加热蒸汽反应釜设计说明书

1、沈阳理工大学课程设计-1-焊接结构课程设计任务书学院专业焊接专业学生姓名学号设计题目蒸汽加热反应釜设计要求及技术参数：全容积18m3工作压力0.5 MPa工作温度80r容器材料1Cr18Ni9T.技术要求：1 1.与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）：学院院长（签字）：年 月日年 月日沈阳理工大学课程设计-2-沈阳理工大学课程设计-3-蒸汽加热反应釜课程设计前言蒸汽加热反应釜广

2、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

3、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 置等不冋要求，另行设计。沈阳理工大学课程设计-4-第一章反应釜釜体的设计1.1釜体 DN、PN 的确定.41.2 釜体筒体壁厚的设计.41.3 封头的设计.51.4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.62.2 夹套筒体的设计.62.3 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.93.2 釜体的气压试验.93.3 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.124.2 视镜的设计.134.3 支座的选型及设

4、计.144.4 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沈阳理工大学课程设计-5-7.1 反应釜的装配图.227.1 反应釜的零件图.22参考文献.23沈阳理工大学课程设计-6-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=l.12由V=(n/4)DiL,L=1.1Di则Di=318,Di= 2.75m，圆整Di=2.8mV 1.14.14由文献1k-1 页表 4-1-1 查得釜体的DN=2800mm匸1*2釜体

5、PN的确定因工作压力P= 0.5MPa，故：PN= 0.6MPa1.2 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 )PW，取 P= 1.1PW=1.1X0.5=0.55MPa ;液体静压PL:PL18(kgf/cm2)0.2MPa10PL/P=0.2/0.55=36.36% 5%，不可以忽略 P_ ;计算压力PC:PC=P+PL= 0.75MPa;设计温度t: 80C;焊缝系数：=1.0 (双面埋弧焊，100%6 损探伤)；许用应力二：根据材料 1Cr18Ni10Ti、设计温度 50C，由文献14-46 页续表 4-2-8 知:汀=131MPa；钢板

6、负偏差G：G= 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=0.8mm1.2.2 筒体壁厚的设计DN=2800mmPN=0.6MPaSn=10mm沈阳理工大学课程设计-7-由公式Sn= 吟？-+C 得:J - PC75汉2800+0.8=8.84mm,圆整Sn=9mm 实际取Sn=10mm2 131 1-0.75刚度校核：不锈钢的Smin_3mm1.3 封头的设计沈阳理工大学课程设计-8-沈阳理工大学课程设计-9-沈阳理工大学课程设计-10-第二章反应釜夹套的设计2.1 夹套的Dj、PN的确定2.1.1 夹套Dj的确定由夹套的筒体内径与釜体筒体内径

7、之间的关系可知：Dj=Di+100= 2800+100=2900mm考虑到 2900 般不在取值范围，故取Dj=3000mm2.1.2 夹套PN的确定由设备设计条件单知，夹套内介质的工作压力为常压，取pN= 0.25MPa2.2夹套筒体的设计2.2.1 夹套筒体壁厚的设计因为PN为常压v0.3MPa，所以需要根据刚度条件设计筒体的最小壁厚。Dj= 3000mmv3800mm，取 Smin= 2Dj/1000 且不小于 3mm另加 c,Smin= 6+0.8=6.8 (mm),圆整Sn=7mm。对于不锈钢制造的筒体壁厚取Sn= 8mm。2.2.2夹套筒体长度Hj的初步设计V-VF2公式Hi=-，

8、由文献14-2 页表 4-1-3 知 y=7.030mm2jV10 8 08-3 121 1所以，Hj=-:=1.604m圆整后Hj=1610mmj7.0302.3 夹套封头的设计2.3.1封头的选型夹套的下封头选标准椭球型，内径与筒体相同。标准 JB/1154-73。夹套的上封头选90折边锥形封头Dj=3000mmPN0.25MPaSn= 8mmHj=1610mm沈阳理工大学课程设计-11-2.3.2椭球形封头壁厚的设计因为PN为常压v0.3MPa,所以需要根据刚度条件设计封头的最小壁厚。沈阳理工大学课程设计-12-Dj= 3000mmv3800mm，取Smin= 2D/1000 且不小于

9、3mm另加 C,-Smin= 6+0.8=6.8mm对于不锈钢制造的封头壁厚取Sn= 8mm。2.3.3椭球形封头结构尺寸的确定图 2-1 外径为公称直径的椭圆形封头下封头的结构如图 2-1 所示由文献14-12 页续表 4-1-4 得封头的尺寸如下：曲面高度h1=750mm 直边高度h2=40mm 容积VF=3.18mm内表面积A=10.01mm2封头的下部结构如图 2-1封头下部结构的主要结构尺寸Dmin=300mm。图 2-2 封头的下部结构2.3.490折边锥形封头壁厚的设计考虑到封头的大端与夹套筒体对焊，小端与釜体筒体角焊，因此取封头的壁厚与夹套筒体的壁厚一致，即Sn= 8mm。结构

10、如图 2-3 所示曲面高度h1=750mm 直边高度h2=40mm 容积VF=3.18mm3内 表面积A=10.012mmSn= 8mmSn= 8mm沈阳理工大学课程设计-13-沈阳理工大学课程设计-14-由文献14-31 页续表 4-1-13 得 直边高度 h=25mm 圆弧半径=50mm沈阳理工大学课程设计-15-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3.1.1 水压试验压力的确定水压试验的压力：卩丁=1.25 p t且不小于(p+0.1)MPa，查t = 1.06k JPT=1.25X0.55X1=0.69MPa, (p+0.1 ) = 0.65MPa, 取PT=0.69

11、MPa3.1.2 液压试验的强度校核0.9匚 s =0.9X131X1.0=117.9MPa由二max= 105.3MPa 0.9 二s故液压强度足够3.1.3 压力表的量程、水温及水中Cl-浓度的要求压力表的最大量程：P表=2pT=2X0.69=1.38MPa或 1.5PT_F表 _4PT即 1.03MPa_P表乞 2.76MPa水温15C水中Cl一浓度w25mg / L3.1.4 水压试验的操作过程操作过程：在保持釜体表面干燥的条件下，首先用水将釜体内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.69MPa，保压不低于 30min，然后将压力缓慢降至0.55MPa，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接

12、部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将釜体内的水排净，用压缩空气吹干釜体。若质量不合格，修补后重新试压直至合格为止。水压试验合格后再做气压试验。3.2 釜体的气压试验3.2.1 气压试验压力的确定=0.69PTMPa由:二max內(Dj& - C)2(& C)得:max0.69(2800 10-0.8)=105.3MPa2(10-0.8)沈阳理工大学课程设计-16-气压试验的压力：pT= 1.15 p_巴沈阳理工大学课程设计-17-pT=1.15X0.55X1.0=0.6325(MPa)二max= 99.23MPa匚maxV0.8=0.8X131X1.0=104.

13、8MPa气压强度足够3.2.3 气压试验的操作过程做气压试验时，将压缩空气的压力缓慢将升至0.06MPa，保持 5min 并进行初检。合格后继续升压至0.325MPa，其后按每级的 0.065MPa级差，逐级升至试验压力0.65MPa，保持 10min，然后再降至 0.55MPa，保压足够长时间同时进行检查，如有泄露，修补后再按上述规定重新进行试验。釜体试压合格后，再焊上夹套进行压力试验。3.3 夹套的液压试验3.3.1 液压试验压力的确定液压试验的压力：山=1.25 p且不小于(p+0.1)MPa,查t=1.06呵pT=1.25X0.25X1.0=0.3125MPa,(p+0.1)= 0.3

14、5MPapTV(p+0.1),取pT=0.35MPa3.3.2 液压试验的强度校核二max= 73.09MPamaxpT(DiS - C)得2(Sn-C)寸取pr=0.65MPa3.2.2 气压试验的强度校核maxPT(DiSn-C)得2(Sn-C)寸PTMPa=0.65PTMPa=0.35沈阳理工大学课程设计-18-二max=73.09MPaV0.9 “=0.9X131X1.0=117.9(MPa)液压强度足够沈阳理工大学课程设计-19-沈阳理工大学课程设计-20-333 压力表的量程、水温的要求压力表的量程：P表 = 2PT=2X0.35=0.7MPa或 1.5PT兰P表 8.03=4255.9mm2沈阳理工大学课程设计-32-第六章焊缝结构的设计尺寸如图下图所示1沈阳理工大学课程设计-33-57yx、t1=io15.99圧力沐腋面计接管釜体上科的腔州我鮎針筲体的醛3.12呂90.0呂76沈阳理工大学课程设计-34-沈阳理工大学课程设计-35-第七章 反应釜的装配图及部件图7.1 反应