1、能源與安全工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課 程 名 稱: 酒精回收設(shè)備中的蒸餾釜設(shè)計(jì)年級(jí)/專業(yè)/班: 09安全工程2班報(bào) 告 人： 李學(xué)良（0901020201） 石榮新（0901020203） 開 始 時(shí) 間: 2012年 6 月 1 日完 成 時(shí) 間: 2012年 6 月20日指導(dǎo)教師簽名：湖 南 科 技 大 學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書 系 專業(yè) 班 學(xué)生 一、 課程設(shè)計(jì)題目： 二、 課程設(shè)計(jì)工作自 2012 年 6 月 4 日起 2012 年 6 月 17 日止三、 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求：一）基本工藝參數(shù) 主要設(shè)計(jì)參數(shù)罐內(nèi)夾套內(nèi)介質(zhì)酒精溶液水蒸氣操作壓力0.4Mpa0.6Mpa操作溫度-202

2、00-20200裝料量（m3）1.5適當(dāng)傳熱面積不小于5.34m2使用年限12年符號(hào)公稱尺寸連接尺寸aDN100HG20593bPN0.6 DN50HG20593cPN0.6 DN50HG20593dDN100HG20593eDN125HG20593fDN100HG20593gPN0.6 DN50HG20593二）學(xué)生完成的工作1 總裝備圖一張（1號(hào)圖紙）要求：圖面布局合理，表達(dá)清晰，字跡工整，有標(biāo)題欄、技術(shù)要求、技術(shù)特性表、管口表2 由指導(dǎo)老師指定零件圖一張（要求同上）3 設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份（1）根據(jù)工藝參數(shù)選定容器及夾套尺寸（包括直徑、厚度、夾套與容器間距及連接尺寸，保證有足夠的傳熱面積）。（

3、2）容器的強(qiáng)度設(shè)計(jì)a.筒體強(qiáng)度及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)b.封頭強(qiáng)度及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)（3）夾套罐壁厚設(shè)計(jì)a.筒體部分設(shè)計(jì)b.封頭部分設(shè)計(jì)（4）夾套折邊焊逢強(qiáng)度校核（5）開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)（6）水壓力試驗(yàn)設(shè)計(jì)4 夾套罐使用說(shuō)明書一份四、參考資料1、壓力容器設(shè)計(jì)手冊(cè)2、壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè) 上冊(cè)3、壓力容器與化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè) 下冊(cè)4、鍋爐壓力容器5、壓力容器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范匯編指導(dǎo)教師： 負(fù)責(zé)教師： 學(xué)生簽名： 目 錄一、前言1二、設(shè)計(jì)參數(shù)選取12.1工藝參數(shù)確定1設(shè)計(jì)壓力1設(shè)計(jì)溫度2材料選取22.2幾何參數(shù)確定2罐體及封頭參數(shù)2罐體高度及體積3夾套選取及高度計(jì)算3法蘭借口尺寸確定4三、容器強(qiáng)度設(shè)計(jì)63.1釜體強(qiáng)度計(jì)算6釜

4、體內(nèi)壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)7釜體外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)83.2夾套強(qiáng)度計(jì)算9夾套筒體強(qiáng)度設(shè)計(jì)9夾套封頭強(qiáng)度設(shè)計(jì)10設(shè)計(jì)壁厚校核10四、罐體與夾套連接處的剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)114.1罐體負(fù)荷計(jì)算11罐體質(zhì)量11介質(zhì)質(zhì)量11法蘭及其他附件質(zhì)量114.2焊縫連接處剪切應(yīng)力校核11五、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)115.1攪拌器連接口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算125.2進(jìn)料口、出料口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算135.3冷凝出口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算145.4視鏡補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算15六、水壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)166.1釜體水壓試驗(yàn)校核166.2夾套水壓試驗(yàn)校核16七、支座選取17八、結(jié)束語(yǔ)18一、前言酒精工業(yè)是基礎(chǔ)的原料工業(yè)，酒精作為一種良好的容積，廣泛的應(yīng)用在化工、制藥、輕工等行業(yè)中。中國(guó)酒精

5、工業(yè)的發(fā)展已有近百年的歷史，但工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，建國(guó)后，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和白酒液態(tài)法生產(chǎn)法的推廣，酒精工業(yè)進(jìn)入嶄新的發(fā)展階段。近幾年，隨著制藥行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，由于在中藥成藥的生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常利用酒提或水煮醇沉提取其中的有效成分，所以乙醇的用量也在不斷上升，然而酒精使用后其濃度往往由原來(lái)的95降低到20-80，且含有多種雜質(zhì)，難以直接回用。這些廢酒精若直接排放，則會(huì)造成危險(xiǎn)和環(huán)境污染；若將它們回收精制，則會(huì)變廢為寶，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而多數(shù)藥廠利用的酒精回收裝置技術(shù)落后，排放廢液中酒精含量依然在5-10，甚至高達(dá)30，造成的環(huán)境污染和浪費(fèi)依然非常嚴(yán)重。對(duì)此，

6、國(guó)內(nèi)外專家采用新型高效化工分離技術(shù)設(shè)計(jì)了高效酒精回收塔，在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到了很高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。本課程設(shè)計(jì)就針對(duì)高效酒精回收塔中的蒸餾釜（夾套罐）進(jìn)行設(shè)計(jì)，該裝置罐體上設(shè)置有進(jìn)料口、出料口、攪拌器孔、觀察孔、溫度計(jì)口、壓力表口、安全閥等工藝接口，在夾套上部設(shè)置有兩個(gè)蒸氣進(jìn)口，夾套底部設(shè)置一個(gè)冷凝水出口。高溫水蒸氣通過(guò)進(jìn)口進(jìn)入夾套后，對(duì)罐體內(nèi)含酒精的廢液進(jìn)行加熱，使沸點(diǎn)比較低的酒精先從溶液中蒸發(fā)，進(jìn)行提純，夾套內(nèi)的蒸氣冷凝成水后經(jīng)冷凝水出口流出。二、設(shè)計(jì)參數(shù)選取2.1工藝參數(shù)確定設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)壓力是指設(shè)定的容器頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件。設(shè)計(jì)壓力不同于容器的工作壓力，工作壓

7、力由工藝過(guò)程決定，將容器正常操作情況下容器頂部可能出現(xiàn)的最高工作壓力稱為容器的最大工作壓力，用pw表示。裝有安全閥的容器，其設(shè)計(jì)壓力不得低于安全閥的開啟壓力，安全閥的開啟壓力pk是根據(jù)容器最大工作壓力pw調(diào)定的，據(jù)此，容器的設(shè)計(jì)壓力可取。設(shè)計(jì)中取，求得罐內(nèi)和夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力分別為：設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)溫度是指容器在正常操作情況，在相應(yīng)設(shè)計(jì)壓力下，設(shè)定的受壓元件的金屬溫度，其值不得低于容器工作時(shí)器壁金屬可能達(dá)到的最高溫度。根據(jù)容器罐內(nèi)的介質(zhì)確定罐內(nèi)的工作溫度大約為100；正常工作時(shí)夾套內(nèi)水蒸氣的絕對(duì)壓力，查表得夾套內(nèi)的工作溫度約為167.4；圓整后確定蒸餾釜的設(shè)計(jì)溫度為200。材料選取雖然該蒸餾釜內(nèi)的介

8、質(zhì)為酒精和水，其腐蝕性不是很大，但考慮到設(shè)備的使用年限，因此選用SUS304（0Cr18Ni9）號(hào)不銹鋼，該號(hào)鋼材厚度為260mm，鋼板標(biāo)準(zhǔn)為GB 4237，b=520MPa，s=205MPa，鋼板在100時(shí)的許用應(yīng)力b=114MPa，在200時(shí)的許用應(yīng)力為b=96MPa。2.2幾何參數(shù)確定該蒸餾釜有罐體和夾套兩部分組成，底部采用支撐式支座。罐體由豎直圓筒和上下兩個(gè)封頭組成；罐體外面有一個(gè)比罐體稍大的夾套容器，與罐體形成500mm左右的間隔，上部在適當(dāng)高度采用圓弧過(guò)渡機(jī)構(gòu)與罐體連接。罐體及封頭參數(shù)為了便于收集與卸除設(shè)備中的蒸餾廢液，設(shè)計(jì)中罐體下封頭選取廣泛應(yīng)用于許多化工設(shè)備(如蒸發(fā)器、噴霧干燥

9、器、結(jié)晶器及沉降器等)底蓋的帶折邊錐形封頭；上封頭選取應(yīng)力分布比較勻稱的標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭。每次操作需要填裝的物料量稱為裝料量，用V0表示，確定筒體全容積V應(yīng)以V0為基礎(chǔ)，其中為裝料系數(shù)，的大小取決于物料的性質(zhì)。由于容器內(nèi)介質(zhì)含有多種雜質(zhì)，蒸餾過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生泡沫，因此裝料系數(shù)取=0.7。對(duì)于反應(yīng)物料為液-液類型的設(shè)備，筒體高度與直徑比為1.01.3，設(shè)計(jì)中綜合考慮攪拌器功率和傳熱效果等因素，釜體的長(zhǎng)徑比取則容器的全容積筒體直徑為根據(jù)圓筒的內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列圓整后，取公稱直徑Di=1300mm。由已知筒體的內(nèi)徑，選定封頭的尺寸如表2-1所示：表2-1 封頭尺寸封頭類型公稱直徑Di/mm總深度H/mm內(nèi)表

10、面積F/m2容積V/m3圓弧半徑r/mmEHA橢球形13003501.93400.3208CHC錐形13005132.00010.3406195注：封頭的總深度已包含直邊高度h0=25mm。由封頭的尺寸可確定筒體的實(shí)際高度為：罐體高度及體積罐體的高度（體積）包括筒體的高度（體積）和兩個(gè)封頭的高度（體積），其中筒體的體積；則：罐體的高度罐體的體積夾套選取及高度計(jì)算考慮到傳熱充分，且夾套直徑必然大于筒體直徑，選取圓筒內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列中公稱直徑Di=1400mm的夾套進(jìn)行設(shè)計(jì)，其夾套封頭的尺寸如表2-2所示：表2-2 夾套封頭尺寸封頭類型公稱直徑Di/mm總深度H/mm內(nèi)表面積F/m2容積V/m3圓弧半

11、徑r/mmCHC錐形14005502.31120.4224210根據(jù)罐體內(nèi)溶液的高度來(lái)確定夾套的高度，實(shí)際的夾套位置略低于罐內(nèi)溶液高度1020mm，設(shè)計(jì)中選取20mm。罐體內(nèi)酒精的高度；則夾套高度。校核傳熱面積（其中為筒體封頭內(nèi)表面積），符合傳熱面積不小于5.34m2的工藝要求。法蘭借口尺寸確定設(shè)計(jì)中采用板式平焊管法蘭連接，則其連接管的壁厚應(yīng)按管道的壁厚等級(jí)SCH確定，對(duì)于釜體法蘭，圓整后取Sch=5s；夾套法蘭，圓整后取Sch=10s。（1）攪拌器法蘭孔尺寸根據(jù)釜體公稱直徑選擇相應(yīng)的攪拌器及規(guī)格，攪拌器的形式選漿式直葉。則攪拌器直徑，根據(jù)HG20593-1997取法蘭公稱通徑DN350mm，

12、公稱壓力PN0.6MPa；如表2-3所示。表2-3 攪拌器法蘭規(guī)格公稱通徑DN鋼管外徑A1鋼管壁厚S管連接尺寸板式平焊法蘭法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋Th法蘭內(nèi)徑B1坡口寬度b法蘭厚度C法蘭質(zhì)量/kg35037794904452212M2038102614.3確定接管外徑為377mm，根據(jù)Sch=5s查得，壁厚為4mm，然而該外徑下的無(wú)縫鋼管最小壁厚為9mm，因此設(shè)計(jì)選用壁厚為9mm，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為100mm的無(wú)縫鋼管，理論質(zhì)量為81.67Kg。（2）視鏡規(guī)格尺寸由于釜體內(nèi)工作溫度為100，設(shè)計(jì)壓力為0.44MPa，設(shè)計(jì)選用公稱壓力PN10MPa，公稱直徑DN100的帶頸視鏡

13、；其尺寸如表2-4所示。表2-4 帶頸視鏡尺寸公稱直徑DN公稱壓力PNDD1 b1b2H螺柱質(zhì)量/Kg標(biāo)準(zhǔn)圖圖號(hào)數(shù)量n直徑d1001020016526261428M1610.9HGJ 50286-17注：dH×S=103×4。（3）安全閥規(guī)格選擇安全閥時(shí)應(yīng)考慮釜體失效時(shí)夾套中的飽和蒸氣泄漏到釜體中的情況，由此計(jì)算安全閥的排放量，其中d為夾套罐蒸氣入口內(nèi)徑82mm，為飽和蒸氣的密度為7.864Kg/m3。蒸氣流量：（其中蒸氣最大流速假設(shè)為20m/s）初步選擇A48Y-16C用法蘭連接的不封閉帶扳手微啟的彈簧式安全閥，其參數(shù)如表2-5所示。表2-5 安全閥規(guī)格安全閥型號(hào)公稱壓力

14、/Mpa強(qiáng)度試驗(yàn)壓力/MPa彈簧壓力級(jí)/MPa主要性能參數(shù)開啟高度額定排放系數(shù)整定壓力/MPa密封試驗(yàn)壓力/MPa排放壓力/MPa回座壓力/MPaA48Y-16C1.62.40.6-0.70.600.540.6180.34喉徑0.16注：該安全閥公稱直徑(mm)/喉徑(mm)為80/50。安全閥的排放量（其中）；顯然安全閥的排放量大于蒸氣流量，因此選擇A48Y-16C安全閥符合設(shè)計(jì)要求。表2-6 安全閥法蘭尺寸公稱通徑DN鋼管外徑A1鋼管壁厚連接尺寸板式平焊法蘭法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋Th法蘭內(nèi)徑B1坡口寬度b法蘭厚度C法蘭質(zhì)量kg80899200160188M169

15、10203.59（4）其他孔口法蘭尺寸表2-7 其他孔口法蘭規(guī)格公稱通徑DN鋼管外徑A1連接尺寸板式平焊法蘭法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋Th法蘭內(nèi)徑B1坡口寬度b法蘭厚度C法蘭質(zhì)量kg進(jìn)料孔150159265225188M161610205.14出料孔150159265225188M161610205.14溫度表323812090144M12390161.19壓力10190120.41冷凝水出口150159265225188M161610205.14蒸氣進(jìn)口8089190150184M16910182.94表2-8 連接管參數(shù)管長(zhǎng)/mm管徑/mm

16、壁厚/mm理論質(zhì)量/Kg進(jìn)料孔1001504.517.14出料孔1001504.517.14溫度表100322.52.19壓力表100151.60.647冷凝水出口1001504.517.14蒸氣進(jìn)口100803.57.38三、容器強(qiáng)度設(shè)計(jì)3.1釜體強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)壓力容器的實(shí)際情況，容器筒體的縱向焊接接頭和封頭的拼接接頭都采用雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透的焊接接頭，且焊接接頭的無(wú)損檢測(cè)可采用局部無(wú)損探測(cè)，因此焊縫系數(shù)=0.85。對(duì)于腐蝕裕度C2，按照有關(guān)規(guī)范規(guī)定：碳素鋼和低合金鋼材料的腐蝕裕量取值不小于1mm，用不銹鋼材料且介質(zhì)的腐蝕性極微時(shí)腐蝕裕量取值可為零。雖然該設(shè)備為不銹鋼材料且介質(zhì)的

17、腐蝕性極微，但使用年限較久（12年），因此腐蝕裕度取C2=1mm。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果并參考了國(guó)外現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范，對(duì)于內(nèi)壓下的壓力容器，只要加工減薄量未超過(guò)壁厚的15%，可以不考慮加工減薄量的影響。因此設(shè)計(jì)加工減薄量C3不予考慮。釜體內(nèi)壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)釜體內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力為0.44MPa，設(shè)計(jì)溫度（200）下鋼材的許用應(yīng)力為96MPa。（1） 釜體筒體壁厚計(jì)算如下：計(jì)算壁厚：設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：（其中C1為鋼板負(fù)偏差）；圓整后，取有效厚度：（2）釜體封頭（標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭）壁厚計(jì)算如下：計(jì)算壁厚：（其中Y為橢球形封頭的形狀系數(shù)，由于設(shè)計(jì)選用標(biāo)準(zhǔn)橢球形封頭，故其形狀系數(shù)取1）；顯然該封頭的設(shè)計(jì)厚度、名義厚

18、度、有效厚度均與筒體相同。（3）釜體封頭（錐形封頭）壁厚計(jì)算如下：由于該錐形封頭的小端直徑不超過(guò)大端直徑的四分之一，且整個(gè)封頭取同一厚度，因此封頭的計(jì)算壁厚：（其中f為橢球形封頭的形狀系數(shù)，）設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：（其中C1為鋼板負(fù)偏差）；圓整后，取有效厚度：釜體外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)（1）筒體外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)假設(shè)筒體的名義厚度，查表得鋼板的負(fù)偏差C1=0.5mm，腐蝕裕度C2=1mm，則筒體外徑。有效厚度筒體的計(jì)算長(zhǎng)度于是；根據(jù)外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖可得系數(shù)A=0.00031；再由外壓圓筒、管子和球殼厚度計(jì)算圖查得系數(shù)B=38；則筒體的許用壓力為：，故須重新假設(shè)壁厚n。重新假設(shè)，按照上述計(jì)算，

19、可得：，（其中負(fù)偏差C1=0.8mm）；，；查表得A=0.0013，B=70MPa，故，依然不符合要求，考慮到經(jīng)濟(jì)成本條件，設(shè)計(jì)采用在此基礎(chǔ)上設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)圈（如右圖），則計(jì)算長(zhǎng)度L=468mm。于是；查表并用直線內(nèi)插法計(jì)算得到A=0.0028，B=90MPa故許用外壓力，大于設(shè)計(jì)壓力p=0.66MPa，且兩者較接近；因此，外壓筒體名義厚度按設(shè)計(jì)，并設(shè)置加強(qiáng)圈。（2） 封頭外壓穩(wěn)定性設(shè)計(jì)為保證封頭與筒體連接處的穩(wěn)定性，在封頭大端和小端分別設(shè)置加強(qiáng)圈。將外壓錐形封頭轉(zhuǎn)化為“當(dāng)量圓筒”，則當(dāng)量圓筒的外徑為：當(dāng)量圓筒的當(dāng)量長(zhǎng)度為：（其中，DS為夾套小端與筒體連接圓的直徑，取350mm）按照筒體的外壓穩(wěn)

20、定性設(shè)計(jì)，假設(shè)封頭的名義厚度，查表得鋼板的負(fù)偏差C1=0.8mm，腐蝕裕度C2=1mm，則當(dāng)量筒體外徑。有效厚度于是；（其中）根據(jù)外壓或軸向受壓圓筒幾何參數(shù)計(jì)算圖可得系數(shù)A=0.0084；再由外壓圓筒、管子和球殼厚度計(jì)算圖查得系數(shù)B=100；則筒體的許用壓力為：，大于設(shè)計(jì)壓力p=0.66MPa，且兩者較接近。綜上可得：設(shè)計(jì)時(shí)釜體筒體名義厚度取，并設(shè)置加強(qiáng)圈；釜體封頭名義厚度。3.2夾套強(qiáng)度計(jì)算夾套筒體強(qiáng)度設(shè)計(jì)夾套內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力為0.66MPa，設(shè)計(jì)溫度（200）下鋼材的許用應(yīng)力為96MPa。夾套筒體壁厚計(jì)算如下：計(jì)算壁厚：設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：（其中C1為鋼板負(fù)偏差）；圓整后，取有效厚度：夾套封頭

21、強(qiáng)度設(shè)計(jì)夾套錐形封頭壁厚計(jì)算如下：計(jì)算壁厚：（其中f為橢球形封頭的形狀系數(shù)，）設(shè)計(jì)厚度：名義厚度：（其中C1為鋼板負(fù)偏差）；圓整后，為了便于筒體和封頭的連接，取有效厚度：設(shè)計(jì)壁厚校核設(shè)計(jì)中夾套筒體和夾套封頭名義厚度都設(shè)置為，對(duì)壁厚進(jìn)行應(yīng)力校核：夾套筒體：夾套封頭：；由此，夾套筒體和夾套封頭的名義厚度都取，符合設(shè)計(jì)要求。四、罐體與夾套連接處的剪切強(qiáng)度設(shè)計(jì)4.1罐體負(fù)荷計(jì)算罐體質(zhì)量罐體質(zhì)量包括筒體和上下封頭及夾套和封頭。根據(jù)有關(guān)資料可得，公稱直徑為1300mm，壁厚為12mm的圓筒體鋼板的理論質(zhì)量為385.5Kg/m。罐體的質(zhì)量=G筒體+G封頭=1.117×385.5+300+186.1

22、=916.7kg夾套質(zhì)量=276×0.854+403.9=639.6kg介質(zhì)質(zhì)量釜體內(nèi)介質(zhì)質(zhì)量按全部被水充滿來(lái)計(jì)算，則釜體內(nèi)溶液質(zhì)量夾套內(nèi)水蒸氣總質(zhì)量法蘭及其他附件質(zhì)量由表2-3表2-7可得法蘭及其他付檢的總質(zhì)量為106.8Kg。綜上可得，罐體的總負(fù)荷為4612.6Kg。4.2焊縫連接處剪切應(yīng)力校核（1）焊縫連接處環(huán)形面積計(jì)算環(huán)形面積（其中，焊縫高度取夾套厚度的2倍為16mm）（2）焊縫連接處剪切應(yīng)力校核焊縫連接處剪切應(yīng)力最大許用應(yīng)力；顯然；故校核通過(guò)。五、開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)按照有關(guān)規(guī)定，容器在如下要求時(shí)可以不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)：a.設(shè)計(jì)壓力2.5MPa;b.兩相鄰開孔的中心間距（對(duì)曲面間距以弧長(zhǎng)計(jì)

23、算）應(yīng)不小于兩孔直徑之和的兩倍；c.接管公稱外徑89mm；d.接管最小壁厚滿足表5-1的要求：表5-1 接管最小壁厚條件（mm)接管公稱外徑253238454857657689最小壁厚3.54.05.06.0綜合以上條件并結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)，攪拌器連接口、視鏡、進(jìn)料口、出料口、冷凝水出口需要進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。5.1攪拌器連接口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算筒體名義厚度，SUS304鋼板在100時(shí)許用應(yīng)力（1）因開孔而削弱的金屬截面積(A)筒體計(jì)算壁厚接管直徑罐體內(nèi)徑，設(shè)計(jì)壓力為0.44MPa，工作溫度為100，因殼體與接管采用相同的材料故，其中接管壁厚需要補(bǔ)強(qiáng)面積（2）補(bǔ)強(qiáng)面積a.筒體的富裕金屬截面積為：b.接管的富裕金

24、屬截面積為：其中，接管計(jì)算壁厚：外側(cè)有效高度：內(nèi)側(cè)有效高度：c.焊縫金屬截面積：d.補(bǔ)強(qiáng)面積因?yàn)椋栽摽卓梢圆贿M(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。5.2進(jìn)料口、出料口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算（1）因開孔而削弱的金屬截面積筒體計(jì)算壁厚；接管直徑，接管壁厚4.5mm。需要補(bǔ)強(qiáng)的面積：（2）補(bǔ)強(qiáng)面積筒體的富裕金屬截面積為：接管的富裕金屬截面積為：其中，接管計(jì)算壁厚：外側(cè)有效高度： 內(nèi)側(cè)有效高度： 焊縫金屬截面積：補(bǔ)強(qiáng)面積因?yàn)椋栽摽卓梢圆贿M(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。5.3冷凝出口補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算（1）因開孔而削弱的金屬截面積夾套名義厚度；夾套計(jì)算壁厚；接管直徑需要補(bǔ)強(qiáng)面積：（2）補(bǔ)強(qiáng)面積夾套的富裕金屬截面積為：接管的富裕金屬截面積為：其中，接管計(jì)算壁厚：

25、外側(cè)有效高度：內(nèi)側(cè)有效高度： 焊縫金屬截面積：補(bǔ)強(qiáng)面積：因?yàn)椋栽摽仔枰a(bǔ)強(qiáng)。則需要補(bǔ)強(qiáng)的面積（3）確定補(bǔ)強(qiáng)圈結(jié)構(gòu)尺寸取補(bǔ)強(qiáng)圈厚度與夾套筒體壁厚相同，由可知補(bǔ)強(qiáng)圈外徑D=241.05mm。5.4視鏡補(bǔ)強(qiáng)面積計(jì)算（1）因開孔而削弱的金屬截面積筒體計(jì)算壁厚，結(jié)構(gòu)直徑，接管壁厚。需要補(bǔ)強(qiáng)面積：（2）補(bǔ)強(qiáng)面積筒體的富裕金屬截面積為：接管的富裕金屬截面積為：其中，接管計(jì)算壁厚：外側(cè)有效高度：內(nèi)側(cè)有效高度：焊縫金屬截面積：補(bǔ)強(qiáng)面積：因?yàn)椋栽摽卓梢圆贿M(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。綜上所述，攪拌器連接口、進(jìn)料口、出料口、視鏡都不需要補(bǔ)強(qiáng)，只有冷凝水出口需要補(bǔ)強(qiáng)。六、水壓試驗(yàn)設(shè)計(jì)6.1釜體水壓試驗(yàn)校核根據(jù)有關(guān)規(guī)定，壓力容器進(jìn)

26、行液壓試驗(yàn)的壓力為，釜體水壓試驗(yàn)的壓力（其中，為容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，=114MPa）。（1）釜體筒體水壓試驗(yàn)校核由于筒體水壓試驗(yàn)壓力（其中筒體的許用應(yīng)力已在中算得），因此釜體筒體在水壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性校核通過(guò)。（2）釜體封頭（橢球形）水壓試驗(yàn)校核由于橢球形封頭在水壓試驗(yàn)下的應(yīng)力因此釜體封頭（橢球形）在水壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性校核通過(guò)。（3）釜體封頭（錐形）水壓試驗(yàn)校核由于錐形封頭在水壓試驗(yàn)下的應(yīng)力因此釜體封頭（錐形）在水壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性校核通過(guò)。6.2夾套水壓試驗(yàn)校核夾套水壓試驗(yàn)的壓力（其中，為容器元件材料在試驗(yàn)溫度下的許用應(yīng)力，=96MPa）。（1）夾套筒體水壓試驗(yàn)校核由

27、于夾套筒體在水壓試驗(yàn)下的應(yīng)力，因此夾套筒體在水壓試驗(yàn)壓力下的強(qiáng)度不符合要求，需重新設(shè)定夾套筒體名義厚度以達(dá)到強(qiáng)度要求。假設(shè)夾套筒體名義厚度，則：，因此夾套筒體名義厚度為12mm時(shí)水壓試驗(yàn)強(qiáng)度符合要求。（2）筒體封頭（錐形）水壓試驗(yàn)校核為使夾套筒體和夾套封頭方便連接，現(xiàn)將筒體封頭的名義厚度設(shè)置為12mm與筒體一致。則，夾套錐形封頭在水壓試驗(yàn)下的應(yīng)力為：，因此夾套封頭（錐形）在水壓試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性校核通過(guò)。七、支座選取由罐體的總負(fù)荷4612.6Kg，可確定支座的載荷。設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧、安裝方便，且在容器下面有較大的操作維修空間的AN型腿式支座（其參數(shù)如表7-1所示）。表7-1 AN型腿式支座安裝尺寸（mm）每根支腿允許載荷/kN公稱直徑DN支腿數(shù)量容器最大高度H1支承最大高度H支腿高度H2底板邊長(zhǎng)B地腳螺栓孔徑db規(guī)格中心圓直徑D281400450001100133016526M221365注：取圓筒或封頭名義厚度二者中較大值。八、結(jié)束語(yǔ)課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，