课程设计--卧式储罐工艺设计

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1、 1 1. 卧式储罐结构简介卧式储罐结构简介 液氮低温储罐是广泛应用于空分系统中的产品储罐，由于其特殊的工作环境，工作 温度为-196，致使其结构及材料的应用必须满足超低温的要求，工业生产中具有特定 的工艺功能并承受一定压力的设备，称压力容器。设计温度为-20以下的压力容器被 称为低温压力容器，对于低温压力容器首先要选用合适的材料，材料在使用温度下应具 有良好的韧性。致使低于-196时可选用奥氏体不锈钢。罐体分内罐，外罐两层，因此 内罐材质选用不锈钢为 0Cr18Ni9，外罐材质选用碳钢为 Q235-B。内外罐中间填充绝热 材料，即内筒壁与外筒壁之间用珠光砂填充绝热。本储罐结构示意图见图 1.

2、1。 图 1.1 卧式储罐结构示意图 2 表 1.1 设计数据 序 号 项目 数值 1 数值 2 单位 1 名称 20m3液氮卧式储罐 2 筒体材料 内胆：16MnDR 外胆：Q-235B 3 设计压力 0.88 MPa 4 设计温度 内胆：-196 外胆：室温 C 5 公称直径 2200 mm 6 公称容积 20 m3 7 充装系数 0.9 8 工作介质 液氮 9 其他要求 100%无损检测 依据表 1.1 设计参数得出卧式储罐结构尺寸见表 1.2。 表 1.2 卧式储罐结构 尺寸 (单位：mm) 项目 直径 高 筒体长 筒体壁厚 封头壁厚 材质 内筒 2200 15270 5000 8 8

3、 0Cr18Ni9 外筒 2300 16941 7136 10 10 Q235-B 封头即是容器的端盖。根据形状的不同，分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和 平板封头等结构形式。本储罐选择椭圆形封头，其内胆封头与外胆封头尺寸见表 1.3。 表 1.3 EHA 椭圆形封头内表面积、容积 封头类别 公称直径 DN /mm 曲面高 hi/mm 直边高度 h/mm 总深度H /mm 内表面积 A/ 2 m 容积 V 封 / 3 m 内封头 2200 550 40 590 5.5229 1.5459 外封头 2300 575 40 615 6.0233 1.7588 储罐还有人孔、支座以及各种接管组成。

4、接管主要设有排污管、安全阀、压力表、 温度计、进料口和出料口等。 根据 HG/T21517-2005 回转盖带颈平焊法兰人孔，查表 3-3，选用凹凸面型，其明细 尺寸见表 1.4。 3 表 1.4 人孔尺寸表 单位：mm 序号 名称 数值 序号 名称 数值 1 公称压力 PN=1.0MPa 11 D1 620 2 公称直径 DN=500 12 D 670 3 螺栓尺寸 M24 100 13 H1 250 4 螺母数量 20 14 H2 103 5 螺栓数量 20 15 A 365 6 总质量 147Kg 16 d 24 7 b1 23 17 b 28 8 b2 28 18 L 250 9 B

5、175 19 dw s 530 8 10 d0 24 20 4 查 JB4712.1-2007 容器支座 ， 选取轻型， 焊制为 B,包角为 120 ， 有垫板的鞍座。 设计鞍座结构尺寸如下表 1.5。 表 1.5 鞍式支座结构尺寸 单位 mm 序 号 名称 数值 1 数值 2 数值 3 1 垫板弧长 2680 2 公称直径 DN=2300 3 允许载荷 Q=410Kg 4 鞍座高度 h=250 5 底板 l1=1660 b1=240 1=14 6 筋板 b2=240 7 筋板 l3=255 b3=290 3=14 8 垫板 e=100 b4=500 4=10 9 10 11 12 螺栓间距

6、螺孔/孔长 鞍座质量 腹板 l2=1460 D/l=24/40 215Kg 2=14 接管的材料为 0Cr18Ni9，长度根据实际情况选择，查得接口管口参数见表 1.6。 表 1.6 接口管口表 符号 公称尺寸（mm） 连接尺寸（mm） 用途或名称 a 500 5308 人孔 b 20 253.5 压力表口 c 20 253.5 温度计口 d 40 454 排空口 e 65 766 安全阀口 f 65 766 液料进口 g 65 766 排污口 h 65 766 液料出口 5 查 HG/T 20592-2009钢制管法兰中表 8.2.2-2 PN10 带颈对焊焊钢制管法兰，选 取各管口公称直径，查得各法兰的尺寸见表 1.7。 表 1.7 法兰表 管口名称 公称直 径DN （mm） 钢管外 径A1 （mm） 法兰外径 D（mm） 螺孔中心圆 直径K（mm） 螺孔直 径L （mm） 螺孔数 量