毕业设计（论文）-年产5万吨聚乙烯超高压反应器设计【全套图纸】.doc

齐齐哈尔大学毕业设计摘 要管式反应器由于采用细长管道，有较大的传热面积，故有利于外部夹套传热介质的热量传递。管式超高压反应器主要零件由承受超高压的内管和夹套所组成，采用超高压聚乙烯装置用的超高压无缝钢管，反应流体全靠压差流动，流速甚快，停留时间约一分钟,管子连接和组装结构通过盘管结构型式连接而成。开始，通过超高压反应器的生产聚乙烯的年产量，通过工艺选择合适的流速，计算出聚乙烯进料的管口内径，选用标准规格管子的公称直径。其次，根据反应物在管内停留的时间，计算出整个反应器管子长度。然后，根据直管材料与公称直径，选用合适配套的弯管材料与公称直径。通过计算直管和弯管的强度并校核，确定强度是否满足要求；根据夹套工作压力、工作温度和流动介质，选用合适的材料，计算夹套的壁厚，夹套选用的公称直径，再通过水压试验，确定夹套强度是否满足要求。最后，选择合适的超高压反应器的附件，反应器管道间的连接形式，以及反应管子支撑形式和整体排列形式。关键字： 超高压管式反应器；夹套；超高压设计；弯管； 全套图纸，加153893706AbstractTubular reactor with an elongated conduit, has larger heat transfer area, which is favorable for the external jacket heat medium heat transferUltra-high pressure reactor is made of inner tube whiche is used to bear high pressure and clamping push,using a dedicated high pressure seamless steel pipe specifications for ultra-high pressure polyethylene , the fluid flowing depends on pressure, it flows very fast in reaction tube which is several hundred meters even up to thousand meters , and it stay a more or less one minute. In order to prevent polymer product sticking to the tube wall and causing an explosion because of occlude of reaction tube ,so we have to increase gas flow rate in the pipe as quickly as possible , or taking the action of pulse operation. Connection and assembly of the structure connect through the formation of coil structure.At firstl, through the production of ultra-high pressure polyethylene reactors output, through the process of selecting suitable flow rate, the calculation of the polyethylene feed pipe diameter, choice of standard nominal pipe diameter. Then, according to the reaction tube to stay in time, to calculate the length of the tube reactor. Secondly, in accordance with straight pipe material and nominal diameter of the pipe support selection of appropriate materials and nominal diameter. By calculating the straight tube and pipe and checking the strength, to determine whether the strength to meet the requirements; under the jacket pressure, temperature and mobile media, the appropriate choice of materials, the wall thickness calculation Jacket, Jacket chosen nominal diameter, through the hydraulic pressure test to determine whether the strength to meet the requirements of jacket. Finally, choose a suitable high pressure reactor annex reactor connection between the form of pipes, as well as the reaction tubes with the support and the overall form of the form.Keywords:super-hight pressrue tubular reactor; ping outer tubethe design of Ultra-high pressure ; Tube bendingclam；目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 选题背景和意义11.2 国内外研究现状1第2章 工艺计算42.1 工艺参数的确定42.2 设计参数的确定5第3章 强度计算和校核73.1 自增强圆筒的设计73.2 自增强设计113.5 水夹套的强度计算及校核40第4章 结构设计424.1 超高压管道的连接424.2 支撑点的设置434.3 管端形式及弯管设计444.4 内管与夹套管间的密封45结 论46参考文献47致 谢4848第1章 绪论1.1 选题背景和意义聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良，聚乙烯现在是世界上产量最大、品种繁多的最重要的合成树脂之一。LDPE 产品具有良好透明度和加工性能，主要用作农用膜、工业用包装膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等，用途非常广泛。然而，聚乙烯的合成过程为一个化学变化过程，实现这一变化的设备就是超高压反应器。1933年英国（I.C.I公司）提出低密度超高压聚合来生产聚乙烯。以后经过德国经过相当大的努力，解决了100MPa（1000个大气压）以上超高压容器的材料、设计、制造与操作控制以后，在1939年建立了第一个操作压力为150MPa（1500个大气压）的乙烯超高压聚合工厂。这是人类历史上第一次进行超过1000个大气压的超高压操作。超高压聚乙烯得到的乙烯产品，具有优良的电绝缘性能和耐化学药品性能，有很好的柔软性、伸长率、耐冲击性能和很高的透明度，因此可以广泛的用作电线或电缆的包皮，各种压铸品、薄片、薄膜和涂层等。此外，超高压聚合还具有流程短、设备少、产量大和成本低的优点。1.2 国内外研究现状20世界60年代以来，联邦德国、美国、日本、英国都相继建立了150250MPa（15002500个大气压）超高压聚乙烯工厂，进入70年代中期以后，发展更快，聚合压力与反应器的生产能力迅速提高。以前联邦德国为例，聚合压力有250MPa提高到350MPa，少数达到400MPa ，反应器的生产能力也由3000t迅速提高到60000t.。20世纪70年代以来，瑞典ASEA公司和Carbox公司提出一种框架式绕丝容器的新型式。使操作压力达到1200MPa、温度达到1500摄氏度。另外，国外采用剖分式圆通新型结构使压力能够达到2400MPa。我国超高压反应器的发展也和外国情况一样，也按上述发展过程。工作压力在100300MPa者利用超高强度钢进行单层锻造或双层热套。在8001000MPa压力场合下，则采用三层热套自增强。在1000MPa以上压力，则有采用内层剖分扇形的结构。国内管式法高压聚乙烯装置共有三套，均为引进装置。大庆石化总厂塑料厂是采用Imhausen公司的专利技术，1986年7月投产，设计生产能力为6.5万t/a。它为多点进料三段反应工艺，以纯氧为引发剂。该工艺反应系统有四个安全程序。聚合反应由一个特殊开发的电子装置工作压力控制器自动控制和料仓物料掺混控制。上海石油化工股份有限公司（原上海石油化工总厂）塑料厂拥有二套生产装置。第一套装置采用日本三菱油化-西德BASF超高压管式法LDPE专利技术，于1976年9月投产，单线设计生产能力3.0万t/a。该装置为二点进料二段反应工艺，以空气为引发剂，以丙烯、丙醛为分子量调节剂。采用三个安全程序，150个联锁点及50支高灵敏度热电偶直接测量各点温度。第二套装置采用日本三菱油化新专利技术，二点进料三段反应工艺。新引进的三段管式反应系统，在原来二段管式反应器的基础上使转化率提高10%以上。某工厂采用的反应器全长为1555.5m，共有33根弯管，65根直管组成的蛇形结构。直管段长度15m，弯管展开长度高为15m，弯管半径为1.2m，预热段直管4根，弯管1根，反应器联接型式为螺纹法兰联接，密封形式为透镜垫。材质为3OCrNIMos，内管设计压力为320MPa，内管设计温度为340，内管操作压力为28OMPa，内管操作温度为310，夹套(冷却水)设计压力为4.4MPa，夹套设计摄度为250，夹套(冷却水)操作压力为4.OMPa;夹套(冷却水)操作温度为200，内管介质为乙烯十聚乙烯。管式反应器的操作是混合好的均相反应物从管道的一端加入，连续流动、连续反应，最后从管道另一端排出。它的反应动力学模型接近理想化的活塞流，即各反应物分子与各生成物分子都是沿着管道轴向的位置而变，径向截面无浓度差与温度差，而且各点的浓度与温度均不随时间而变。反应物以层流状态流经预热、反应段，流速很快，停流时间105到数分钟。否则，聚合产物粘附在反应器的内壁，造成反应器堵塞以致引起分解爆炸，所以采取流动脉冲，加大管内流速。1.3 超高压反应器的结构特点 超高压管式反应器主要零件由承受超高压的内管和它的夹套所组成，它的连接接头和组装结构的变化而形成了不同的形式。而用于生产聚乙烯的的多为管式反应器，多为盘管结构 图1-1 盘管结构第2章 工艺计算2.1 工艺参数的确定2.1.1 流量与流速计算单位时间内流过管道任一截面的流量，以Vs表示，其单位m3/s。流量用质量来计算，则称为质量流量，以s表示，其单位为kg/s。体积流量和质量流量的关系为 单位时间内流体在流动方向上流过的距离以表示，单位m3/s。在工程计算上为方便起见，流体的流速通常指整个管截面上的平均流速，其表达式为 式中A与流动方向相垂直的管道截面积，m2。 由上述关系式可得流量与流速的关系，即 由于气体的体积流量随温度和压强而变化，显然气体的流速亦随之而变，因此，采用质量流速比较方便。单位时间内流体通过管道单位截面的质量，即质量通，以G表示，其表达式为 式中G的单位为kg/(m2s)。一般管道的截面积均为圆形，若以d表示管道内径，则 于是 流体在管道中适宜流速的大小与流体的性质及操作条件有关。通常液体的流速取0.53.0m/s，气体流速取1030m/s。本设计生产量为5万吨/年聚乙烯，每年工作以8460小时计算，乙烯的密度为940kg/m3，通常气流的速度为1030m/s，本设计中取气流的速度15m/s。一般管道的截面均为圆形，若以d表示管道内径，可求得 于是 式中，m2.1.2 超高压无缝钢管选取根据计算结果，查表超高压容器附录，参照超高压用无缝钢管规格表。上下部分选用DN=10 ；DN=15 。在管内停留的反应时间为40s，可以计算出管子的长度：。2.2 设计参数的确定 设计聚乙烯超高压反应器，处理量5万吨/年，以3.3MPa、30C的高纯度乙烯为原料，以有机过氧化物为催化剂，经一次压缩机和二次压缩机两次压缩到反应所需压力压力200MPa，于260C左右高温进入聚合反应器中，在引发剂作用下，即聚合成低密度聚乙烯。生成的低密度聚乙烯与未反应的乙烯经反应器底部减压阀，进入产品冷却器，冷却到一定温度以后，进入高压分离器，压力降至24.529.4 MPa左右，分离出大部分未反应的乙烯，返回二次压缩机进口。从高压分离器底部出来的聚合物经低压分离器，压力降至49kPa，分离出的乙烯返回低压乙烯接受器，熔融的聚合物从低压分离器底部出料，经水下切粒，脱水干燥得聚乙烯颗粒，再经空送混合，加工，可制得各种具有优良性能的低密度聚乙烯成品。（1） 设计压力p 反应器设计压力；取=220Mpa 夹套的设计压力：P=2.51.1=2.75Mpa（2） 设计温度t反应器温度t=2600C。 夹套温度t=1500C。2.3材料选择超高压管道用无缝钢管，选择超高压容器的材料主要考虑:容器承受压力等级的大小、应力状态、应力的非连续性、循环次数、结构特点、失效准则以及工作条件等。因此，作为超高压容器筒体的材料必须考虑输送介质的压力脉动、安全泄放装置不定期的开启、装置频繁的开停车，这些交变的载荷，不但引起管道的振动，而且将是造成疲劳破坏的直接原因。因此，必须在材质选用、规格尺寸、检验验收，直至制造加工等环节，给予必要重要。所以需要满足下列的一些要求：机械强度高、塑性和冲击韧性好、断裂韧性值高、疲劳强度高、可锻性好、淬透性好，以满足超高压容器特殊使用条件要求。设计的超高压装置中，要求控制延伸率在15%左右，断面收缩率在40%左右。超高压管式反应器的管子材料：40CrNi2MoA表2-1 40CrNi2MoA机械性能温度MpaMpa%EMpa%250C2600C911.00810.001054.01010.017167153209000880000.2840.296其中，该钢在2600C下的伸长率=16%，断面收缩率=53%第3章 强度计算和校核3.1 自增强圆筒的设计估算径比（k），确定管子尺寸（反应所需操作压力弹性范围200Mpa左右，为了安全起以220Mpa计算） PB=nbp 取爆破安全系nb=2.5,由Faupel公式 考虑到Faupel公式的误差和管子壁厚尺寸公差，取名义K值为Kmean=2.5 K1.72取管子内径Di=8mm，则外径D0=KDi=2.888=23mm，外径壁厚237.5mm取管子内径Di=14mm，则外径D0=KDi=35mm，外径壁厚3510.5mm3.1.1 单层厚壁圆筒的设计计算a)对于上半部分DN=10;的无缝钢管，水压试验（1）内壁当量应力（）设计压力时水压试验时工作应力对屈服强度的百分比=100%=53.49%水压试验时应力对屈服强度的百分比=100%=59.45%（2）内壁屈服时所需要的压力 在工作温度下 在温室下 因此屈服安全系数在工作温度下 在室温下 （3） 全屈服压力的计算： 全屈服安全系数=（4） 爆破压力计算：一般采用Faupel经验公式计算 设计温度时 室温时 安全系数：安全系数取2.5爆破安全系数设计温度时室温时b)对于下半部分DN=15;的无缝钢管，水压试验 k=2.5（1）内壁当量应力（）设计压力时水压试验时工作应力对屈服强度的百分比=100%=56.0%水压试验时应力对屈服强度的百分比=100%=62.24%（2）内壁屈服时所需要的压力 在工作温度下 在温室下 因此屈服安全系数在工作温度下 在室温下 （3） 全屈服压力的计算： 全屈服安全系数=（4） 爆破压力计算：一般采用Faupel经验公式计算 设计温度时 室温时 安全系数：安全系数取2.5爆破安全系数设计温度时室温时3.1.2 自增强容器的应力分析及计算提高管子强度的有效方法就是对管子施加外压，或者说利用圆筒预加的用力来平衡工作应力。厚壁圆筒自增强处理是达到这个目的手段之一。所谓圆筒的自增强，是圆筒在承载之前进行超压出处理，使压力超过圆筒的屈服压力，因而筒体从内壁表面开始发生塑性变形，在器壁的某一厚度范围形成塑性层，或者整个壁厚都塑性变形然后将压力卸除。由于各层的塑性变形不协调，卸压后，内层材料往往受到外层材料收缩的压力，而产生压缩应力；外层材料的苏醒残余变形的胀大扩张，而产生拉应力。这样便如有过盈的热套圆筒一样，在部分屈服的界面上有一个界面接触压力Pc。由于Pc的作用而产生残余应力（或者称预应力），这是利用器壁自身材料的弹性收缩力及变形不协调来产生一个预加外压，从而提高圆筒的内压强度，所以叫做自增强。部分屈服圆筒卸压后的横截面如图所示。图中图3-1 自增强圆筒卸压横截面3.2 自增强设计3.2.1 反应管上半部分自增强设计自增强处理能提高管子的弹性操作范围和疲劳强度，但并非自增强强度越大越好。一般取自增强度为30%-50%（视径比决定）。Manning建议取弹性界面半径为圆通内外半径的几何平均值，即。本管采用部分自增强，即为部分塑性变形圆筒；设弹塑性分界面半径为。（1） 初始屈服压力（Ps）（Ps）0= （2）部分屈服（自增强）压力（PA）当施加压力大于初始屈服压力时，便产生由内壁向外扩展的塑性变形，一直达到所需半径处，该压力是自增强处理需要控制的压力，成为自增强压力或部分屈服压力。（PA）0= ， Manning建议取强塑性界面半径为圆筒内外半径的几何平均值，即 b=mm （3） 部分塑性圆筒的应力、应变与径向位移弹性层（）a) 应力现以r=7mm，8mm，9mm，10mm,11.5mm分别代入上式。 求得各值列于表，并绘制成图r（mm）7mm8mm9mm10mm11.5mm（MPa）（MPa）（MPa）640.90-294.400531.35-184.790456.20-109.640402.44-55.880346.5600b)应变：将由自增强压力引起的弹性层各向应变 周向应变 径向应变 轴向应变 取泊松=0.296；比现以r=7mm，8mm，9mm，10mm,11.5mm分别代入上式，求得的值如下：又分别r=7mm，8mm，9mm，10mm, 11.5mm分别代入上式，求得的值如下：同理，可以求得自增强工艺过程一般是以外壁应变为控制变量，对应用于每一周向应变（），即可预示圆筒塑性变形的程度，确定对应的弹性塑性界面半径。求得各值列于表，并绘制成图。r（mm）7mm8mm9mm10mm11.5mm塑性层（）对于塑性层，假设1、材料是理想塑性体2、塑性变形，不改变形状，不改变体积3、轴向变形是均匀的，横截面保持平面a)应力现以r=4mm，5mm, 6mm分别代入下列式子计算其中，=0将得到的所有的数值列于下表自增强处理压力的筒壁应力（Mpa）r（mm）4mm5mm6mm7mm8mm9mm10mm11.5mm（MPa）（MPa）（MPa）117.51-817.80326.23-609.100496.76-438.570640.90-294.400531.35-184.790456.20-109.640402.44-55.880346.5600（4） 部分塑性圆筒的残余应力经自增强处理的圆筒，其弹性承载能力的提高程度取决于屈服变形产生的残余应力的大小，残余应力的计算，可按自增强处理时的应力与卸载压力时压力变化产生的应力两者叠加（代数和）而求得： 式中自增强残余周向、径向、轴向应力； 自增强压力（）作用下的各向应力、按计算点处于弹性层或塑性层分别根据相应公式计算。 卸除自增强压力时，计算点的周向、径向、轴向应力的变化。；其中， 为从自增强压力卸到零时的压力变化，=，将r=4mm，5mm，6mm，7mm，8mm，9mm,10mm,11.5mm分别代入按上述关系式得：同理，可以求得的值同理，求得的的值由于是开式的管子，所以得到值取=0，并所有得到的弹性层的残余应力的数值，列于下表中。弹性层的残余应力(MPa)r（mm）4mm5mm6mm7mm8mm9mm10mm11.5mm-1030.5808.100-699.59477.140-519.80297.360-411.41188.960-341.05118.610-292.8270.370258.3135.870222.4400 ，将计算数值列于表中，并绘制成图。自增强管子的残余应力表r（mm）4mm5mm6mm7mm8mm9mm10mm11.5mm-913.03-9.720-373.36-131.960-23.04-141.210229.49-105.440190.30-66.180163.3839.270144.1320.010124.1200卸压后的残余应力分布3.2.2 反应管下半部分自增强设计自增强处理能提高管子的弹性操作范围和疲劳强度，但并非自增强强度越大越好。一般取自增强度为30%-50%（视径比决定）。Manning建议取弹性界面半径为圆通内外半径的几何平均值，即。本管采用部分自增强，即为部分塑性变形圆筒；设弹塑性分界面半径为。（1） 初始屈服压力（Ps）（Ps）0= （2）部分屈服（自增强）压力（PA）当施加压力大于初始屈服压力时，便产生由内壁向外扩展的塑性变形，一直达到所需半径处，该压力是自增强处理需要控制的压力，成为自增强压力或部分屈服压力。（PA）0= ， Manning建议取强塑性界面半径为圆筒内外半径的几何平均值，即 b=mm （3） 部分塑性圆筒的应力、应变与径向位移弹性层（）a) 应力现以r=11mm，13mm，15mm，17.5mm分别代入上式。 求得各值列于表，并绘制成图r（mm）11mm13mm15mm17.5mm（MPa）（MPa）（MPa）652.40-282.890519.60-150.00436.24-66.700369.600b)应变：将由自增强压力引起的弹性层各向应变 周向应变 径向应变 轴向应变 取泊松=0.296；比现以r=11mm，13mm，15mm，17.5mm分别代入上式，求得的值如下：又分别r=11mm，13mm，15mm，17.5mm分别代入上式，求得的值如下：同理，可以求得自增强工艺过程一般是以外壁应变为控制变量，对应用于每一周向应变（），即可预示圆筒塑性变形的程度，确定对应的弹性塑性界面半径。求得各值列于表，并绘制成图。r（mm）11mm13mm15mm17.5mm塑性层（）对于塑性层，假设1、材料是理想塑性体2、塑性变形，不改变形状，不改变体积3、轴向变形是均匀的，横截面保持平面a) 应力现以r=7mm，9mm分别代入下列式子计算其中，=0将得到的所有的数值列于下表自增强处理压力的筒壁应力（Mpa）r（mm）7mm9mm11mm13mm15mm17.5mm（MPa）（MPa）（MPa）229.66-705.60464.72-470.60652.40-282.890519.60-150.00436.24-66.700369.6000（4） 部分塑性圆筒的残余应力经自增强处理的圆筒，其弹性承载能力的提高程度取决于屈服变形产生的残余应力的大小，残余应力的计算，可按自增强处理时的应力与卸载压力时压力变化产生的应力两者叠加（代数和）而求得： (4-11)式中自增强残余周向、径向、轴向应力； 自增强压力（）作用下的各向应力、按计算点处于弹性层或塑性层分别根据相应公式计算。 卸除自增强压力时，计算点的周向、径向、轴向应力的变化。；其中， 为从自增强压力卸到零时的压力变化，=，将r=7mm，9mm，11mm，13mm，15mm，17.5mm分别代入按上述关系式得：同理，可以求得的值同理，求得的的值由于是开式的管子，所以得到值取=0，并所有得到的弹性层的残余应力的数值，列于下表中。弹性层的残余应力r（mm）7mm9mm11mm13mm15mm17.5mm-985.01713.300-649.56377.800-479.79207.970-391.69111.600-321.0949.00-271.7100 ，将计算数值列于表中，并绘制成图。自增强管子的残余应力表r（mm）7mm9mm11mm13mm15mm17.5mm-755.357.700-179.84-92.800172.61-74.920127.91-38.400115.11-17.7047.8900卸压后的残余应力分布3.3 自增强的再屈服计算自增强的再屈服压力（Prs）自增强圆筒的特点之一是提高圆筒的承载能力，由于预应力的存在，圆筒自身得到“强化”，因而提高了再屈服压力。其提高的程度取决于自增强残余应力及操作是压力应力叠加的结果。一般而言，从第n次液压试验确定第（n-1）次的自增强效果。但第（n-1）次的再屈服压力，却又被第n次试验“强化”了；或者从另一角度而言，则是地（n-1）次的自增强“冲洗”掉了，因此对一般单件生产的高压、超高压圆筒是不可以取的。然而，自增强圆筒的再屈服压力，可以利用数学方法，从理论上获得解决。可以得到这个这个方程的结果 由于可知，内壁残余应力代入上式中；得 Prs=PA由此可知，自增强管子的再屈服压力等于自增强压力，或换言之，自增强管子的弹性强度等于自增强压力。理论计算再屈服压力增大的程度还与采用的屈服准则有关。一般来说，比初始屈服压力最高大83%100%。另外，由于Bauschinger效应的影响，实际残余应力比理论值小35%60%，故内壁实际再屈服压力要比理论值小（一般小于20%30%）。3.4自增强反向屈服及计算假定材料的压缩屈服强度等于负的拉伸屈服强度，则产生反向屈服的条件，可以从V.Mises塑流条件求得 完全塑性圆筒残余应力的计算方法与部分塑性圆筒相同，以完全屈服压力PF代入式中得取内壁r=ri(内壁表面) 全自增强时，Pmax=，上式变为 ，解这个方程得到： K=2.22这表明K2.22闭式圆筒（或k2.03的开式圆筒）自增强处理至完全塑性状态，卸压后产生残余应力将使管子产生反向屈服。另一方面，圆筒完全屈服卸压后不产生反向屈服的最大自增强压力可以由（4-73）得：比较式（4-75）与（4-2）可知，产生反向屈服的临界自增强压力为初始屈服压力的二倍。同理可证得，开式圆筒（管子）产生反向屈服的临界自增强压力为由上面计算初始屈服压力（Ps）= K=2.52.03， p=pA=713.3MPa2.03所以内壁会产生反向屈服，当压力完全释放内卸为零，圆筒在先前曾在拉伸方向达到屈服的基础上，在压缩方向再屈服至半径，由公式得：解得： 由于钢管内径8mm,半径4mm ,对整体自增强处理影响不大。3.5 水夹套的强度计算及校核3.5.1 夹套设计参数夹套外径：上半部分1.6523=38mm，查表取标准管内径为39mm；下半部分1.6535=57.75mm，查表取标准内径50mm。腐蚀裕度为C2=2mm。取钢材负偏差=0.3mm材料：20号钢 焊缝系数：根据GB150-1998钢制压力容器及设备简明设计手册选用碳素钢钢管20GB8163，在设计温度下的许用应力：3.5.2 计算壁厚（1） 上半部分夹套强度计算与校核计算厚度： 设计壁厚 负偏差C1=0.3mm名义壁厚n= d+ C1=2.53+0.3=2.83mm圆整后取名义壁厚n=3mm，有效厚度设计温度下夹套的计算应力： 满足，且该名义厚度下许用应力没有发生变化故取名义厚度n=3mm合适。水压试验强度校核 20： 内压容器： ；查表知=245Mpa所以计算结果满足：。 设计的内压容器满足水压试验强度校核要求。（2）下半部分夹套强度计算与校核计算厚度： 设计壁厚 负偏差C1=0.3mm名义壁厚n= d+ C1=2.66+0.3=2.96mm圆整后取名义壁厚n=3.5mm，有效厚度设计温度下夹套的计算应力： 满足，且该名义厚度下许用应力没有发生变化故取名义厚度n=3.5mm合适。水压试验强度校核 20： 内压容器： ；查表知=245Mpa所以计算结果满足：。 设计的内压容器满足水压试验强度校核要求。所以取上下套管分别为。第4章 结构设计4.1 超高压管道的连接 超高压管道的连接、超高压管道与设备得连接、超高压管道与其它管件（三通、四通等）或超高压阀门的连接主要由管接头连接和法兰连接两大类。 由于本设计所采用的超高压管道内径比较小，都不超高15mm,所以采用管螺纹连接。图4-1管接头连接形式4.2 支撑点的设置为了方便两条细长的无缝钢管组成的同心圆管式反应器有很好的换热效果，保证在管子全场范围内各截面上有均匀的间隙，通常在一定的管子上加设若干支撑点。图4-2 同心度支撑装置4.3 管端形式及弯管设计管端的螺纹，由于螺纹根部形状的因素，在受力时造成在螺纹根部处产生应力集中现象，在压力脉动、管道震动等因素影响下，这些部分最容易发生疲劳破坏。为了提高螺纹的疲劳极限，在切屑螺纹时，应严格控制质量，保证螺纹牙型槽底为圆弧形，保证螺纹的加工精度和表面粗糙。3000kg/cm2管件标准中管子端部的型式和尺寸，根据标准选择管端型式。表4-1 管端尺寸表公 称直 径DN管子规格外径壁厚螺纹规格dDWDnd1L1L2CR尺寸偏差M221.5-2 左23810+0.5323511153510.5M332-2351416+0.548521.52管道的弯曲加工采用冷弯。弯曲半径应随管子外径的不同而不同，通常是管子外径的510倍。JB132873 2500kg/cm2弯管型式和尺寸推荐如图所示和表表4-2 JB 132873 2500kg/cm2弯管尺寸表公称直径管子规格DWS最小弯曲半径R最小直边长度51751256560图4-3 弯管形式4.4 内管与夹套管间的密封图4-4 不可拆卸密封结构结 论聚乙烯(PE)是迄今为止世界上用量最大的一种塑料原料，聚乙烯的生产方法主要有气相法、溶液法、淤浆法和高压法：高压法需特别技术与设备。超高压反应器主要以高纯度乙烯为原料，以有机过氧化物为催化剂，经一次压缩机和二次压缩机两次压缩到反应所需压力，于合适的反应温度进入聚合反应釜中，在催化剂作用下，聚合成低密度聚乙烯。由于反应压力极高，超高压管式反应器设计要求比较苛刻，内管的直管和弯管材料选择选用40CrNi2MoA,它的冲击韧性高、强度高组织致密均匀、疲劳强度高、塑性好。是作为