15CM液氯储罐课程设计

1.工艺设计......................................... 错误！未定义书签。

1.1设计储量 ............................................. 错误！未定义书签。

1.2初步设计 ............................................. 错误！未定义书签。

2.机械设计......................................... 错误！未定义书签。

2.1设计条件 .............................................. 错误！未定义书签。

2.1设计原始数据 ..................................... 错误！未定义书签。

2.2.1设计温度 .......................................... 错误！未定义书签。

2.2.2设计压力 .......................................... 错误！未定义书签。

2.2结构设计 ............................................. 错误！未定义书签。

2.2.1筒体和封头结构设计....................... 错误！未定义书签。

2.2.2 人孔设计 ......................................... 错误！未定义书签。

2.2.4接管及法兰设计 .............................. 错误！未定义书签。

2.2.5补强设计 .......................................... 错误！未定义书签。

2.2.6鞍座设计 .......................................... 错误！未定义书签。

课程设计说明书设计题目：压力容器课程设计3）液氯储罐的设计（40m学院、系：机电工程系专业班级：过控0901学号：学生姓名：指导教师：成绩：2011 年10 月15 日目录第一章．《过程设备课程设计》指导书 (2)一．课程设计的性质、目的与任务 (2)二．程设计的主要内容与要求 (2)三、课程设计教学的基本要求 (2)四、课程设计进度与时间安排 (3)五、课程设计考核 (4)第二章、课程设计任务书 (5)第三章、设计计算说明书正文 (6)3.1. 储存物料性质 (6)3.1.1 物料的物理及化学特性 (6)3.1.2 物料储存方式 (6)3.2. 压力容器类别的确定 (6)3.3.液氯储罐构形的设计计算 (6)3.3.1 储罐筒体公称直径和筒体长度的设计 (6)3.3.2 封头结构型式尺寸的确定 (7)3.3.3 物料进出口管及人孔等各种管口的布置 (7)3.4.壳体厚度设计及其校核 (8)3.4.1 设计温度T 和设计压力P 的确定 (8)3.4.2 壳体材料的选择 (8)3.4.3 壳体A/B 类焊接接头的设计 (8)3.4.4 壳体厚度设计及其校核 (8)3.4.5 封头厚度设计及其校核 (9)3.4.6 压力试验种类和试验压力的确定 (9)3.4.7 压力试验校核 (10)3.4.8 卧式容器的应力校核 (10)3.4.8.1 液氯储罐的质量计算 (10)3.4.8.2 正常操作和液压试验时跨中截面处的弯矩 (12)3.4.8.3 液氯储罐的应力校核 (12)3.5 零部件设计 (13)3.5.1 支座的设计 (13)3.5.2 人孔的设计及补强圈的计算 (14)3.5.2.1 人孔设计 (14)3.5.2.2 补强圈计算 (14)3.5.3 接口管的设计 (16)3.5.4. 液位计的设计 (17)3.5.4.1 液位计选型 (17)3.5.4.2 液位计接口设计 (17)3.5.5 法兰选择 (18)3.5.5. C/D 类焊接接头设计 (19)第四章、参考文献 (20)第五章、结束语 (21)第一章．《过程设备课程设计》指导书适用专业：过程装备与控制工程教学周数：2 周分数：2 分一．课程设计的性质、目的与任务按过程装备与控制工程专业教学计划要求，在学完专业核心课《过程设备设计》后，进行《过程设备课程设计》教学环节，其主要目的是使学生在学习过程设备设计的基础上，进行一次工程设计训练，培养学生解决工程实际问题的能力。

液氯卧式储罐设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN目录第1章绪论 (1)第2章工艺设计 (3)储罐存储量 (3)储罐设备的选型 (3)第3章结构设计 (5)筒体及封头设计 (5)材料的选择 (5)筒体壁厚设计 (5)封头壁厚设计 (6)接管的选取 (6)法兰的选取 (7)垫片的选取 (8)螺栓的选取 (8)人孔的选取 (9)人孔的结构设计 (9)核算开孔补强 (10)安全阀、液位计和压力表的选取 (12)容器支座的设计 (14)支座的选择 (14)鞍座位置的确定 (15)总体布局 (16)第4章强度计算 (17)弯矩和剪力的计算 (17)圆筒轴向应力计算及校核 (19)圆筒轴向应力计算 (19)圆筒轴向应力校核 (19)圆筒和封头切应力计算及校核 (19)鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (20)第5章焊接结构设计 (22)焊接接头设计 (22)焊条的选择 (24)设计心得 (24)参考文献 (25)第1章绪论在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐，如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等；储罐有多种分类方法，按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐；按温度划分为低温储罐(或称为低温储槽)、常温储罐(＜90℃) 和高温储罐(90～250℃)；按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐；按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。

单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。

金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备，目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。

储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。

圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳，而平盖（或平封头）、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚）以及弹性基础圆平板。

化工原理课程设计贮罐一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握贮罐的基本原理、结构、计算方法以及操作维护要求。

具体目标如下：1.知识目标：（1）了解贮罐的定义、分类及应用领域；（2）掌握贮罐的基本结构，包括罐体、支柱、人孔、接管等；（3）学会贮罐容积计算公式及应用；（4）理解贮罐的操作维护方法和安全注意事项。

2.技能目标：（1）能够运用贮罐容积计算公式计算不同类型贮罐的容积；（2）能够根据实际情况选择合适的贮罐并进行操作维护；（3）具备分析贮罐故障和解决问题的能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对化工行业的兴趣和责任感；（2）增强学生的安全意识和团队协作精神；（3）引导学生关注环保，培养可持续发展观念。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.贮罐的定义、分类及应用领域；2.贮罐的基本结构，包括罐体、支柱、人孔、接管等；3.贮罐容积计算公式及应用；4.贮罐的操作维护方法和安全注意事项；5.贮罐故障分析与解决方法。

三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解贮罐的基本原理、结构和操作维护方法；2.案例分析法：分析贮罐故障案例，引导学生学会分析问题、解决问题；3.实验法：安排实地参观或实验室操作，使学生更好地理解贮罐的工作原理；4.讨论法：分组讨论贮罐的应用领域、操作维护注意事项等，培养学生的团队协作能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1.教材：《化工原理》；2.参考书：相关贮罐设计、操作维护方面的书籍；3.多媒体资料：贮罐结构图片、操作视频等；4.实验设备：贮罐模型或实验室设备。

通过以上教学资源，为学生提供丰富的学习体验，提高教学效果。

五、教学评估本节课的评估方式包括以下几个方面：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等环节，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置与课程内容相关的作业，评估学生对贮罐原理、结构和操作维护方法的掌握程度；3.考试：安排期末考试，全面测试学生对贮罐相关知识的掌握情况。

3、补强圈设计根据GB150，当设计压力小于或等于2.5Mpa 时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间距大于两孔直径之和的2.5倍，且接管公称外径不大于89mm 时，接管厚度满足要求，不另行补强，故该储罐中有DN=400mm 的 人孔和DN=100的安全阀孔需要补强。

4、鞍座选型鞍座结构该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用Q235-B 。

估算鞍座的负荷： 储罐总质量12342m m m m m =+++1m ——筒体质量：331× 3.14 1.7 6.310107.85102905.37m DL kg πδρ-==⨯⨯⨯⨯⨯⨯=2m ——单个封头的质量：查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表B.2 EHA 椭圆形封头质量，可知，2251.6m kg =3m ——充液质量：<ρρ水液氯，故2314701000 1.7 6.320.699923078.33k 4m V V g πρ⎛⎫=•=⨯=⨯⨯⨯+⨯= ⎪⎝⎭液氯4m ——附件质量：人孔质量为300kg ，其他接管质量总和估100kg ，即4400kg m =综上所述，1234226888.8kg m m m m m =+++= G=mg=263.51kN,每个鞍座承受的重量为131.75N由此查JB4712.1-2007容器支座，选取轻型，焊制为BI,包角为120。

，有垫板的鞍座。

查JB4712.1-2007得鞍座结构尺寸如下表4：表4：鞍式支座结构尺寸 单位：mm鞍座位置的确定通常取尺寸A 不超过0.2L 值，中国现行标准JB 4731《钢制卧式容器》规定A ≤0.2L=0.2（L+2h ），A 最大不超过0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。

由标准椭圆封头2,252()4i iD D mm H h ==-有h=H-故0.2(2)0.2(6300225)1272A L h mm ≤+=+⨯=由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度，故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强作用。

1. 设计目的：L・・・VB・・ VK・・■・ n ■・・・H ・・ VK・・■・■・・・VB・・ vr・・■・ W ■・・・VB・・ VK・・■・■・・・VB・・ VV・・■・ W ■・・・ wr・・■・S1! ■・・・・・ vr・・■・ m ・・・・・ vr・・■・ m ・・・・・vr・・■・《■!!■・・・!■■■ I设计目的1）使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。

2）掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。

3）掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算机操作和专业软件的使用。

4）掌握工程图纸的计算机绘图。

2. 设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1 •原始数据设计条件表管口表4. 主要参考文献:[1] 国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998[2] 国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社，1999[3] 全国化工设备设计技术中心站，《化工设备图样技术要求》，2000，11[4] 郑津洋、董其伍、桑芝富，《过程设备设计》，化学工业出版社，2001⑸黄振仁、魏新利，《过程装备成套技术设计指南》，化学工业出版社，2002⑹国家医药管理局上海医药设计院，《化工工艺设计手册》，化学工业出版社，1996[7]蔡纪宁主编，《化工设备机械基础课程设计指导书》，化学工业出版社，2003年5. 设计成果形式及要求：!■■・・■・・・■ ■ ■■■ ■ ■ an ■・・■■・・■・・・■ ■ ■■■ ■ ■ an ■■■■■■■ ■■■ ■：■ ■ ■ an ■■■■■■■ ・■ ■■ ■■■ ■：■ ■ ■ an ■■■■■■■ ■■■ ■・■ ■ an ■■■■■■■ ・■ ■■・・■ ■・■ ■ an ■■■■■■■ ・■ ■■ ■■■ ■・■ ■ an ■■■ ・■ ■■・・■ ■■ ■ ■ an ■■■■■■■ ・・■ ■■ ■■■ ■・■ ■ an ■1）完成课程设计说明书一份；2）草图一张（A1图纸一张）3）总装配图一张（A1图纸一张）;6. 工作计划及进度：2012年06月11日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤06 月11日〜06月15日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制06月15日〜06月20日：设计图纸绘制（草图和装配图）06月20日〜06月22日：撰写设计说明书06月22日：答辩及成绩评定系主任审查意见：签字：___________年月日、绪论1、任务说明3设计一个容积为65m的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。

目录课程设计任务书题目12立方米液氯储罐设计 (1)设计条件表 (1)一、设备总体尺寸的确定 (2)1、储罐筒体公称直径，筒体长度以及椭圆封头结构型式尺寸的确定 (2)2、物料的物理特性及化学特性，物料的储存方式 (2)3．压力容器类别确定 (3)二．设备的设计计算 (3)1．壳体的材料选择，受压壳体的厚度设计及其校核 (3)（1）壳体的材料选择 (3)（2）受压壳体的厚度设计 (3)（3）厚度校核 (4)2、封头的厚度设计 (4)3、卧式容器应力校核 (4)（１）、长度折算 (4)（２）、载荷ｑ的确定 (4)（3）、支座位置确定 (5)(４)、应力校核 (5)3、人孔的补强计算 (6)（1）圆筒开孔所需补强面积 (6)（2）有效补强范围内的补强面积 (6)（3）补强面积 (7)（4）、补强圈的厚度 (7)三、零部件设计 (7)1、开孔接管位置及法兰设计 (7)（1）液氯进口管与法兰设计 (7)(2)液氯出口管与法兰设计 (7)(3)空气出口与进口,安全阀接口管及其法兰设计 (8)(4)压力表接管及其法兰设计 (8)2、人孔其法兰设计 (8)3、液位计及其法兰的选择 (8)4、支座设计 (9)四、焊接接头设计 (9)1、壳体A，B类焊接接头的设计 (9)2、壳体C，D类焊接接头的设计 (9)3、焊接接头坡口设计 (10)4、常用焊接方法与焊条的选择 (10)五、参考文献： (10)课程设计任务书题目12立方米液氯储罐设计设计条件表序号 项目 数值 单位 备注 1 最高工作压力 1.2 Mpa 由介质温度确定 2 工作温度 ≤50 ℃3 公称容积（s V ） 12 3m4 装量系数（ ）0.95工作介质液氯6 使用地点 太原市，室外管口条件：液氯进口管DN50；液氯出口管DN50；空气进口管DN50；空气出口管DN50；安全阀接口DN50；压力表接口DN25. 液位计接口人孔按需设置。

12ｍ３液氯储罐设计计算说明书一、设备总体尺寸的确定1、储罐筒体公称直径，筒体长度以及椭圆封头结构型式尺寸的确定储罐公称容积g V ＝123m ，设：L=3D则由 4π2i D L ＝12 得 i D ＝1721mm ，1-3查表后得i D ＝1700mm ，得封头容积1V ＝2×0.6999＝1.3998， 计算筒体容积2V ＝12i D 4L ⨯π＝12-1.3998＝10.60023m ，得1L ＝ 4672 mm ，圆整后得1L ＝4680mm得容器的实际体积为V ＝21V V +＝10.62+1.3998＝12.01983m ≈12.023m 即公称直径DN ＝i D ＝1700 mm ，筒体长度L=4680mm ；误差为：%002.0=-=逻逻实V V V x选取的椭圆形封头为： 公称直径DN/mm 总深度H/mm内表面积A/m 2容积Ｖ封头/m 3 1700 4503.2662 0.69992、物料的物理特性及化学特性，物料的储存方式常温压力储存 温度 ℃ -20 20 40 50 饱和蒸汽压Bar 0.82 5.65 10.27 13.03 饱和液密度1.5281.406 1.3421.307表2—液氯物理性质3．压力容器类别确定由于常温压力容器其容器内的物料温度随季节温度变化，工作压力为相应温度下的饱和蒸汽压，工作压力Pw 取液氯t=50℃时的饱和蒸汽压（表压），查表得：液氯50℃时的饱和蒸汽压为13.03Bar （绝压），则Pw=（13.03-0.10）Bar=1.203 MPa ≈1.2 MPa ,ρ =1307kg/ m 3在有安全阀的情况下:Pc=(1.05～1.10)Pw=（1.26～1.32）MPa,开启压力取1.3 MPa ，设计压力不低于开启压力，则取Pc=P=1.4MPa 由于MPa Pc MPa 6.11.0≤≤，所以此容器属于低压容器，又由于介质为高度危害，根据压力容器分类图—第一组介质查得此类容器属于第二类容器。

课程设计说明书设计题目：压力容器课程设计3）液氯储罐的设计（40m学院、系：机电工程系专业班级：过控0901学号：学生姓名：指导教师：成绩：2011 年10 月15 日目录第一章．《过程设备课程设计》指导书 (2)一．课程设计的性质、目的与任务 (2)二．程设计的主要内容与要求 (2)三、课程设计教学的基本要求 (2)四、课程设计进度与时间安排 (3)五、课程设计考核 (4)第二章、课程设计任务书 (5)第三章、设计计算说明书正文 (6)3.1. 储存物料性质 (6)3.1.1 物料的物理及化学特性 (6)3.1.2 物料储存方式 (6)3.2. 压力容器类别的确定 (6)3.3.液氯储罐构形的设计计算 (6)3.3.1 储罐筒体公称直径和筒体长度的设计 (6)3.3.2 封头结构型式尺寸的确定 (7)3.3.3 物料进出口管及人孔等各种管口的布置 (7)3.4.壳体厚度设计及其校核 (8)3.4.1 设计温度T 和设计压力P 的确定 (8)3.4.2 壳体材料的选择 (8)3.4.3 壳体A/B 类焊接接头的设计 (8)3.4.4 壳体厚度设计及其校核 (8)3.4.5 封头厚度设计及其校核 (9)3.4.6 压力试验种类和试验压力的确定 (9)3.4.7 压力试验校核 (10)3.4.8 卧式容器的应力校核 (10)3.4.8.1 液氯储罐的质量计算 (10)3.4.8.2 正常操作和液压试验时跨中截面处的弯矩 (12)3.4.8.3 液氯储罐的应力校核 (12)3.5 零部件设计 (13)3.5.1 支座的设计 (13)3.5.2 人孔的设计及补强圈的计算 (14)3.5.2.1 人孔设计 (14)3.5.2.2 补强圈计算 (14)3.5.3 接口管的设计 (16)3.5.4. 液位计的设计 (17)3.5.4.1 液位计选型 (17)3.5.4.2 液位计接口设计 (17)3.5.5 法兰选择 (18)3.5.5. C/D 类焊接接头设计 (19)第四章、参考文献 (20)第五章、结束语 (21)第一章．《过程设备课程设计》指导书适用专业：过程装备与控制工程教学周数：2 周分数：2 分一．课程设计的性质、目的与任务按过程装备与控制工程专业教学计划要求，在学完专业核心课《过程设备设计》后，进行《过程设备课程设计》教学环节，其主要目的是使学生在学习过程设备设计的基础上，进行一次工程设计训练，培养学生解决工程实际问题的能力。

课程设计任务书设计条件表序号项目数值单位备注1 最高工作压力Mpa 由介质温度确定2 工作温度-20~453 公称容积304 装量系数0.95 工作介质液氯6 使用地点太原市,室内管口条件:液氯进口管DN50;液氯出口管DN50;空气进口管DN50;空气出口管DN50;安全阀接口DN50;压力表接口DN25.液位计接口人孔按需设置。

绪论(一)设计任务:综合运用所学的专业课知识,设计一个第一类压力容器中的高度危险性内压容器??液氯储罐。

(二)设计思想:综合运用所学的专业课知识,以《课程设计指导书》为根,以《过程装备基础》为本,结合所学的专业课知识,对储罐进行设计。

在设计过程中综合考虑了经济效益,适用性,安全可靠性。

各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准。

材料及结构的选择与论证一材料选择纯液氯是高危害性的介质,但其腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,有因为使用温度为,根据《课程设计指导书》中钢板的使用条件,应选用Q245R或Q345R。

常用的有20R和16MnR两种。

如果纯粹从技术角度看,建议选用20R类的低碳钢板, 16MnR钢板的价格虽比20R贵,但在制造费用方面,同等重量设备的计价,16MnR钢板为比较经济。

所以在此选择16MnR钢板作为制造筒体和封头材料。

(二)结构选择与论证(1)封头的选择从受力与制造方面分析来看,球形封头是最理想的结构形式。

但缺点是深度大,冲压较为困难;椭圆封头浓度比半球形封头小得多,易于冲压成型,是目前中低压容器中应用较多的封头之一。

平板封头因直径各厚度都较大,加工与焊接方面都要遇到不少困难。

从钢材耗用量来年:球形封头用材最少,比椭圆开封头节约,平板封头用材最多。

因此,从强度、结构和制造方面综合考虑,采用椭圆形封头最为合理。

(2)人孔的选择压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。

人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。

一般人孔有两个手柄。

本次设计在综合考虑公称压力、公称直径工作温度以及人孔的结构和材料等诸方面因素的情况下,选用回转盖带颈对焊法兰人孔。

一、 绪论1、任务说明设计一个容积为153m 的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。

2、液氯的性质分子量 70.91黄绿色有刺激性气味的气体。

密度：相对密度(水=1)1.47；相对密度(空气=1)2.48； 稳定性：稳定； 危险标记：6(有毒气体)；在工业上，液氯是一种很有用的化学物质。

氯可用于造纸、纺织工业的漂白；用作水和废水的消毒、杀菌剂；且可用于制造无机、有机氯化物，如：金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。

但由于液氯属高毒性，是一种强烈的刺激性气体。

它对人体、环境都有很强的危害，因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。

设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。

而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化气体的体积会因温度的改变而变化，所以必须严格控制储罐的充装量（指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。

目前我国普遍采用常温压力贮罐一般有两种形式：球形贮罐和圆筒形贮罐。

因为圆筒形贮罐加工制造安装简单，安装费用少， 但金属耗量大占地面积大， 所以在总贮量小于5003m ，单罐容积小于1003m 时选用卧式贮罐比较经济。

1二、 设计参数的确定表1：设计参数表1、设计压力为压力容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，通常可取最高工作压力的1.05~1.1倍。

经过查 我们取设计压力为1.62Mpa 。

2、设计温度设计温度也是压力容器的设计载荷条件之一，指容器在正常工作情况下，设定元件的金属温度。

当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0℃时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。