的液氯储罐课程设计说明书 - 图文

一、 绪论

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

1、任务说明

设计一个容积为15

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500卧式贮罐比较经济。

，单罐容积小于100

时选用

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二、 设计参数的确定

单 位 备 注 液氯储罐 液氯储存站 MPa 由介质温度确定 ℃ 3 M MM 液氯<高度危害） 室内 液氯 100%无损检测 表1：设计参数表 序号 项 目 数 值 1 名 称 2 用 途 3 最高工作压力 1.414 4 工作温度 -20～45 5 公称容积 0.9 8 工作介质 9 使用地点 10 工作介质11 其它要求 1、 设计压力 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。所以设计温度选择为50℃。

3、主要元件材料的选择

筒体材料的选择：

根据液氯的特性，查GB150-1998选择16MnR。16MnR是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大<钢管材料的选择：

根据JB/T4731,钢管的材料选用20号钢，其许用应力

）的压力容器。50℃时的许用应力

,钢板标准GB6645。

三、

1、

压力容器结构设计

有标准选择，而它的长度L可以根据容积要求来决定。

(1+5%> 取 L/D=4 m。

筒体和封头

筒体的公称直径根据公式 将L/D=4代入得：圆整后，

采用标准椭圆封头，查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径

，封头深度H=450mm，容积为0.6999

根据

。

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得,圆整得mm

在3~6之间

所以计算容积为15.6998计算压力

：

,

故液柱静压力可以忽略，即

该容器需100%探伤，所以取其焊接系数为

。

，工作容积为15.69980.9=14.13

液柱静压力:

由中径公式可得筒体的计算厚度7.925mm，钢板厚度负偏差，腐蚀余量

，故筒体的名义厚度为。

由椭圆厚度计算公式可得

腐蚀裕度有效厚度

，钢板负偏差，圆整后取名义厚度

2、 接管、法兰、垫片和螺栓的选择

液氯储罐要开设液氯进口管、安全阀口、人孔、空气进口管、空气出口管、压力表接口、液位计接口、液氯出口管，并根据各接口的大小选择相对应的法兰及垫片。

表2：接管法兰数据表 公称直径 钢管外径 法兰外径 法兰厚度 垫片 D2 D3 D4 T T1 液氯进口 50 57 165 20 66 84 107 4.5 3 管 安全阀 100 108 235 24 120 140 168 4.5 3 人孔 400 426 620 38 446 478 514 4.5 3空气进口 50 57 165 20 66 84 107 4.5 3 管空气出口 50 57 165 20 66 84 107 4.5 3 管压力表接 10 14 90 14 24 36 46 4.5 3 口液位计接 32 38 140 18 49 65 82 4.5 34 / 23

口液氯出口 50 57 165 20 66 84 107 4.5 3 管 跟据管口公称直径选择相应的法兰，2.5MPa时选用带颈对焊法兰，主要参数如下：

表3：法兰数据表

钢管连接尺寸 法兰颈 外径 法兰法兰公称B 法兰外螺栓孔中螺栓螺栓孔螺纹N S H R 厚度高度通径 径D 心圆直径孔直数量n Th C H B K 径L 10 32 50 100 14 38 57 108 90 140 165 235 60 100 125 190 14181822 4 4 4 8 M12M16M16M20 14 28 2.3 318 56 3.6 620 74 4 824 134 6.3 12 3556 354248653、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。 补强设计方法判别

按HG/T 21518-2005,选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔。 开孔直径

采用等面积法进行开孔补强计算。 接管材料选用20号钢，其许用应力根据GB150-1998，

其中：壳体开孔处的计算厚度接管的有效厚度

强度削弱系数

所以开孔所需补强面积为有效补强范围 有效宽度B的确定 按GB150中式8-7，得：

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有效高度的确定 (1）外侧有效高度根据GB150，得：

的确定

(2）内侧有效高度

的确定

根据GB150-1998，得：

有效补强面积

根据GB150，分别计算如下：

筒体多余面积接管的多余面积 接管厚度：

焊缝金属截面积 焊角取6.0mm

补强面积

因为

所需另行补强面积：

，所以开孔需另行补强

补强圈设计：根据DN400取补强圈外径D’=680mm 。因为B>D’，所以在有效补强范围。补强圈内径d’=428mm 补强圈厚度：

圆整取名义厚度为18mm

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