加热蒸汽反应釜设计说明书

加热蒸汽反响釜设计说明书加热蒸汽反响釜设计说明书36/36加热蒸汽反响釜设计说明书沈阳理工大学课程设计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响釜设计要求及技术参数：3全容积18m工作压力0.5MPa工作温度80℃容器材料1Cr18Ni9T.技术要求：写出该结构的几种设计方案强度计算及尺寸选择绘制结构设计图撰写主要工艺过程撰写设计说明书进度安排：1熟悉部件：解说课程，熟悉部件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争辩2天指导教师（签字）：学院院长（签字）：年代日年代日-1-沈阳理工大学课程设计蒸汽加热反响釜课程设计前言蒸汽加热反响釜广泛的应用于医药、化工、塑料、橡胶、建材、食品等行业，拥有加热迅速、耐高温、耐腐化、无环境污染、无需锅炉自动加温、使用方便等特点。不锈钢反响釜由锅体、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、电热棒等接收孔。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相同要求，另行设计。-2-沈阳理工大学课程设计目第一章反釜釜体的釜体DN、PN的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4釜体筒体壁厚的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4封的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5筒体度H的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5第二章反釜套的套的Dj、PN的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6套筒体的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6套封的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6第三章反釜釜体及套的力釜体的水⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9釜体的气⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯9套的液⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10第四章反釜附件的型及尺寸人孔的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13支座的型及⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14工接收的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15第五章固体物料口的开孔及算封开人孔后被削弱的金属面A的算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18第六章构的⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯19第七章第七章反釜的装置及部件反釜的装置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22反釜的部件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯22参照文件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23-3-沈阳理工大学课程设计第一章反响釜釜体的设计釜体DN、PN的确定釜体DN的确定将釜体视为筒体，取L/D=由V=(π/4)Di2L，LDi则Di=318，Di2.75m，圆整Di由文件14-1页表4-1-1DN=2800mm查得釜体的DN=2800mmPN＝釜体PN的确定因工作压力PW＝MPa，故：PN＝MPaMPa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～）PW，取P＝PW×；液体静压`PL：PL≈18(kgf/cm2)≈10PL％>5％，不可以忽略PL；计算压力PC：PC=P+PLMPa；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：依照资料1Cr18Ni10Ti、设计温度50℃，由文件[1]4-46页续表4-2-8知[]t＝131MPa；钢板负偏差C1：C1＝mm腐化裕量C2：C2＝0（不锈钢腐化极微）mm厚度附加量C：C=C1+C2筒体壁厚的设计由公式Sn=PCDi+C得：t2-PCSn2800，圆整S，实质取SSn=10mm131n=9mmn=10mm2刚度校核：不锈钢的Smin3mm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：2tC'2800Sn=21311

+0.8=8.83mm圆整得Sn'=9mm依照规定，取封头壁厚与筒体壁厚一致Sn'=10mmSn'=10mm、封头的直边尺寸、体积及重量的确定曲面高依照DN=2800mm，由文件[1]4-12页续表4-1-4知：度h1：曲面高度h1：700mm体积VF：m3直边高度h2：40mm内表面积F：mm700体m2质量m:842kg积VF：结构如图1-1所示m3直边高度h2：40mm内表面积F：m2质量m:842kg图1-1外径为公称直径的椭圆形封头筒体长度H的设计1.4.1筒体长度H的设计VVT2VF，VTV2VF，Di2HV2VF4V2VF4（18-2）HH=22=1920mmDi4圆整得:H=1920mm釜体长径比L/Di的复核/Di=（H+2h1）/Di=（1920+2×700）；在1.0~1.3之间，满足要求。-5-沈阳理工大学课程设计第二章反响釜夹套的设计夹套的Dj、PN的确定夹套Dj的确定由夹套的筒体内径与釜体筒体内径之间的关系可知：Dj=Di+100＝2800+100=2900mm考虑到2900一般不在取值范围，故取Dj=3000mmDj=3000mm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＝PN＝MPa2.2夹套筒体的设计MPa夹套筒体壁厚的设计由于PN为常压＜MPa，因此需要依照刚度条件设计筒体的最小壁厚。∵Dj＝3000mm＜3800mm，取Smin＝2Dj/1000且不小于3mm另加C，Smin＝（mm），圆整Sn=7mm。对于不锈钢制造的筒体壁厚取Sn＝8mm。Sn＝8mm2.2.2夹套筒体长度Hj的初步设计公式Hj=V-VF，由文件[1]4-2页表4-1-3知V1mm2V1因此，Hj=0.818-3.12圆整后Hj=1610mmHj=1610mm夹套封头的设计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折边锥形封头椭球形封头壁厚的设计由于PN为常压＜MPa，因此需要依照刚度条件设计封头的最小壁厚。-6-沈阳理工大学课程设计Dj＝3000mm＜3800mm，取Smin＝2Di/1000且不小于3mm另加C，Smin＝对于不锈钢制造的封头壁厚取Sn＝8mm。Sn＝8mm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所示由文件[1]4-12页续表4-1-4得封头的尺寸以下：曲面高度h1=750mm直边高度h2=40mm容积VFmm3内表面积曲面高度A=10.01mm2h1=750m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＝m直边300mm。高度h2=40mm容积VF8mm3内表面图2-2封头的下部结构积2.3.490折边锥形封头壁厚的设计mm2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。结构如图2-3所示Sn＝8mm-7-沈阳理工大学课程设计图2-390折边锥形封头由文件[1]4-31页续表4-1-13得直边高度h=25mm圆弧半径=50mm-8-沈阳理工大学课程设计第三章反响釜釜体及夹套的压力试验3.1釜体的水压试验水压试验压力的确定水压试验的压力：pT[]MPa，查t1.01.25pt且不小于(p+0.1)[]pT××，（p+0.1）=0.65MPa，取pTpTMPa3.1.2液压试验的强度校核MPa由pT(DiSnC)得：max2(SnC)max＝（）2(100.8)s=0.9×131×由max＝MPas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=2×MPa或1.5PTP表4PT即P表MPa水温≥15℃水中Cl浓度≤25mg/L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，第一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，尔后将压力缓慢降至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，维修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釜体的气压试验气压试验压力的确定气压试验的压力：pT1.15p[][]t-9-沈阳理工大学课程设计pT××（MPa）取pTMPa气压试验的强度校核由pT(DiSnC)maxC)得：2(Snmax∵max＜S=0.8×131×∴气压强度足够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。合格后连续升压至0.325MPa，以后按每级的0.065MPa级差，逐级升至试验压力0.65MPa，保持10min，尔后再降至0.55MPa，保压足够长时间同时进行检查，如有泄露，维修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夹套的液压试验液压试验压力的确定

pTMPa液压试验的压力：pT[][]1.25p]t且不小于(p+0.1)MPa，查]t[[pT××MPa，(pMPapT＜(p+0.1)，取pTMPapT3.3.2液压试验的强度校核MPapT(DiSnC)得：由maxC)2(Snmax=73.09MPa∵max＝MPa＜s=0.9×131×（MPa）∴液压强度足够-10-沈阳理工大学课程设计压力表的量程、水温的要求压力表的量程：P表=2p=2×MPaT或1.5PTP表4PT即P表水温≥5℃。液压试验的操作过程在保持夹套表面干燥的条件下，第一用水将夹套内的空气排空，再将水的压力缓慢升至0.35MPa，保压不低于30min，尔后将压力缓慢降至0.25MPa，保压足够长时间，检查所有焊缝和连接部位有无泄露和明显的残留变形。若质量合格，缓慢降压将夹套内的水排净，用压缩空气吹干。若质量不合格，维修后重新试压直至合格为止。-11-沈阳理工大学课程设计第四章反响釜附件的选型及尺寸设计4.1人孔的设计由于釜体的内径Di=2800mm，因此需要在釜体的封头上设置人孔，本设计采用500-0.6RF辗转盖不锈钢人孔。由HG21596-1999辗转盖不锈钢人孔得其结构如图4-1。图4-1辗转盖不锈钢人孔尺寸见表4-1密封公称公称尺寸（mm）面形压力直径dwDD1ABLbB1H1H2d式（MP（mm×a））s突面5005364603517253630231120（RF05055000）×5螺栓/螺柱螺母数量直径×长度数量20M20×10020资料见表4-2-12-沈阳理工大学课程设计表4-22视镜的选型采用DN=125的带颈视镜。其结构见图4-2。由文件[1]4-157页表4-5-4确定视镜的规定标记、标准图号标记：视镜ⅡPN，DN125标准图号：HG501-86-19。视镜的尺寸见表4-3及资料见表4-4。-13-沈阳理工大学课程设计图4-2视镜的结构型式表4-3视镜的尺寸DN视镜玻璃dn×DD1b1b2H1双头螺柱S数量直径125145×22519040281058M16表4-4视镜的资料件号名称数量资料件号名称数量资料1视镜玻1璃2衬垫23接缘13支座的选型及设计

硼硅玻璃(SJ-6)石棉橡胶板1Cr18Ni9Ti

1压紧环1Q235-A2双头螺8Q235-A柱3螺母16Q235-A4.3.1支座的选型及尺寸的初步设计：-14-沈阳理工大学课程设计反响釜加热方式是蒸汽加热，由文件14-175页选耳式B型支座，支座数量为4个，大概估计反响釜总质量为2t标记：支座2JB1165-81资料：1Cr18Ni9Ti图4-3B型耳式支座尺寸如表4-5表4-5B型耳式支座的尺寸支座尺寸mm地脚螺栓加强垫板尺寸尺寸支座赞同载荷tLHbSacfS孔直宽长厚1径d径度221121M2319514730240106004505000004.4工艺接收的设计4.4.1由GB_T_17395-1998查无缝钢管（1）进料口、出料口接收采用159×15.9无缝钢管，罐内的接收与夹套内表面磨平。配用突面带颈式平焊管法兰：HG20592法兰SO150-0.6RF1Cr18Ni10Ti（2）进气口、出气口、进水口、出水口接收采用89×8.9无缝钢管，接收与封头内表面磨平。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰PL80-0.6RF1Cr18Ni10Ti。（3）温度计、压力计、液面计接口-15-沈阳理工大学课程设计采用57×5.7无缝钢管，伸入釜体内必然长度。配用突面板式平焊管法兰：HG20592法兰RF1Cr18Ni10Ti。4.4.2管法兰尺寸的设计工艺接收配用的突面板式（带颈）平焊管法兰的结构如图4-4、4-5。由GB_T_17395-1998并依照、PN=1.6MPa和接收的DN确定法兰的尺寸。管法兰的尺寸见表4-6、4-7图4-4板式平焊法兰图4-5带颈式平焊法兰-16-沈阳理工大学课程设计表4-6板式平焊管法兰的尺寸（HG20592）公接连接尺寸法坡称法管兰口直兰接收名称外内宽径厚径径度DN度CAKLnBbThD进水口、出水2521M1口、进气口、808916891822出气口006温度计、压力2016M1计、液面计接508595571820管006表4-7带颈式平焊管法兰的尺寸（HG20592）法坡公接连接尺寸法颈法兰口兰称管兰宽接收名内直外厚度称径径径度nNRBDNADKLThCb进料1口、出1593402952212M22461506料口接2410061管