第二章 压力容器的结构

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第二章、压力容器的一般结构,第一节、压力容器的基本构成,第二节、圆筒体结构,第三节、封头,第四节、法兰连接结构,第五节、支座,第一节 压力容器的基本构成,一、压力容器结构概述,1,、,压力容器一般是由筒体（又称壳体）、封头（又称端盖）、法兰、接管、人孔、支座、密封元件、安全附件等组成。它们统称为过程设备零部件，这些零部件大都有标准。其,典型过程设备,有换热器、反应器、塔式容器、储存容器等。,浮头式换热器,反应器结构示意,板式塔的结构示意图,球形容器结构示意图,储存容器结构示意图,固定管板式换热器,U,形管式换热器,釜式重沸器,第二节 圆筒体结构,1.,圆筒体,：,由,一节或几节筒节,构成，是最普遍使用的一种，其形状特点是,：一般都是圆柱形，轴对称，应力分布均匀，承载能力较高，易于制造，便于内建的设置与装拆。,2.,圆,筒体,的公称直径,：,（,1,）,圆筒体的直径较大时，用钢板在卷板机先卷成圆筒，然后焊接而成。,对于用钢板卷焊的筒体，用筒体的内径作为它的公称直径，其系列尺寸有,300,、,400,、,500,、,600.,等；,（,2,）,圆筒体的,直径较小时，,可用无缝钢管制作；,如果筒体是用无缝钢管制作的，用钢管的外径作为筒体的公称直径。,第三节 封头,一、凸形封头,1.,半球形封头,:,半球形封头由球壳的一半作成。,与其他形状的封头相比，封头壳壁在压力作用下产生的应力最小， 因此它所需要的壁厚最薄，用材比较节省。但半球形封头深度大、制造比较困难，,第三节 封头,2.,碟形封头：,碟形封头是由三部分组成。第一部分是以半径为,R,i,的球面部分，第二部分是以半径为,D,i,/2,的圆筒形部分，第三部分是连接这两部分的过渡区，其曲率半径为,r,。,R,i,与,r,均以内表面为基准。,第三节 封头,3.,椭圆形封头：,椭圆形封头纵剖面的曲线部分是半个椭圆形，直边段高度为,h,，因此椭圆形封头是由半个椭球和一个高度为,h,的圆筒形筒节构成，,DN/2,（,H-h,）,=2,为标准椭圆形封头。直边段是为了使焊缝避开边缘应力区。,第三节 封头,4.,球冠形封头,:,球冠形封头可用作端封头，也可以用作容器中两独立受压室的中间封头，由于封头为一球面且无过渡区，在连接边缘有较大边缘应力，要求封头与筒体联接处的,T,形接头采用全焊透结构。在任何情况下，与球冠形封头连接的圆筒厚度应不小于封头厚度。否则，应在封头与圆筒间设置加强段过渡连接。圆筒加强段的厚度应与封头等厚,.,第三节 封头,二、锥形封头,1.,带,折边锥形封头：,带折边的锥形封头由三部分组成，即锥形部分、半径为,r,的圆弧过渡部分和圆筒部分。过渡部分是为了降低边缘应力，而直边部分是为了避免边缘应力叠加在封头和筒体的连接焊缝上。,第三节 封头,2.,无折边锥形封头：,就只是一段圆锥体。由于椎体与筒体直接连接，连接处壳体形状突变而形成不连续状态，产生较大的局部应力，这一应力的大小取决于锥体半顶角,的大小，,角越大应力越大；反之则小。,第四节 法兰连接结构,1.,法兰连接结构：,法兰就是连接管道与容器端部的圆环，上面开有若干螺栓孔。法兰的密封原理是：在一对相组配的法兰之间装有垫片，通过拧紧螺栓把两片法兰连在一起并压紧垫片，使垫片表面产生塑性变形，从而阻塞了容器内介质向外流的通道，起到密封作用。,法兰与密封垫、紧固件合为一个结构整体，属可拆结构，其基本功能是连接与密封。,2.,法兰形式：,以密封压紧面型式分为,:,a.,平面法兰,面具有结构简单，加工方便，且便于进行防腐衬里等的优点，由于这种密封面和垫片的接触面积较大，如预紧不当，垫片易被挤出密封面。也不宜压紧，密封性能较差，适用于压力不高的场合，一般使用在,PN2.5MPa,的压力下。,b.,凹凸面法兰,-,相配的两个法兰结合面是一个凹面和一个凸面。安装时易于对中，能有效地防止垫片被挤出密封面，密封效果优于平面密封。,c.,榫槽面法兰,相配的两个法兰结合面是一个榫面和一个槽面。密封面更窄。由于受槽面的阻挡，垫片不会被挤出压紧面，且少受介质的冲刷和腐蚀。安装时易于对中，垫片受力均匀，密封可靠，适用于易燃、易爆和有毒介质的运用。只是由于垫片很窄，更换时较为困难。,第五节 支座,支座是用来支承容器重量和用来固定容器的位置。,1.,立式容器支座：耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座,2.,卧式容器支座：多使用鞍式支座。,第五节 支座,（,1,）,耳式支座，,一般由两块筋板及一块底板焊接而成。耳座的优点是简单、轻便；缺点是对器壁易产生较大的局部应力。,适用于,公称直径不大于,4000mm,的立式圆筒形容器。支座数量一般应采用,四个均布,，容器直径小于等于,700mm,时,支座数量允许采用,2,个,。,第五节 支座,2.,支承式支座：,由数块钢板焊接成（,A,型，下图）也可以用钢管制作（,B,型）。,支承式支座适用于下列条件的钢制立式圆筒形容器：, 公称直径,DN8004000mm,；, 圆筒长度,L,与公称直径,DN,之比,L/DN5,；, 容器总高度,HO10m,。,支承式支座型式分为,A,、,B,型两类。,第五节 支座,3.,腿式支座,：是将角钢或钢管直接焊在筒体上或筒体的加强板上。下图是焊在加强板上的支腿（,A,型）。,腿式支座适用于安装在刚性基础，且符合下列条件的容器：, 公称直径,DN4001600mm,；, 圆筒长度,L,与公称直径,DN,之比,L/DN5;,容器总高度,H15000m,。,第五节 支座,4.,裙式支座,:,适用于高大型或重型立式容器的支承。裙式支座型式有,圆筒形,和,圆锥形,两种形式，通常采用圆筒型裙座。圆锥形裙座一般用于以下情况： 塔径,D1000m,，且,H/D30,或,D1000m,，且,H/D25,； 基本风压,q0.5KN/m2,或地震烈度,8,度时。圆锥形裙座的半锥角,15,。,裙座上须开孔：,排气孔,裙座顶部须开设,80100,的排气孔，以排放可能聚结在裙座与封头死区的有害气体。对于有人孔的矮裙座或者顶部在封头拼接焊缝处开有缺口的可以不开设排气孔。,排液孔,裙座底部须开设,80100,的排液孔，一般孔径,50,，中心高,50mm,的长圆孔。,人孔，,裙 座上须开设人孔，以方便检修；人孔一般为圆形，当截面削弱受到限制或为方便拆卸塔底附件（如接管等），可开长圆孔。,引出管通道孔,第五节 支座,5.,鞍式支座,鞍式支座是由底板、腹板、筋板和垫板组焊而成。它适用于双支点支承的钢制卧式容器的支座。,