沈阳理工大学课程设计
焊接结构课程设计任务书
学院 学生姓名 设计题目 专业 学号 蒸汽加热反应釜 焊接专业 设计要求及技术参数： 全容积18m3 工作压力0.5MPa 工作温度80℃ 容器材料1Cr18Ni9T. 技术要求： 1.写出该结构的几种设计方案 2.强度计算及尺寸选择 3.绘制结构设计图 4.撰写主要工艺过程 5.撰写设计说明书 进度安排： 1熟悉零件：讲授课程，熟悉零件 2天 2查阅相关资料，提出可行方案 2天 3上机画图 3天 4书写说明书 4天 5图纸及工艺的检测 2天 6答辩 2天 指导教师（签字）： 年 月 日 学院院长（签字）： 年 月 日 - 1 -
沈阳理工大学课程设计
蒸汽加热反应釜课程设计 前言 蒸汽加热反应釜广泛的应用于医药、化工、塑料、橡胶、建材、食品等行业，具有加热迅速、耐高温、耐腐蚀、无环境污染、无需锅炉自动加温、使用方便等特点。 不锈钢反应釜由锅体、锅盖、搅拌器、加热夹套、支承及传动装置、轴封装置等组成。锅体、锅盖、搅拌器、轴封等均由 1cr18Ni9Ti 不锈钢制作。 锅体与锅盖由法兰密封联接，锅体下部有放料孔，锅内有搅拌器，锅盖上开进料、搅拌观察、测温测压、蒸汽引出分馏、安全放空等工艺管孔。 锅盖上部焊接支架上，装置减速机与电机，由传动轴驱动锅内搅拌器，轴封装置在锅盖顶部。 加热夹套上开有进、排油（汽）测温，放空蒸汽阀门、电热棒等接管孔。 由于用户因生产工艺、操作条件不尽相同，对锅盖工艺开孔、搅拌型式（有桨式、锚式、框式、螺旋式等）、支承型式（悬挂式或支支座式）以及填料密封装置等不同要求，另行设计。 - 2 -
沈阳理工大学课程设计
目 录 第一章 反应釜釜体的设计 1.1 釜体DN 、PN的确定………………………………………………………………4 1.2 釜体筒体壁厚的设计…… ………… ……………………………………………4 1.3 封头的设计 ………………… …………………………………………………5 1.4筒体长度H的设计…………………………………………………………………5 第二章 反应釜夹套的设计 2.1夹套的Dj、PN的确定……………………………………………………………6 2.2夹套筒体的设计……………………………………………………………………6 2.3夹套封头的设计……………………………………………………………………6 第三章 反应釜釜体及夹套的压力试验 3.1釜体的水压试验……………………………………………………………………9 3.2釜体的气压试验……………………………………………………………………9 3.3夹套的液压试验……………………………………………………………………10 第四章 反应釜附件的选型及尺寸设计 4.1人孔的设计…………………………………………………………………………12 4.2视镜的设计…………………………………………………………………………13 4.3支座的选型及设计…………………………………………………………………14 4.4工艺接管的设计……………………………………………………………………15 第五章 固体物料进口的开孔及补强计算 5.1封头开人孔后被削弱的金属面积A的计算………………………………………18 第六章 焊缝结构的设计………………………………………………………………19 第七章 第七章 反应釜的装配图及零件图 7.1 反应釜的装配图…………………………………………………………………22 7.1 反应釜的零件图…………………………………………………………………22 参考文献 ………………………………………………………………………………23
- 3 -
沈阳理工大学课程设计
第一章 反应釜釜体的设计 1.1 釜体 DN、PN的确定 1.1.1 釜体DN的确定 将釜体视为筒体，取L/D=1.1 由V=(π/4)Di则 2 DN=2800mm PN＝L，L=1.1Di Di=318??，D?2.75m，圆整D=2.8m ii????????由文献?1?4-1页表4-1-1查得釜体的DN=2800mm 1.1.2釜体PN的确定因工作压力PW＝0.5MPa，故：PN＝0.6MPa 0.6MPa 1.2 釜体筒体壁厚的设计 1.2.1设计参数的确定 设计压力P：P＝（1.05～1.1）P W，取P＝1.1PW=1.1×0.5=0.55MPa； 1.1?182液体静压`PL：PL≈(kgf/cm)≈0.2MPa 10 PL/P=0.2/0.55=36.36％>5％，不可以忽略PL； 计算压力P C：PC=P+PL= 0.75MPa； 设计温度t： 80℃ ； 焊缝系数?： ?＝1.0（双面埋弧焊，100%无损探伤）； 许用应力[?]t：根据材料1Cr18Ni10Ti、设计温度50℃，由文献[1]4-46页 续表4-2-8知[?]t＝131MPa； 钢板负偏差C1：C1＝0.8mm 腐蚀裕量C2：C2＝0mm（不锈钢腐蚀极微） 厚度附加量C：C=C1+C2=0.8mm 1.2.2 筒体壁厚的设计 PCDi由公式Sn=+C 得： t2????-PC Sn?0.75?2800+0.8=8.84mm，圆整Sn=9mm，实际取Sn=10mm 2?131?1-0.75Sn=10mm 刚度校核：不锈钢的Smin?3mm 1.3 封头的设计
- 4 -
沈阳理工大学课程设计
上下封头都取标准椭圆形封头，内径与筒体相同，标准JB1154-73 '由公式 Sn=PCDi+C得： t2????-0.5PC0.75?2800'+0.8=8.83mm 圆整得Sn=9mm 2?131?1?0.5?0.75' Sn= '=10mm Sn'根据规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致Sn=10mm 、 封头的直边尺寸、体积及重量的确定 根据DN=2800mm，由文献[1]4-12页续表4-1-4知： 曲面高度h1：700mm 体积VF：3.12m 直边高度h2：40mm 内表面积F：8.82m 质 量m: 842kg 结构如图1-1所示 2曲面高度3h1：700mm 体积VF3：3.12m 直边高度h2：40mm 内表面积2F：8.82m 质 图1-1 外径为公称直径的椭圆形封头 1.4 筒体长度H的设计 1.4.1筒体长度H的设计 V?VT?2VF，VT?V?2VF，量m: 842kg H =1920mm ?4（18-2?3.12）V?2VF4? H?==1.911mm 2?23.14?2.8Di4圆整得: H =1920mm Di2H?V?2VF 1.4.2釜体长径比L/Di的复核 L/Di=（H+2h1）/Di= （1920+2×700）/2800=1.18； 在1.0~1.3之间，满足要求。
- 5 -
加热蒸汽反应釜设计说明书
