加熱蒸汽反應(yīng)釜設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、焊接結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院專業(yè)焊接專業(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18n3工作壓力0.5MPa工作溫度80C容器材料1Cr18Ni9T.技術(shù)要求：1 .寫出該結(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. 撰寫主要工藝過(guò)程5. 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書進(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)畫圖3天4書寫說(shuō)明書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）：學(xué)院院長(zhǎng)（簽字）：年月日年月日蒸汽加熱反應(yīng)釜課程設(shè)計(jì)前后蒸汽加熱反應(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)，具有加熱迅速、耐高溫、耐腐

2、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，鍋蓋上開進(jìn)料、攪拌觀察、測(cè)溫測(cè)壓、蒸汽引出分福、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。加熱夾套上開有進(jìn)、排油（汽）測(cè)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(duì)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（懸掛式或支支座式）以及填料密封裝置

3、等/、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H的設(shè)計(jì)5第二章反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)1.1.1 夾套的Dj、PN的確定61.2.1 夾套筒體的設(shè)計(jì)61.3.1 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)3.1.2 釜體的水壓試驗(yàn)93.2.2 釜體的氣壓試驗(yàn)93.3.2 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)1. 人孔的設(shè)計(jì)121. 視鏡的設(shè)計(jì)131. 支座的選型及設(shè)計(jì)141. 工藝接管的設(shè)計(jì)15第五章固體物料進(jìn)口的開孔及補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算5.1封頭開人孔后被削弱的金屬面積A的計(jì)算18第六章焊縫結(jié)

4、構(gòu)的設(shè)計(jì)19第七章第七章反應(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反應(yīng)釜釜體的設(shè)計(jì)釜體DN、PN的確定釜體dn的確定將釜體視為筒體，取L/D=1.12由V=(兀/4)DiL,L=1.1DiDi=318XL1X4,14Di=2.75m,圓整Di=2.8mDN=2800mm由文獻(xiàn)14-1頁(yè)表4-1-1查得釜體的DN=2800mm1.1.2釜體PN的確定因工作壓力PW=0.5MPa,故：PN=0.6MPa1.2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)PW,取P=1.1PW=1.1X0.5=0.55MPa;1118.放體靜壓&

5、#39;PL：PL=(kgf/cm2)=0.2MPa10PL/P=0.2/0.55=36.36%>5%,不可以忽略PL;計(jì)算壓力PC:PC=P+PL=0.75MPa;設(shè)計(jì)溫度焊縫系數(shù)：=1.0（雙面埋弧焊，100%6損探傷）；許用應(yīng)力2t：根據(jù)材料1J18Ni10Ti、設(shè)計(jì)溫度50C,由文獻(xiàn)14-46Pn0.6MPa續(xù)表4-2-8知<rt=131MPa;鋼板負(fù)偏差C1：C1=0.8mm腐蝕裕量C2：C2=0mm（不銹鋼腐蝕極微）厚度附加量C:C=C1+C2=0.8mm1.2.2筒體壁厚的設(shè)計(jì)由公式Sn=PcDi2rt-PC+C得:Sn0.752800拓+0.8=8.84mm,圓整S

6、n=9mm21311-0.75實(shí)際取Sn=10mmSn=10mm剛度校核：不銹鋼的Smin>3mm1.3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Sn=_pD+C得:2卜-0.5Pc二0.752800+0.8=8.83mm213110.50.75圓整得Sn=9mm根據(jù)規(guī)定，取封頭壁厚與筒體壁厚一致Sn=10mm封頭的直邊尺寸、體積及重量的確定根據(jù)Dn=2800mm由文獻(xiàn)14-12頁(yè)續(xù)表4-1-4知：曲面高度h1:700mm體積VF：3.12m3直邊高度h2:40mm內(nèi)表面積F:28.82m質(zhì)重m:842kg結(jié)構(gòu)如圖1-1所示圖1-1外徑為公稱直徑的

7、橢圓形封頭1.4筒體長(zhǎng)度H的設(shè)計(jì)1.4.1筒體長(zhǎng)度H的設(shè)計(jì)V=VT2V二2F,VT=V-2VF,DiH=V-2VF4V-2VF4父(18-23.12),HF=1.911mm12Di4一一一23.142.8圓整得：H=1920mm1.4.2釜體長(zhǎng)徑比L/Di的復(fù)核L/Di=(H+2h1)/Di=(1920+2X700)/2800=1.18;在1.01.3之間，滿足要求。Sn=10mm曲面高度h1:700mm體積VF:3.12m3直邊高度h2:40mm內(nèi)表面積F:8.82m2質(zhì)量m:842kgH=1920mm第二章反應(yīng)釜夾套的設(shè)計(jì)夾套的Dj、PN的確定夾套Dj的確定由夾套的筒體內(nèi)徑與釜體筒體內(nèi)徑之

8、間的關(guān)系可知:Dj=Di+100=2800+100=2900mm考慮到2900一般不在取值范圍，故取Dj=3000mmDj=3000mm2.1.2夾套PN的確定Pm=田設(shè)備設(shè)計(jì)條件單和，夾套內(nèi)介質(zhì)日勺，作壓力為鬲壓，取PN=0.25MPa2.2夾套筒體的設(shè)計(jì)夾套筒體壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)镻N為常壓v0.3MPa,所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)筒體的最小壁厚。Dj=3000mmv3800mm，取Smin=2Dj/1000且不小于3mm另加C,Smin=6+0.8=6.8(mm),圓整Sn=7mm。對(duì)于/、銹鋼制造白筒體壁厚取Sn=8mm。0.25MPaSn=8mm2.2.2夾套筒體長(zhǎng)度Hj的初步設(shè)計(jì)，一、&q

9、uot;V-V匚，、八一一一公式Hj=,14-24-1-3知丫1=7.030Vi所以,H.=0.8-18-3.124604m圓整后Hj=1610mm2mmHj=1610mmJ7.0302.3夾套封頭的設(shè)計(jì)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。夾套的上封頭選90二折邊錐形封頭橢球形封頭壁厚的設(shè)計(jì)因?yàn)镻n為常壓v0.3MPa,所以需要根據(jù)剛度條件設(shè)計(jì)封頭的最小壁厚。Dj=3000mm<3800mm，取Smin=2Di/1000且不小于3mm另加C,Smin=6+0.8=6.8mmSn=8mm對(duì)于不銹鋼制造白封頭壁厚取Sn=8mm。橢球形封頭結(jié)構(gòu)尺寸的確

10、定曲面高度h1=750mm直邊高度h2=40mm容積Vf=3.18mm3內(nèi)表面積A=10.012mmSn=8mm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(xiàn)14-12頁(yè)續(xù)表4-1-4得封頭的尺寸如下：曲面高度h1=750mm直邊高度h2=40mm容積VF=3.18mm3內(nèi)表面積2A=10.01mm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Dmin=圖2-2封頭的下部結(jié)構(gòu)2.3.490：折邊錐形封頭壁厚的設(shè)計(jì)考慮到封頭的大端與夾套筒體對(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Sn=8mm。結(jié)構(gòu)如圖2-3所示由文獻(xiàn)14-31頁(yè)續(xù)表4-1-13得

11、直邊高度h=25mm圓弧半徑=50mm反應(yīng)釜釜體及夾套的壓力試驗(yàn)釜體的水壓試驗(yàn)水壓試驗(yàn)壓力的確定水壓試驗(yàn)的壓力：pT=1.25pUj且不小于(p+0.1)MPa,查)=1.0ptMPa=0.69二L7pT=1.25X0.55x1=0.69MPa,(p+0.1)=0.65MPa,取pT=0.69MPa液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核由-max_p"Dj+Sn-C)得.2(SnC)一0.69(280010-0.8max=105.3MPa2(10-0.8)0.9os6=0.9X131x1.0=117.9MPa由仃max=105.3MPa<0.9crss故液壓強(qiáng)度足夠壓力表的量程、水溫及水中Cl-濃

12、度的要求壓力表的最大量程：P表=2pT=2X0.69=1.38MPa或1.5PYP走<4PtIP1.03MPa<P<2.76MPa衣衣水溫15C水中Cl一濃度W25mg/L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0.69MPa，保壓不低于30min,然后將壓力緩慢降至0.55MPa，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)。釜體的氣壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)壓力的確定01氣壓試

13、驗(yàn)的壓力：pT=1.15pt01pT=1.15X0.55X1.0=0.6325(MPa)取pT=0.65MPa3.2.2氣壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核由；入ax吧七三二得:2(Sn-C)pT=0.65MPa仃max=99.23MPa0max<0.8Qs=0.8x131X1.0=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0.06MPa，保持5min并進(jìn)行初檢。合格后繼續(xù)升壓至0.325MPa,其后按每級(jí)的0.065MPa級(jí)差，逐級(jí)升至試驗(yàn)壓力0.65MPa，保持10min,然后再降至0.55MPa，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

14、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：pT=1.25p且不小于(p+0.1)MPa,查=1.055pT=1.25X0.25X1.0=0.3125MPa,(p+0.1)=0.35MPapT<(p+0.1),取pT=0.35MPa1Pt=0.353.3.2液壓試驗(yàn)的強(qiáng)度校核MPa上Pt(D+Sn-C)/口由仃max=0二n_-得:2(Sn-C)仃max=73.09MPa仃max=73.09MPa<0.9仃=0.9x131x1.0=117.9(MPa)液壓強(qiáng)度足夠壓力表的量程、水溫的要求壓力表的量程：P

15、*=2p=2X0.35=0.7MPa衣11或1.5P”P表W4R即0.525MPa<P表<1.4MPa水溫5C。液壓試驗(yàn)的操作過(guò)程在保持夾套表面十燥的條件下,首先用水將夾套內(nèi)的空氣排空，再將水的壓力緩慢升至0.35MPa，保壓不低于30min,然后將壓力緩慢降至0.25MPa，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。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Dj=2800mm因此需要在釜體的封頭上設(shè)置人孔，本設(shè)計(jì)選用500-0.6RF回轉(zhuǎn)蓋不銹

16、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(mmdwxsDD1ABLbB1H1H2d突面0.65005364603517253630231120(RF05055000)X5螺栓/螺柱螺母數(shù)量直徑X長(zhǎng)度數(shù)量20M20X10020材料見表4-2表4-2FF-序*H標(biāo)碓號(hào)j名稱依材料1曾節(jié)1不鐫銅2GB5780GB90HG2ORI3H栓，柱見數(shù)據(jù)考i4+2緞8級(jí)JSCrMnA3GB4】GB6170>iG20613螺母j1囊30CrMo45法蘭12uK、20疲（16Mn鍛1*不精綱H

17、G20606(H(；ZOfijO)整片1石棉橡膠板（金屬纏癌墊片）*6HG20592法蘭菠1不悟衲/ZORCfMnR)7紀(jì)手1Q235-AFg軸銷1QW35-A9GB91銅1低碳槽10GB95堂園2I0UHVn簫軸耳門）1Q235-AF法蘭軸耳口）Q235-A-FJ3-法色軸4f幻-*1Q235J.FN蓋輔耳0;）1Q2351AF15J襯筒1不瞞鋼4.2視鏡的選型選用Dn=125的帶頸視鏡。其結(jié)構(gòu)見圖4-2。由文獻(xiàn)14-157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nPN1.0,DN125標(biāo)準(zhǔn)圖號(hào)：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

18、表4-3視鏡的尺寸DN視鏡玻璃dnxSDD1b1b2H1雙頭螺柱數(shù)量直徑125145X15.222519040281058M16表4-4視鏡的材料件號(hào)名稱數(shù)量材料件號(hào)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緣接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)14-175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2t標(biāo)記：支座2JB1165-81材料：1Cr18Ni9Ti科嚏懂圖4-3B型耳式支座尺寸如表4-5表4-5B型耳式

19、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22111271M2312.095604000304240105050004.4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*159X15.9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SO150-0.6RF1Cr18Ni10Ti(2)進(jìn)氣口、出氣口、進(jìn)水口、出水口接管采用189X8.9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PL80-0.6RF1Cr18Ni10Ti。(3)溫度計(jì)、壓力計(jì)、液面計(jì)接口采用457X5.7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PL50-1.6RF1Cr18Ni10Ti。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DN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-