加熱蒸汽反應釜設(shè)計說明書

1、焊接結(jié)構(gòu)課程設(shè)計任務(wù)書學院專業(yè)焊接專業(yè)學生姓名學號設(shè)計題目蒸汽加熱反應釜設(shè)計要求及技術(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.寫出該結(jié)構(gòu)的幾種設(shè)計方案 2.強度計算及尺寸選擇 3.繪制結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 4.撰寫主要工藝過程 5.撰寫設(shè)計說明書進度安排：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上機畫圖 3天4書寫說明書 4天5圖紙及工藝的檢測 2天6答辯 2天指導教師（簽字）： 年 月 日學院院長（簽字）：年 月 日蒸汽加熱反應釜課程設(shè)計前言蒸汽加熱反應釜廣泛的應用于醫(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、無環(huán)境污染、無需鍋爐自動加溫、使用方便等特點。不銹鋼反應釜由鍋體、鍋蓋、攪拌器、加熱夾套、支承及傳動裝置、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，鍋蓋上開進料、攪拌觀察、測溫測壓、蒸汽引出分餾、安全放空等工藝管孔。 鍋蓋上部焊接支架上，裝置減速機與電機，由傳動軸驅(qū)動鍋內(nèi)攪拌器，軸封裝置在鍋蓋頂部。 加熱夾套上開有進、排油（汽）測溫，放空蒸汽閥門、電熱棒等接管孔。 由于用戶因生產(chǎn)工藝、操作條件不盡相同，對鍋蓋工藝開孔、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。目 錄第一章 反應釜釜體的設(shè)計1.1 釜體DN 、PN的確定41.2 釜體筒體壁厚的設(shè)計41.3 封頭的設(shè)計51.4筒體長度的設(shè)計5第二章 反應釜夾套的設(shè)計2.1夾套的、的確定62.2夾套筒體的設(shè)計62.3夾套封頭的設(shè)計6第三章 反應釜釜體及夾套的壓力試驗3.1釜體的水壓試驗93.2釜體的氣壓試驗93.3夾套的液壓試驗10第四章 反應釜附件的選型及尺寸設(shè)計4.1人孔的設(shè)計124.2視鏡的設(shè)計134.3支座的選型及設(shè)計144.4工藝接管的設(shè)計15第五章 固體物料進口的開孔及補強計算5.1封頭開人孔后被削弱的金屬面積的計算18第6章 焊縫結(jié)構(gòu)的

4、設(shè)計19第7章 第七章 反應釜的裝配圖及零件圖7.1 反應釜的裝配圖227.1 反應釜的零件圖22參考文獻 23第一章 反應釜釜體的設(shè)計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4-1頁表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1.2.1設(shè)計參數(shù)的確定設(shè)計壓力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；計算壓力：=P

5、+= 0.75；設(shè)計溫度： 80 ；焊縫系數(shù)： 1.0（雙面埋弧焊，100%無損探傷）；許用應力：根據(jù)材料1Cr18Ni10Ti、設(shè)計溫度50，由文獻14-46頁續(xù)表4-2-8知131；鋼板負偏差：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)計由公式=+C 得：+0.8=8.84mm，圓整=9mm，實際取=10mm剛度校核：不銹鋼的1.3 封頭的設(shè)計 上下封頭都取標準橢圓形封頭，內(nèi)徑與筒體相同，標準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14-12頁續(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 外徑為公稱直徑的橢圓形封頭1.4 筒體長度的設(shè)計1.4.1筒體長度H的設(shè)計，=1.911mm圓整得: H =1920mm1.4.2釜體長徑比的復核=（H+2）/= （1920+2×700）/2800=1.18；在1.01.3之間，滿足要求。第二章 反應釜夾套的設(shè)計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2.2.1 夾套筒體壁厚的設(shè)計因為為常壓0.3，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計筒體的最小壁厚。30003800，取min2 /1000且不小于3 另加C，min6+0.8=6.8（），圓整=7。對于不銹鋼制造的筒體壁厚取8。 2.2.2 夾套筒體長度的初步設(shè)計公式= ，由文獻14-2頁表4-1-3知=7.030所以，=1.604m 圓整后 =1610mm2.3 夾套封頭的設(shè)計 2.3.1 封頭的選型夾套的下封頭選標準橢球型，內(nèi)徑與筒體相同。標準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)計因為為常壓0.3，所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計封頭的最小壁厚。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14-12頁續(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)計考慮到封頭的大端與夾

9、套筒體對焊，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14-31頁續(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 反應釜釜體及夾套的壓力試驗3.1釜體的水壓試驗3.1.1水壓試驗壓力的確定 水壓試驗的壓力：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液壓試驗的強度校核 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水壓試驗的操作過程操作過程：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，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無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，修補后重新試壓直至合格為止。水壓試驗合格后再做氣壓試驗。3.2釜體的氣壓試驗3.2.1氣壓試驗壓力的確定 氣壓試驗的壓力：=1.15×0.55×1.0=0.6325（）取=0.653.2.2氣壓試驗的強度校核 由得： = 99.23MPa0.8 =0.8×131×1.0=104.8MPa 氣壓強度足夠3.2.3氣壓試驗的操作過程做氣壓試驗時，將壓縮空氣的壓力緩慢將升至0.06，保持5min并進行初檢。合格后繼

12、續(xù)升壓至0.325，其后按每級的0.065級差，逐級升至試驗壓力0.65，保持10，然后再降至0.55，保壓足夠長時間同時進行檢查，如有泄露，修補后再按上述規(guī)定重新進行試驗。釜體試壓合格后，再焊上夾套進行壓力試驗。3.3夾套的液壓試驗3.3.1液壓試驗壓力的確定 液壓試驗的壓力：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液壓試驗的強度校核 由 得： = 73.0973.09 0.9 =0.9×131×1.0=117.9（） 液壓強度足夠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液壓試驗的操作過程 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，保壓足夠長時間，檢查所有焊縫和連接部位有無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，修補后重新試壓直至合格為止。=0.69=0.65=0.35第四章 反應釜附件的選型及尺寸設(shè)計4.1人孔的設(shè)計由于釜體的內(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表4-1密封面形式公稱壓力（MPa）公稱直徑（mm）尺寸（mm）dw×sDD1ABLbB1H1H2d突面（RF）0.6500530×5645600355175250363023011020螺栓/螺柱螺母數(shù)量直徑×長度數(shù)量20M20×10020材料見表4-2 表4-24. 2視鏡的選型選用=125的帶頸視鏡。其結(jié)構(gòu)見圖4-2。 由文獻1 4-157頁表4-5-4確定視鏡的規(guī)定標記、標準圖號標 記：視鏡1.0，125標準圖號

15、：HG501-86-19。視鏡的尺寸見表4-3及材料見表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 視鏡的材料件號名稱數(shù)量材料件號名稱數(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4.3.1支座的選型及尺寸的初步設(shè)計：反應釜加熱方式是蒸汽加熱，由文獻4-175頁選耳式B型支座，支座數(shù)量為4個，粗略估計反應釜總質(zhì)量為2

16、t標記：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地腳螺栓尺寸加強墊板尺寸LHbSacfS1孔徑d直徑寬長厚度2.029025516010140200701030M24240315104.4工藝接管的設(shè)計4.4.1 由GB_T_17395-1998查無縫鋼管（1） 進料口、出料口接管采用159×15.9無縫鋼管，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） 進氣口、出氣口、進水口、出水口接管采用89

17、×8.9無縫鋼管，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、壓力計、液面計接口采用57×5.7無縫鋼管，伸入釜體內(nèi)一定長度。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）接管名稱公稱直徑接管外徑連 接 尺 寸法蘭厚度法蘭內(nèi)徑坡口寬度 進水口、出水口、進氣口、出氣口8089250210188M1622916溫度計、壓力計、液面計接管5057200160188M1620595表4-7 帶頸式平焊管法蘭的尺寸（HG20592）接管名稱公稱直徑接管外徑連 接 尺 寸法蘭厚度頸法蘭法蘭內(nèi)徑坡口寬度 NR進料口、出料口接管1501593402952212M2024246101616第五章 固體物料進口的開孔及補強計算5. 1封頭開人孔后被削弱的金屬面積的計算由于人孔的開孔直徑較大，因此需要進行補強計算，本設(shè)計采用等面積補強的設(shè)