过程装备机械设计基础―_压力容器课件.ppt

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1、过程设备设计《过程装备机械基础》第11章内压容器设计1.压力容器导言2.压力容器的应力分析3.压力容器的内压圆筒和封头设计4.压力容器的压力试验1.压力容器导言1.1压力容器总体结构和主要零部件1.2压力容器分类1.3压力容器规范标准1.1压力容器的总体结构和主要零部件1.1.1.压力容器的总体结构1.1.2压力容器主要零部件1.1.1压力容器的总体结构概念:压力容器是内部或外部承受气体或液体压力,并对安全性有较高要求的密闭容器。一般泛指在工业生产中用于完成反应、传热、分离和储存等生产工艺过程的密封

2、容器。筒节环焊缝纵焊缝补强圈盲板接管支座上封头下封头南京扬子石化公司1000m3钢球罐群※※※※※※1.1.2压力容器的主要零部件1)筒体(壳体)2)封头(端盖)3)法兰4)密封装置5)开孔与接管6)支座7)安全附件1)筒体钢板卷制而成制造容易、成本低筒体整体锻造而成制造困难、成本高、性能好单层多用于中低压容器筒体多层多用于高压容器问题:压力容器可以用什么材料制作?2)封头按形状可分为:球形封头、椭圆形封头、碟形封头、锥形封头、平板封头等。特点:轴对称!半椭球封头半椭球封头半球形封头锥形封头3)法兰

3、法兰的作用a.用于容器间或容器与封头的连接;b.用于管道间的连接;4)密封装置用于连接件之间的密封,防止物料泄漏。5)开孔与接管在容器上开孔的目的是为了便于检修(人孔和手孔),或是为了安装各种安全附件、或是为了满足工艺的要求。6)支座把压力容器支承并固定在基础上。7)安全附件安装各种安全阀和各种压力表、测温仪表、液位计等。1.2压力容器的分类1)压力容器分类的原因和依据压力容器存在的危害程度不同!危害程度与很多因素有关,如设计压力、容器的容积、介质的危害性、使用场合和安装方式等。其中,介质的危害性是

4、最主要的影响因素!2)介质的危害性介质的危害性是指介质的毒性、易燃性、氧化性和腐蚀性等。影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性。3)压力容器分类方式1、按承压性质分内压容器和外压容器。内压容器按压力p大小分为4个等级:低压容器(L)0.1MPa≤p<1.6MPa中压容器(M)1.6MPa≤p<10MPa高压容器(H)10MPa≤p<100MPa超高压容器(U)p≥100MPa2)按作用原理分类反应器(R)——如合成塔、分解塔…换热器(E)——如废热锅炉、汽车发动机水冷却器…分离器(S)——如精馏塔、干

5、燥塔…储罐(C)——如油罐、家用液化气罐…3)按安装方式分类固定式——绝大部分压力容器移动式——如火车物料罐、汽车油罐…按安全管理分类(按容规分类最重要的分类!)分为三类:具有下列情况之一的,为第三类压力容器:高压容器中压容器且介质为极度毒性和高度危害中压贮存容器且介质为易燃或中等毒性、pv≥10MPa.m³中压反应容器且介质为易燃或中等毒性、pv≥0.5MPa.m³容规:压力容器安全技术监察规程低压容器且介质为极度毒性和高度危害、pv≥0.2MPa.m³高压、中压管壳式余热锅炉中压搪玻璃压力容器使

6、用强度级别较高的材料制造的压力容器(抗拉强度≥540MPa)移动式压力容器容积大于50m³的球形容器容积大于5m³的低温贮存容器具有下列情况之一的,为第二类压力容器:中压容器低压容器且介质为极度毒性和高度危害低压反应器和低压贮存容器,介质易燃或毒性中等低压管壳式余热锅炉低压搪玻璃压力容器除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。1.3压力容器规范标准1.3.1国外压力容器标准简介ASME规范美国标准(AmericansocietyofMachineryengineering)为世界上第一部压力容器设

7、计和制造方面的规范,历史悠久,更新速度快,涵盖范围宽,同时也是许多国家制定相关规范的蓝本(如日本、中国等国家)。1965年推出ASME规范;1968年推出ASME规范的两个分册:第一册为传统的规则设计(DesignbyRules)第二册为分析设计规范(DesignbyAnalysis)提示1:压力容器设计分为常规设计和分析设计!后者更科学、更合理!欧盟压力容器标准早期的欧盟国家,各国之间的压力容器标准是相对独立的,后来随着国际贸易间的发展,为适应欧洲一体化而逐步建立起统一的标准,正在逐步完善。该规范

8、对中国的压力容器标准也有一定的影响。如英国1976年制定的BS5500标准,为分析设计标准。日本标准日本于1993年推出分析设计标准JIS8250。1.3.2国内主要压力容器标准较为成熟的标准是:1989年制定的GB150-89《钢制压力容器》和GB151-89《钢制管壳式换热器》等。1998,1999年又重新修订了这两部标准和相关标准。这些标准都是以ASME规范为蓝本,同时也吸取了欧洲标准的一些思想,同时也加入了一些自己的思想和方法(如管板强度设计方法)。1.3.3

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