容器设计举例容器设计举例

压力容器设计：

根据给定的 ，

遵循 规定，

在确保 的前提下，

经济、正确地 ，

并进行结构结构、强（刚）度强（刚）度 和密封设计密封设计。

工艺设计条件工艺设计条件

现行的规范标准现行的规范标准

安全安全

选择材料选择材料

设计文件设计图样、技术条件、强度计算书，必要时还应包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。

设计图样、技术条件、强度计算书，必要时还应包括设计或安装、使用说明书。若按分析设计标准设计，还应提供应力分析报告。

设计的表现形式，是设计者的劳动体现设计的表现形式，是设计者的劳动体现

★ 包括设计条件设计条件、所用规范规范和标准标准、材料材料、腐蚀裕量腐蚀裕量、 计算厚度计算厚度、名义厚度名义厚度、计算应力计算应力等。 ★ 装设安全泄放装置安全泄放装置的压力容器，还应计算压力容器安全 泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积。 ★ 当采用计算机软件进行计算时，软件必须经“全国 锅炉压力容器标准化技术委员会”评审鉴定，并在 国家质量监督检验检疫总局特种设备局认证备案， 打印结果中 应有软件程序编号、输入数据和计算结果 等内容。

★ 包括设计条件设计条件、所用规范规范和标准标准、材料材料、腐蚀裕量腐蚀裕量、 计算厚度计算厚度、名义厚度名义厚度、计算应力计算应力等。 ★ 装设安全泄放装置安全泄放装置的压力容器，还应计算压力容器安全 泄放量、安全阀排量和爆破片泄放面积。 ★ 当采用计算机软件进行计算时，软件必须经“全国 锅炉压力容器标准化技术委员会”评审鉴定，并在 国家质量监督检验检疫总局特种设备局认证备案， 打印结果中 应有软件程序编号、输入数据和计算结果 等内容。

强度计算书强度计算书强度计算书强度计算书

1.1. 包括压力容器包括压力容器名称、类别；设计条件；名称、类别；设计条件；必要时应注明压力必要时应注明压力容器容器使用年限使用年限；；2.2. 主要受压元件主要受压元件材料材料牌号及牌号及材料要求；材料要求；3.3. 主要主要特性参数特性参数（如容积、换热器换热面积与程数等）；（如容积、换热器换热面积与程数等）；4.4. 制造要求制造要求；热处理要求；防腐蚀要求；无损检测要求；；热处理要求；防腐蚀要求；无损检测要求；5.5. 耐压试验和气密性试验耐压试验和气密性试验要求；安全附件的规格；要求；安全附件的规格；6.6. 压力容器压力容器铭牌铭牌的位置；包装、运输、现场组焊和安装要求；的位置；包装、运输、现场组焊和安装要求；以及其它特殊要求。以及其它特殊要求。

设计图样设计图样总图总图

零部件图零部件图总图总图

设计一液氨贮罐。设计一液氨贮罐。 工艺尺寸：贮罐内径 Di=2600mm ，

贮罐 ( 不包括封头 ) 长度 L ＝4800mm 。使用地点：天津。

解： 1.1. 罐体壁厚设计罐体壁厚设计 　 根据选材所作的分析，本贮罐选用

16MnR 制作罐体和封头。　　设计壁厚 δd

22

Cp

pDti

d

设计压力设计压力 :: 夏季最高温度可达 40℃ ，氨饱和蒸气压 1.555MPa （绝压 )

故取 p=1.1x1.455=1.6MPa ( 表压 ) ；

Di=2600mm ； []t ＝ 170MPa( 附录 ) ；

＝ 1.O( 双面对接焊 100 ％探伤）

C2=1mm

22

Cp

pDti

d

取 Cl ＝ 0.8mm ，圆整取 dn ＝16mm 厚的 16MnR 钢板制作罐体。

3.130.16.10.11702

26006.1

d

22 ．封头壁厚设计．封头壁厚设计

采用标准椭圆形封头。设计壁厚 d ：

＝ 1.0 ( 钢板最宽 3m ，直径2.6m ，封头需焊后冲压 ) 。 考虑钢板厚度负偏差及冲压减薄量，圆整后取 n ＝ 16mm 厚 16MnR 钢板制作

mmCp

pDt

id 2.13

6.15.00.11702

26006.1

5.022

校核罐体与封头水压试验强度

s=345 MPa （附录表 6 ）

水压试验满足强度要求。

se

eiTT

Dp9.0

2

)(

MPappT 0.26.125.125.1

mmCne 2.148.116

MPa

se

T

5.3103450.19.0

9.02.142

)2.142600(0.2

33 ．鞍座．鞍座 先粗略计算鞍座负荷。 贮罐总质量： m=m1+m2+m3+m4 式中 :

m1- 罐体质量； m2- 封头质量； m3- 液氨质量； m4- 附件质量。

（（ 11 ）罐体质量）罐体质量 mm11 , ,筒节筒节DN=2600mm ， n=16mm ， q1=1030Kg/m （附录）， m1=q1L=4944(Kg)

（（ 22 ）封头质量）封头质量 mm22 ,椭圆形封头DN=2600mm ， n=16mm ， h=40mm q2=1100Kg/m （附录） m2=2q2=2200(Kg)

（（ 33 ）充水质量）充水质量 mm33 　　 m3=Vg V =V 对 +V 筒 =30.42m3, m3 ＝ 30420 Kg （（ 44 ）附件质量）附件质量 m4m4 人孔约 200Kg ，其它接管总和按300Kg 计， m4=500Kg

设备总重量设备总重量

m=m1+m2+m3+m4=4950+2200+30420+500

=38070 =38.1 t 每个鞍座承约受 190KN 负荷，选用轻型带垫板，包角为 120° 的鞍座。即

　 JB ／ T4712-92 鞍座 A2600 一 F　 JB ／ T4712-92 鞍座 A2600 一 S

4.4. 人孔人孔 常温及最高工作压力 1.6MPa ，按公

称压力 1.6MPa 的等级选取。 考虑人孔盖直径较大较重，水平吊盖人孔。

人孔标记： HG21523-95 人孔 RF Ⅳ（ A·G ） 450-1.6

RF指突面密封，Ⅳ指接管与法兰的材料为20R ，

A·G 是指用普通石棉橡胶板垫片，450-1.6 是指公称直径为 450mm 、公称

压力为 1.6 MPa 。

55 ．人孔补强确定．人孔补强确定

筒节不是无缝钢管不能直接用补强圈标准。

人孔筒节内径 d ＝ 450mm ， 壁厚 n ＝ 10mm 。 补强圈内径 D1=484mm ，外径

D2=760mm ，

补强金属面积应大于等于开孔减少截面积，补强圈的厚度

故补强圈取 24mm 厚。

mm

DD

Cd i 3.23484760

8.116)8.12450(2

12

补

66 ．接口管．接口管 (1)(1) 液氨进料管：液氨进料管：用 57×3.5mm 无缝钢管( 强度验算略 ) 。一端切成 45° 。配用具有突面密封的平焊管法兰，法兰标记：HG20592 法兰 SO50-1.6 RF

16MnR 。 壳体名义壁厚 n ＝ 16mm>12mm ，接管公称直径小于 80mm ，不用补强。

(2)(2) 液氨出料管液氨出料管：

可拆压出管 25×3mm ，用法兰套在接口管 f38×3.5mm 内。罐体接口管法兰：HG20592 法兰SO32-1.6 RF 16MnR 。连接尺寸和厚度与 HG20592 法兰

SO32-1.6 RF 16MnR相同，但内径25mm 。

液氨压出管端部法兰 ( 与氨输送管相连 ) 用 HG20592 法兰 SO20-1.6 RF 16MnR 。都不必补强。压出管伸入贮罐 2.5m 。

(3)(3) 排污管：排污管：

贮罐右端最底部安设排污管，57×3.5mm ，管端焊有一与截止阀

J41W-16 相配的管法兰：　HG20592 法兰 SO50-1.6 RF

16MnR 。排污管与罐体联接处焊有一厚度为

10mm 的补强圈。

(4)(4) 液面计接管液面计接管

本贮罐采用 2 支玻璃管液面计BIW PN1.6 ， L ＝ 1000mm ， HG5-

227-80 与液面计相配的接管 18×3mm ，管法兰为HG20592 法兰 SO15-1.6 RF 16MnR 。

(5)(5) 放空管接管放空管接管　用 32×3.5mm 无缝钢管，法兰HG20592 法兰 SO25-1.6 RF

16MnR 。

(6)(6) 安全阀接管安全阀接管 安全阀接管尺寸由安全阀泄放量决定。本贮罐选用 32×2.5mm 的无缝钢管，法兰为HG20592 法兰 SO25-1.6 RF

16MnR 。

77 ．设备总装配图．设备总装配图

附有贮罐的总装配图，技术特性表，接管表，各零部件的名称、规格、尺寸、材料等见明细表。

　　

本贮罐技术要求本贮罐技术要求1 ．本设备按 GBl50-1998 《钢制压力

容器》进行制造、试验和验收 2 ．焊接材料，对接焊接接头型式及尺寸

可按 GB985-80 中规定 ( 设计焊接接头系数 φ＝ 1.0)

3 ．焊接采用电弧焊，焊条型号为 E4303

本贮罐技术要求本贮罐技术要求4 ．壳体焊缝应进行无损探伤检查，探伤

长度为 100 ％ 5 ．设备制造完毕后，以 2MPa 表压进行水压试验

6 ．管口方位按接管表

技 术 特 性 表

名 称 指 标设计压力 1.6MPa

工作温度 ≤40℃

物料名称 液氨容积 30.52m3

接 管 表符号 连接法兰标准 密封面形式 用途

a1-2HG20592 SO15-1.6

RF突面 液面计接口管

b1-2HG20592 SO15-1.6

RF突面 液面计接口管

cHG20592 SO450-1.6

RF突面 人孔

dHG20592 SO32-1.6

RF突面 出料口

eHG20592 SO50-1.6

RF突面 进料口

fHG20592 SO25-1.6

RF突面 安全阀接口管

gHG20592 SO25-1.6

RF突面 放空口

hHG20592 SO50-1.6

RF突面 排污口