压力容器基础知识和设计2014课件.ppt

八、制冷装置用压力容器设计 《制冷装置用压力容器》（NB/T 47012—2010） 卧式容器、换热器 液氨介质（附录C资料性目录） （1）符合GB536液体无水氨要求。（氨含量：优等品99.9%一等品99.8%，合格品99.6%；控制残留物含量、水分、油含量、铁含量） （2）液氨沸点在- 33.4℃；是压缩性液化有毒气体；有非常重的刺激性气味，在5-10ppm的浓度下人可以直接吸入。 （3）在一定压力下为无色液体，有腐蚀性，且容易挥发，具有高压、易燃、易爆的特性。 二、卧式容器的设计（钢制卧式容器JB/T4731-2005） 1、基本要求： 适用于设计压力不大于35MPa，在均布载荷作用下，由两个对称的鞍式支座支承的常压及受压卧式容器，它不适用于： 直接火焰加热及受核辐射作用的卧式容器； 经常搬运的卧式容器； 带夹套的卧式容器； 作疲劳分析的卧式容器： 卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外压)确定壁厚，再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校核轴向、剪切、周向应力及稳定性， 卧式容器设计还包括支座位置的确定及支座本身的设计。 载荷： 对载荷的讨论： （a）.长期载荷 设计压力——内压、外压； 液体静压力； 容器质量载荷——自身质量，容器所容纳的物料质量，保温层、梯子平台、接管等附件质量载荷。 (b).短期载荷 风载、地震载荷(一般取地震载荷)，水压试验充水重。 关于风载荷的考虑：卧式容器高度较低，风载荷与地震载荷相比较小。另外，卧式容器支座在轴线方向的承载能力远小于垂直轴线方向的承载能力，故仅校核鞍座轴线方向的外载荷。而卧式容器在筒体轴线方向的风载荷一般小于垂直轴线方向的风载荷，故本标准对风载荷予以忽略。但对于平坦，开阔且风载荷较大的地方，对垂直卧式容器筒体方向的风载荷引起的的地脚螺栓载荷应考虑予以校核。 (c).附加载荷 在JB/T 4731的附录A中增加有卧式容器上的附加载荷。这是考虑卧式容器上设有立式设备，如换热器、精馏柱、除氧头、液下泵、搅抖器等附属设备(高度均小于10m)时，它对卧式容器圆筒体产生附加弯矩及支座反力。实质上，附加载荷也是一种长期载荷。 材料： 鞍座，焊在受压壳体上的重要内件，加强圈等非受压元件用钢应符合下列表中规定；鞍座垫板材料应与壳体材料相同；地脚螺栓宜选用符合GB/T700规定的Q235或符合GB/T1591规定的Q345。如采用其他碳素钢，则ns=1.6; 如采用其他低合金钢，则ns≥2.0。 卧式容器支座采用JB/T4712标准鞍座时，在满足JB/T4712所规定的条件时，可免去对鞍座的强度校核；否则进行强度校核。 使用温度℃ 选用材料 许用应力[σ]sa Mpa 0~250 Q235-B 147 -20~250 Q345 170 ≤-20 16MnR 2、对鞍式支座的要求： 卧式容器的支座大多为鞍式支座，三鞍座，很少使用圈座。 JB/T 4731主要对双鞍座对称布置情况作了规定。 卧式容器支座采用鞍座时，无论双、三或多鞍座，都必须只有一个为固定支座，其余为滑动支座，以减少圆筒体因热胀、冷缩或圆筒体及物料质量引起的对支座产生的附加载荷。 对双鞍座，固定端多选在容器接管较大、较多的一侧。对三鞍座，固定端选在中间支座以减少滑动端的位移量。 滑动端支座下的基础面应埋设钢平板，对伸缩频率较高的可在鞍座底板与基础面平板间设滚动柱。 采用混凝土鞍座时，容器支座区应焊有衬板，并用定位板限制容器的转动：容器支座区的衬板或鞍座加强板与圆筒体焊接时，应采用连续焊，但在最低处，在板的两侧需留有50mm长不焊。 卧式容器的鞍座间距： 将卧式容器当作受均布载荷的双支点的外伸简支梁； a)增大A值有利于降低圆筒中间处的轴向应力，当A=0.207L时，支座与圆筒中间处的弯矩相等； b) A≤0.5Ra时，鞍座邻近封头，可降低鞍座截面处圆筒轴向应力、鞍座边角处和鞍座加强板边缘处的周向应力（消除扁塌现象）； 卧式容器鞍座的最佳位置，首先必须满足A≤0.2L，其次尽量使A≤0.5Ra。 底板长圆孔的布置： 对双鞍座，固定端多选在容器接管较大、较多的一侧；长圆孔的布置要容器圆筒的金属壁温和鞍座间距考虑热膨量确定。 三、换热器设计（GB151-1999管壳式换热器） 换热器是在不同温度物料之间进行热量传递的设备，其主要作用是维持或改变物料的工作温度和相态，满足工艺操作要求，提高过程能量利用效率进行余热回收。 换热器广泛地应用在工农业各个领域，在炼油、化工装置中换热器占总设备量和设备投资的40％左右。在换热器设备中，管壳式换热器又是应用最为广泛，使用量最大的换热器型式。 1、基本要求： 适用参数范围：（超出也可参照进行设计和制造） 标准 DN（ mm） PN（MPa）