162MPa 则许用应力为
得B=22.3MPa>20.0026MPa，满足对稳定性的要求。 10
高温高压腐蚀反应釜课程设计DOC - 图文
