过程装备基础课程设计-氢气储罐的设计

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1、设计（论文）专用纸目录1方案确定………………………………………………………………31.1确定筒体型式…………………………………………………………………31.2确定封头型式…………………………………………………………………41.3确定支承型式…………………………………………………………………51.4选择主要材料…………………………………………………………………52工艺设计………………………………………………………………72.1确定容器的公称直径、筒体长度……………………………………………72.2确

2、定各工艺接管………………………………………………………………73结构设计………………………………………………………………83.1接管位置确定…………………………………………………………………83.2选择人孔………………………………………………………………………93.3选择安全阀……………………………………………………………………94强度设计………………………………………………………………114.1确定设计参数…………………………………………………………………114.2确定筒体壁厚……………………

3、……………………………………………114.3确定封头壁厚…………………………………………………………………134.4压力试验及强度效核…………………………………………………………144.5开孔补强计算…………………………………………………………………154.6支座选型及校核………………………………………………………………176结论……………………………………………………………………207总结与体会……………………………………………………………218谢辞…………………………………………………………

4、…………229参考文献………………………………………………………………231设计（论文）专用纸前言随着我国经济与社会的迅速发展，人民对环境治理的迫切需求及传统能源的枯竭，国家对清洁环保型能源越来越重视。化工产业接触的几乎都是危险品，因此对这些危险品的管控与贮存相当重要。以氢气为例，它是目前人类发现的清洁能源之一，但其不易生产与贮存而且是易燃物质，贮存的时候也要确保安全。因此对于氢气储罐的设计有一定要求。氢气的密度低，比容大，只有高压储运才能有效。氢气性质稳定，不容易跟其他物质发生化学反应，因此氢

5、气的腐蚀性较小。但氢气极易发生爆炸燃烧等现象，因此在储运时对环境条件要格外小心的控制。本设计完成了10m3卧式氢气储罐的设计，并对氢气储罐在设计、制造、安装、使用、维护与定期检验提出了相应的安全技术要求。设计的氢气储罐公称直径为1400mm，壁厚为6mm，筒体与封头满足水压试验强度校核，选择了500mm的人孔并对人孔的补强做了计算，计算补强圈的厚度为6mm，选择了支座类型为轻型鞍式支座。本次设计各项参数均按照相关标准决定，主要有GB150-2011《钢制压力容器》，JB/T 4736-2002《

6、补强圈》，GB9112-2010-T《钢制管法兰类型与参数》，JB/T 4712-2007《容器支座》，HG/T 21514-21535-2005《钢制人孔和手孔》等。本次设计流程为：首先进行设计参数的确定，之后结构设计，确定为卧式筒体储罐；然后进行材料选择，为Q345R；再进行设计计算、强度校核与及零部件选型；最后进行开孔补强计算、安全阀的选型与校核。23设计（论文）专用纸1、方案的确定1.1确定筒体型式根据承载压力方式分类：压力容器分为内压容器和外压容器两类，当压力容器内部介质压力大于外部压

7、力是称为内压容器，反之称为外压容器。其中内部压力小于一个绝对大气压（0.1MPa）的外压容器，又叫真空容器。    内压容器按其设计压力p的大小，又可分为四种。    低压容器（代号L）     0.1MPA≤P<1.6MPA    中压容器（代号M）     1.6MPA≤P<10MPA    高压容器（代号H）     10MPA≤P<100MPA    超高压容器（代号U）   P≥100MPA本次设计中，V=10m3储存氢气的压力容器，由于氢气压力大于大气压，且设计压力Pc=0.88MP

8、a(Pc=1.1Pw)，所以为低压容器，按照生产过程中所起的作用可选储存压力容器。（1）球形压力容器由数块弓形板拼装焊接而成，具有很好的承压性能，但其在制造中焊接工艺要求严格，制造工艺复杂，安装内件不便，因此一般多用作储罐。（2）方形和矩形容器由平板焊成，制造简单，但承压性能差，只能用作常压或者低压小型储罐。（3）圆筒形容器由圆柱形筒体和各种回转形成形封头（半球形，椭球形，蝶形，圆锥形）或平板形封头所组成。作为容器主体的的圆柱形筒体，制造容易，安装内件方便，而且承压能力较好。这类容器应用最广。综