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液氯卧式储罐设计

辽宁工业大学课程设计（论文）计算说明书

目录

TOC\o1-3\h\u第1章绪论 1

第2章工艺设计 4

2.1储罐存储量 4

2.2储罐设备的选型 4

第3章结构设计 7

3.1筒体及封头设计 7

3.1.1材料的选择 7

3.1.2筒体壁厚设计 7

3.1.3封头壁厚设计 8

3.2接管的选取 8

3.3法兰的选取 10

3.4垫片的选取 11

3.5螺栓的选取 13

3.6人孔的选取 14

3.6.1人孔的结构设计 14

3.6.2核算开孔补强 16

3.7安全阀、液位计和压力表的选取 18

3.8容器支座的设计 21

3.8.1支座的选择 21

3.8.2鞍座位置的确定 23

3.9总体布局 24

第4章强度计算 26

4.1弯矩和剪力的计算 26

4.2圆筒轴向应力计算及校核 29

4.2.1圆筒轴向应力计算 29

4.2.2圆筒轴向应力校核 29

4.3圆筒和封头切应力计算及校核 29

4.4鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 30

第5章焊接结构设计 35

5.1焊接接头设计 35

5.2焊条的选择 37

设计心得 37

参考文献 39

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第2章工艺设计

2.1储罐存储量

盛装液氯的储罐设计存储量

式中：W存储量，t；

φ装量系数；

V储罐容积，m3；

ρt设计温度下的饱和溶液的密度，t/m3。

由《某些无机物重要物理性质表》查得，液氯的密度为1314kg/m3。

根据设计条件

2.2储罐设备的选型

目前我国普遍采用常温压力储罐一般有两种形式，球形储罐和圆筒型储罐。因为圆筒形储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，所以在总储量小于500m3，单罐容积小于100m3时，选用卧式储罐比较经济。

粗略计算储罐的内径：=25m3

一般=3～6，取=4，

得mm，圆整为2000mm。

就力学性能而言，半球形封头效果较好，但是冲压工艺较难，不易成型。

根据GB/T25198-2010《\t/q/_blank储罐封头》选用EHA椭圆形封头，公称直径=2000mm，总深度H=525mm，内表面积A=4.493m，容积V=1.1257m3。

图2.1椭圆形封头

储罐体积V=

则，圆整得L=7800mm。

符合设计要求

＞5%符合设计要求

综上所述，筒体的公称直径为=2000mm，长度L=7800mm。

第3章结构设计

3.1筒体及封头设计

3.1.1材料的选择

考虑液氯的特性以及材料的综合机械性能和使用的经济性，根据《过程设备设计》选择Q345R作为制造筒体和封头的材料。Q345R为储罐专用钢板，50℃时的许用应力（=6～16mm）。

3.1.2筒体壁厚设计

（1）设计压力P

液氯储罐的工作温度-10℃～50℃，故取设计温度t=50℃。由《储罐介质手册》查得该温度下的绝对饱和蒸气压为1.401MPa。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1.05～1.1倍，所以设计压力P=1.1×（1.401－0.1）=1.432MPa。

（2）液柱静压力

计算压力

＜5%，

可忽略液柱静压力影响，所以=P=1.432MPa。

焊接接头系数

本次液氯储罐的设计采用双面焊对接接头，100%无损检测，焊接接头系数取1。

筒体计算厚度

取厚度负偏差，腐蚀裕度；

设计厚度

查《钢材标准规格》，将其圆整为12mm；

即名义厚度，有效厚度。

检查：在6～16mm范围，故名义厚度取12mm合适。

水压试验

水压试验时，液体的温度不低于5℃，取20℃；

Q345R：MPa，MPa。

MPa

水压试验时应力：MPa

水压试验许用应力：MPa

＜故筒体满足水压试验要求。

3.1.3封头壁厚设计

标准椭圆形封头形状系数k=1。

取厚度负偏差，腐蚀裕度；

设计厚度

查《钢材标准规格》，将其圆整为12mm与筒体相等；

即名义厚度，有效厚度。

检查：在6～16mm范围，故名义厚度取12mm合适。

3.2接管的选取

液氯储罐应设置物料进口，物料出口，安全阀口，排污口，进气口，放气口，液位计口，压力表口，人孔。根据MPa查《无