加熱蒸汽反應(yīng)釜設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、焊接結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院專(zhuān)業(yè)焊接專(zhuān)業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)設(shè)計(jì)題目蒸汽加熱反應(yīng)釜設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù)：全容積18m3工作壓力0.5MPa工作溫度80容器材料1Cr18Ni9T. 技術(shù)要求：1.寫(xiě)出該結(jié)構(gòu)的幾種設(shè)計(jì)方案 2.強(qiáng)度計(jì)算及尺寸選擇 3.繪制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 4.撰寫(xiě)主要工藝過(guò)程 5.撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)進(jìn)度安排：1熟悉零件：講授課程，熟悉零件 2天2查閱相關(guān)資料，提出可行方案 2天3上機(jī)畫(huà)圖 3天4書(shū)寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 4天5圖紙及工藝的檢測(cè) 2天6答辯 2天指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日學(xué)院院長(zhǎng)（簽字）：年 月 日蒸汽加熱反應(yīng)釜課程設(shè)計(jì)前言蒸汽加熱反應(yīng)釜廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥、化工、塑料、橡膠、建材、食品等行業(yè)，具有加

2、熱迅速、耐高溫、耐腐蝕、無(wú)環(huán)境污染、無(wú)需鍋爐自動(dòng)加溫、使用方便等特點(diǎn)。不銹鋼反應(yīng)釜由鍋體、鍋蓋、攪拌器、加熱夾套、支承及傳動(dòng)裝置、軸封裝置等組成。鍋體、鍋蓋、攪拌器、軸封等均由 1cr18Ni9Ti 不銹鋼制作。 鍋體與鍋蓋由法蘭密封聯(lián)接，鍋體下部有放料孔，鍋內(nèi)有攪拌器，鍋蓋上開(kāi)進(jìn)料、攪拌觀(guān)察、測(cè)溫測(cè)壓、蒸汽引出分餾、安全放空等工藝管孔。 鍋蓋上部焊接支架上，裝置減速機(jī)與電機(jī)，由傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)鍋內(nèi)攪拌器，軸封裝置在鍋蓋頂部。 加熱夾套上開(kāi)有進(jìn)、排油（汽）測(cè)溫，放空蒸汽閥門(mén)、電熱棒等接管孔。 由于用戶(hù)因生產(chǎn)工藝、操作條件不盡相同，對(duì)鍋蓋工藝開(kāi)孔、攪拌型式（有槳式、錨式、框式、螺旋式等）、支承型式（懸

3、掛式或支支座式）以及填料密封裝置等不同要求，另行設(shè)計(jì)。目 錄第一章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)1.1 釜體DN 、PN的確定41.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì)41.3 封頭的設(shè)計(jì)51.4筒體長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)5第二章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)2.1夾套的、的確定62.2夾套筒體的設(shè)計(jì)62.3夾套封頭的設(shè)計(jì)6第三章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)3.1釜體的水壓試驗(yàn)93.2釜體的氣壓試驗(yàn)93.3夾套的液壓試驗(yàn)10第四章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì)4.1人孔的設(shè)計(jì)124.2視鏡的設(shè)計(jì)134.3支座的選型及設(shè)計(jì)144.4工藝接管的設(shè)計(jì)15第五章 固體物料進(jìn)口的開(kāi)孔及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算5.1封頭開(kāi)人孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算18第6章 焊縫結(jié)構(gòu)的

4、設(shè)計(jì)19第7章 第七章 反應(yīng)釜的裝配圖及零件圖7.1 反應(yīng)釜的裝配圖227.1 反應(yīng)釜的零件圖22參考文獻(xiàn) 23第一章 反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)1.1 釜體 、的確定1.1.1 釜體的確定將釜體視為筒體，取L/D=1.1由V=(/4)，L=1.1則=，圓整=2.8m由文獻(xiàn)4-1頁(yè)表4-1-1查得釜體的=2800mm1.1.2釜體的確定因工作壓力0.5，故：0.61.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計(jì)1.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)的確定設(shè)計(jì)壓力P：P（1.051.1），取P1.1=1.1×0.5=0.55MPa；液體靜壓：(kgf/)0.2MPa/P=0.2/0.55=36.36>5，不可以忽略；計(jì)算壓力：=P

5、+= 0.75；設(shè)計(jì)溫度： 80 ；焊縫系數(shù)： 1.0（雙面埋弧焊，100%無(wú)損探傷）；許用應(yīng)力：根據(jù)材料1Cr18Ni10Ti、設(shè)計(jì)溫度50，由文獻(xiàn)14-46頁(yè)續(xù)表4-2-8知131；鋼板負(fù)偏差：0.8腐蝕裕量：0（不銹鋼腐蝕極微）厚度附加量C：C=+=0.8mm1.2.2 筒體壁厚的設(shè)計(jì)由公式=+C 得：+0.8=8.84mm，圓整=9mm，實(shí)際取=10mm剛度校核：不銹鋼的1.3 封頭的設(shè)計(jì) 上下封頭都取標(biāo)準(zhǔn)橢圓形封頭，內(nèi)徑與筒體相同，標(biāo)準(zhǔn)JB1154-73由公式 =+C得：=+0.8=8.83mm 圓整得=9mm根據(jù)規(guī)定，取封頭壁厚與筒體壁厚一致=10mm、封頭的直邊尺寸、體積及重量的

6、確定根據(jù)=2800mm，由文獻(xiàn)14-12頁(yè)續(xù)表4-1-4知：曲面高度：700體積：3.12直邊高度：40內(nèi)表面積F：8.82質(zhì) 量m: 842kg 結(jié)構(gòu)如圖1-1所示 圖1-1 外徑為公稱(chēng)直徑的橢圓形封頭1.4 筒體長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)1.4.1筒體長(zhǎng)度H的設(shè)計(jì)，=1.911mm圓整得: H =1920mm1.4.2釜體長(zhǎng)徑比的復(fù)核=（H+2）/= （1920+2×700）/2800=1.18；在1.01.3之間，滿(mǎn)足要求。第二章 反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)2.1 夾套的、的確定2.1.1夾套的確定 由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之間的關(guān)系可知：=+1002800+100=2900mm考慮到2900一般

7、不在取值范圍，故取=3000mm2.1.2 夾套的確定由設(shè)備設(shè)計(jì)條件單知，夾套內(nèi)介質(zhì)的工作壓力為常壓，取0.252.2 夾套筒體的設(shè)計(jì)2.2.1 夾套筒體壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)闉槌?.3，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)筒體的最小壁厚。30003800，取min2 /1000且不小于3 另加C，min6+0.8=6.8（），圓整=7。對(duì)于不銹鋼制造的筒體壁厚取8。 2.2.2 夾套筒體長(zhǎng)度的初步設(shè)計(jì)公式= ，由文獻(xiàn)14-2頁(yè)表4-1-3知=7.030所以，=1.604m 圓整后 =1610mm2.3 夾套封頭的設(shè)計(jì) 2.3.1 封頭的選型夾套的下封頭選標(biāo)準(zhǔn)橢球型，內(nèi)徑與筒體相同。標(biāo)準(zhǔn)JB/1154-73。夾

8、套的上封頭選折邊錐形封頭 2.3.2 橢球形封頭壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)闉槌?.3，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)封頭的最小壁厚。30003800，取min2/1000且不小于3 另加C，min6+0.8=6.8mm對(duì)于不銹鋼制造的封頭壁厚取8。 2.3.3橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸的確定 圖2-1 外徑為公稱(chēng)直徑的橢圓形封頭 下封頭的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示由文獻(xiàn)14-12頁(yè)續(xù)表4-1-4得封頭的尺寸如下：曲面高度=750mm 直邊高度=40mm 容積=3.18 內(nèi)表面積A=10.01封頭的下部結(jié)構(gòu)如圖2-1封頭下部結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)尺寸300。圖 2-2封頭的下部結(jié)構(gòu) 2.3.4折邊錐形封頭壁厚的設(shè)計(jì)考慮到封頭的大端與夾

9、套筒體對(duì)焊，小端與釜體筒體角焊，因此取封頭的壁厚與夾套筒體的壁厚一致，即8。結(jié)構(gòu)如圖2-3所示圖2-3 折邊錐形封頭由文獻(xiàn)14-31頁(yè)續(xù)表4-1-13得 直邊高度h=25mm 圓弧半徑=50mm=2800mm0.6=10mm=10mm曲面高度：700體積：3.12直邊高度：40內(nèi)表面積F：8.82質(zhì) 量m: 842kgH =1920mm=3000mm0.258 =1610mm8曲面高度=750mm 直邊高度=40mm 容積=3.18 內(nèi)表面積A=10.018第三章 反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)3.1釜體的水壓試驗(yàn)3.1.1水壓試驗(yàn)壓力的確定 水壓試驗(yàn)的壓力：且不小于(p+0.1) ，查.0=1.

10、25×0.55×1=0.69MPa，（+0.1）= 0.65 ， 取=0.693.1.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由 得：=105.3MPa 0.9 =0.9×131×1.0=117.9MPa由105.3 < 0.9 故液壓強(qiáng)度足夠3.1.3壓力表的量程、水溫及水中濃度的要求 壓力表的最大量程： =2=2×0.69=1.38 或1.5PT4PT 即1.03MPa2.76 水溫15水中濃度253.1.4水壓試驗(yàn)的操作過(guò)程操作過(guò)程：在保持釜體表面干燥的條件下，首先用水將釜體內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.69，保壓不低于30，然后將壓力緩慢降

11、至0.55，保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無(wú)泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將釜體內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干釜體。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。水壓試驗(yàn)合格后再做氣壓試驗(yàn)。3.2釜體的氣壓試驗(yàn)3.2.1氣壓試驗(yàn)壓力的確定 氣壓試驗(yàn)的壓力：=1.15×0.55×1.0=0.6325（）取=0.653.2.2氣壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由得： = 99.23MPa0.8 =0.8×131×1.0=104.8MPa 氣壓強(qiáng)度足夠3.2.3氣壓試驗(yàn)的操作過(guò)程做氣壓試驗(yàn)時(shí)，將壓縮空氣的壓力緩慢將升至0.06，保持5min并進(jìn)行初檢。合格后繼

12、續(xù)升壓至0.325，其后按每級(jí)的0.065級(jí)差，逐級(jí)升至試驗(yàn)壓力0.65，保持10，然后再降至0.55，保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間同時(shí)進(jìn)行檢查，如有泄露，修補(bǔ)后再按上述規(guī)定重新進(jìn)行試驗(yàn)。釜體試壓合格后，再焊上夾套進(jìn)行壓力試驗(yàn)。3.3夾套的液壓試驗(yàn)3.3.1液壓試驗(yàn)壓力的確定 液壓試驗(yàn)的壓力：且不小于(+0.1) ，查=1.0=1.25×0.25×1.0=0.3125，(+0.1)= 0.35(+0.1)， 取=0.353.3.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核 由 得： = 73.0973.09 0.9 =0.9×131×1.0=117.9（） 液壓強(qiáng)度足夠3.3.3壓力表的量程

13、、水溫的要求 壓力表的量程： = 2=2×0.35=0.7或1.5PT4PT 即 0.525MPa1.4MPa水溫5。3.3.4液壓試驗(yàn)的操作過(guò)程 在保持夾套表面干燥的條件下，首先用水將夾套內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.35，保壓不低于30min，然后將壓力緩慢降至0.25，保壓足夠長(zhǎng)時(shí)間，檢查所有焊縫和連接部位有無(wú)泄露和明顯的殘留變形。若質(zhì)量合格，緩慢降壓將夾套內(nèi)的水排凈，用壓縮空氣吹干。若質(zhì)量不合格，修補(bǔ)后重新試壓直至合格為止。=0.69=0.65=0.35第四章 反應(yīng)釜附件的選型及尺寸設(shè)計(jì)4.1人孔的設(shè)計(jì)由于釜體的內(nèi)徑=2800mm，因此需要在釜體的封頭上設(shè)置人孔，本設(shè)

14、計(jì)選用500-0.6RF回轉(zhuǎn)蓋不銹鋼人孔。由HG21596-1999回轉(zhuǎn)蓋不銹鋼人孔得其結(jié)構(gòu)如圖4-1。圖4-1 回轉(zhuǎn)蓋不銹鋼人孔尺寸見(jiàn)表4-1密封面形式公稱(chēng)壓力（MPa）公稱(chēng)直徑（mm）尺寸（mm）dw×sDD1ABLbB1H1H2d突面（RF）0.6500530×5645600355175250363023011020螺栓/螺柱螺母數(shù)量直徑×長(zhǎng)度數(shù)量20M20×10020材料見(jiàn)表4-2 表4-24. 2視鏡的選型選用=125的帶頸視鏡。其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-2。 由文獻(xiàn)1 4-157頁(yè)表4-5-4確定視鏡的規(guī)定標(biāo)記、標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)標(biāo) 記：視鏡1.0，125標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)

15、：HG501-86-19。視鏡的尺寸見(jiàn)表4-3及材料見(jiàn)表4-4。圖4-2 視鏡的結(jié)構(gòu)型式表4-3 視鏡的尺寸DN視鏡玻璃dn×SDD1b1b2H1雙頭螺柱數(shù)量直徑125145×15.222519040281058M16表4-4 視鏡的材料件號(hào)名稱(chēng)數(shù)量材料件號(hào)名稱(chēng)數(shù)量材料1視鏡玻璃1硼硅玻璃(SJ-6)1壓緊環(huán)1Q235-A2襯 墊2石棉橡膠板2雙頭螺柱8Q235-A3接 緣11Cr18Ni9Ti3螺母16Q235-A4.3支座的選型及設(shè)計(jì)4.3.1支座的選型及尺寸的初步設(shè)計(jì)：反應(yīng)釜加熱方式是蒸汽加熱，由文獻(xiàn)4-175頁(yè)選耳式B型支座，支座數(shù)量為4個(gè)，粗略估計(jì)反應(yīng)釜總質(zhì)量為2

16、t標(biāo)記：支座2 JB1165-81 材料：1Cr18Ni9Ti 圖4-3 B型耳式支座尺寸如表4-5表4-5 B型耳式支座的尺寸支座允許載荷t支座尺寸mm地腳螺栓尺寸加強(qiáng)墊板尺寸LHbSacfS1孔徑d直徑寬長(zhǎng)厚度2.029025516010140200701030M24240315104.4工藝接管的設(shè)計(jì)4.4.1 由GB_T_17395-1998查無(wú)縫鋼管（1） 進(jìn)料口、出料口接管采用159×15.9無(wú)縫鋼管，罐內(nèi)的接管與夾套內(nèi)表面磨平。配用突面帶頸式平焊管法蘭：HG20592 法蘭SO150-0.6 RF 1Cr18Ni10Ti（2） 進(jìn)氣口、出氣口、進(jìn)水口、出水口接管采用89

17、×8.9無(wú)縫鋼管，接管與封頭內(nèi)表面磨平。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL80-0.6 RF 1Cr18Ni10Ti。（3）溫度計(jì)、壓力計(jì)、液面計(jì)接口采用57×5.7無(wú)縫鋼管，伸入釜體內(nèi)一定長(zhǎng)度。配用突面板式平焊管法蘭：HG20592 法蘭 PL50-1.6 RF 1Cr18Ni10Ti。4.4.2 管法蘭尺寸的設(shè)計(jì)工藝接管配用的突面板式（帶頸）平焊管法蘭的結(jié)構(gòu)如圖4-4、4-5。由GB_T_17395-1998并根據(jù)PN=0.6MPa、PN=1.6MPa和接管的確定法蘭的尺寸。管法蘭的尺寸見(jiàn)表4-6、4-7圖4-4 板式平焊法蘭 圖4-5 帶頸式平焊法蘭表

18、4-6 板式平焊管法蘭的尺寸（HG20592）接管名稱(chēng)公稱(chēng)直徑接管外徑連 接 尺 寸法蘭厚度法蘭內(nèi)徑坡口寬度 進(jìn)水口、出水口、進(jìn)氣口、出氣口8089250210188M1622916溫度計(jì)、壓力計(jì)、液面計(jì)接管5057200160188M1620595表4-7 帶頸式平焊管法蘭的尺寸（HG20592）接管名稱(chēng)公稱(chēng)直徑接管外徑連 接 尺 寸法蘭厚度頸法蘭法蘭內(nèi)徑坡口寬度 NR進(jìn)料口、出料口接管1501593402952212M2024246101616第五章 固體物料進(jìn)口的開(kāi)孔及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算5. 1封頭開(kāi)人孔后被削弱的金屬面積的計(jì)算由于人孔的開(kāi)孔直徑較大，因此需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算，本設(shè)計(jì)采用等面積補(bǔ)強(qiáng)的設(shè)