25M3液氯储罐设计(2)

西南科技大学城市学院

目录

绪论

第一章 工艺设计

1.1存储量????????????????????????7 1.2设备的选型及轮廓尺寸?????????????????7 第二章 机械设计 2.1结构设计

2.1.1筒体及封头设计

材料的选择?????????????????????9 筒体壁厚的设计计算?????????????????9 封头壁厚的设计计算?????????????????10 2.1.2接管及接管法兰设计

接管尺寸选择????????????????????10 管口表及连接标准??????????????????10 接管法兰的选择 ??????????????????11 垫片的选择 ????????????????????12 紧固件的选择 ???????????????????13 2.1.3人孔的结构设计

密封面的选择 ???????????????????14 人孔的设计 ????????????????????14

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西南科技大学城市学院 2.1.4 核算开孔补强 ??????????????????15 2.1.5支座的设计 ????????????????????17

支座的选择 ?????????????????????17 支座的位置 ????????????????????18 2.1.6液面计及安全阀选择 ????????????????19 2.1.7总体布局 ?????????????????????19 2.1.8焊接接头设计 ???????????????????19 第三章 强度计算与校核 ????????????????21 3.1 筒体的计算与核核 ???????????????????22 3.2 封头的计算与校核 ???????????????????23 3.3 鞍座的计算与校核 ???????????????????25 3.4 接管的计算与校核 ???????????????????32 结论 ??????????????????????????40 参考文献 ????????????????????????41

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绪论

1、任务说明

设计一个容积为25m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（Cl2）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）。在总贮量小于500m，单罐容积小于100m时选用卧式贮罐比较经济。

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第一章工艺设计

1.1 存储量

盛装液化气体的压力容器设计存储量

W??V?t

式中：W——储存量，t； ?——装载系数； V——压力容器容积；

?t——设计温度下的饱和溶液的密度，根据设计条件W??V?t=0.9?25?1.314ttm3；

?29.565t

1.2设备的选型及轮廓尺寸

πDL?25m粗略计算内径： 4

23i一般D得

L?3—6L ，取

D?4

Di?1996.5mm，圆整得：

Di?2000mm选用EHA椭圆封头，查《EHA椭圆形封头内表面积及容积表》可得：深度内表面积A?4.4930m2B?525mm，

V?1.1257m，容积

封23i封3

V?V?2V?根据

g筒封?4DL?2V?25m

L?V?2Vg封?D4筒2?7241mm，圆整得:L?7300mm

iV?V?2V?计封?4DL?2V?2i封?4?2.0?7.3?2?1.1257?25.185m23

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西南科技大学城市学院 误差

工V?V?100%?0.74%V计gg

3V??V?0.9?25.185?22.6665m计

所以，筒体的公称直径

D?2000mm,长度L?7300mm

i第二章 机械设计

2.1 结构设计

2.1.1筒体及封头设计

?.材料的选择

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

?20～45。C，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。 ?.筒体壁厚设计计算 I.设计压力

液氯储罐的工作温度-20℃——45℃，故选取设计温度t=50℃，由《压力容器介

【1】

质手册》查的，该温度下的绝对饱和蒸汽压为1.432MPa。在本次设计中的液氯储罐上装有安全阀，通常认为设计压力为工作压力的1.05——1.10倍，所以设计压力

p?1.1??1.432?0.1??1.466MPaII.液柱静压力

【1】

。公称压力选2.5MPa。

31314kg/m由《某些无机物重要物理性质表》查的，液氯的密度为，内径

D?2000mm由《各地区重力加速度表》查的太原地区的g?9.79684m/s2，则根据

i公式

p静??gDi可得P静c?0.026MPa

III.计算压力

静p

P?1.8%?5%p?p?1.466MPaP因为，所以可忽略静压力的影响。即c

t???IV.设计温度下材料的许用应力

16mm，由《材料许用应力表》可得t为?20～45C，假设筒体厚度为6～

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