课程设计任务书(xM3液氯储罐设计)

中北大学
课 程 设 计 说 明 书
学生姓名： 学 专 题 院： 业： 目：
学 号：
（5）M3 液氯储罐设计
指导教师： 指导教师：
职称: 职称:
2011 年 06 月 12 日

目录
第一篇、课程设计任务书 第二篇、绪论 第三篇、设计参数的确定
1、设计压力 ……………………………………………………………………6 ………………………………………………………… 2
…………………………………………………………………6
2、设计温度
…………………………………………………………7
3、主要元件材料的选择 ………………………………………………………7 第四篇、压力容器结构设计 1、筒体和封头……………………………………………………………………7 2、接管、法兰、垫片和螺栓的选择……… ………………………………8 3、补强圈的设计 4、鞍座的选型 5、焊接接头 6、人孔
……………………………………………………9 ……………………………………………… 11
………………………………………………………………12
……………………………………………………………… ……13
第五篇、容器强度的校核………………………………………………………………14 第六篇、结束语 …………………………………………………………………………28 第七篇、参考资料 ………………………………………………………………………29
1

中北大学
课程设计任务书
2010/2011 学年第 二 学期
学 专
院： 业： 学 号： （5）M3 液氯储罐设计
学 生 姓 名： 课程设计题目：
起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任：
06 月 13 日～06 月 24 日 校内
下达任务书日期:
2011 年 06 月 12 日
课 程 设 计 任 务 书
2

1．设计目的：
设计目的 1) 使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2) 掌握查阅和综合分析文献资料的能力， 进行设计方法和设计方案的可行性研究和 论证。 3) 掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算 机操作和专业软件的使用。 4) 掌握工程图纸的计算机绘图。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
1．原始数据 设计条件表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 项 名 用 称 途 1．414 -20～45 5 目 数 值 单 位 液氯储罐 液氯储存站 MPa ℃
3
备
注
最高工作压力 工作温度 公称容积（Vg） 工作压力波动情况 装量系数(φV) 工作介质 使用地点 安装与地基要求 其它要求
由介质温度确定
M 可不考虑
0.9 液氯（高度危害） 室内 液氯 100%无损检测
管口表
接管代号 g d e a h b f c 公称尺寸 DN20 DN50 DN50 DN50 DH50 DH50 DH20 DH500 连接尺寸标准 HG20595-1997 HG20595-1997 HG20595-1997 HG20595-1997 HG20595-1997 HG21524-2005 HG20595-1997 HG20595-1997 连接面形式 MFM MFM MFM MFM MFM MFM MFM MFM 用途或名称 液位计接口 空气进口管 空气出口管 液氯进口管 液氯出口管 安全阀接口 压力表接口 人 孔
课 程 设 计 任 务 书
3

2．设计内容 1）设备工艺、结构设计； 2）设备强度计算与校核； 3）技术条件编制； 4）绘制设备总装配图； 5）编制设计说明书。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
1）设计说明书： 主要内容包括：封面、设计任务书、目录、设计方案的分析和拟定、各部分结构尺 寸的设计计算和确定、设计总结、参考文献等；
2）总装配图 设计图纸应遵循国家机械制图标准和化工设备图样技术要求有关规定，图面布置要 合理，结构表达要清楚、正确，图面要整洁，文字书写采用仿宋体、内容要详尽，图纸 采用计算机绘制。
课 程 设 计 任 务 书
4

4．主要参考文献：
，中国标准出版社，1998 [1] 国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》 [2] 国家质量技术监督局， 《压力容器安全技术监察规程》 ，中国劳动社会保障出版社， 1999 《化工设备图样技术要求》 ，2000，11 [3] 全国化工设备设计技术中心站， [4] 郑津洋、董其伍、桑芝富， 《过程设备设计》 ，化学工业出版社，2001 [5] 黄振仁、魏新利， 《过程装备成套技术设计指南》 ，化学工业出版社，2002 《化工工艺设计手册》 ，化学工业出版社，1996 [6] 国家医药管理局上海医药设计院， [7] 蔡纪宁主编， 《化工设备机械基础课程设计指导书》 ，化学工业出版社，2003 年
5．设计成果形式及要求：
1）完成课程设计说明书一份； 2）草图一张（A1 图纸一张） 3）总装配图一张 (A1 图纸一张)；
6．工作计划及进度：
2011 年 06 月 13 日：布置任务、查阅资料并确定设计方法和步骤 06 月 13 日～06 月 17 日：机械设计计算（强度计算与校核）及技术条件编制 06 月 17 日～06 月 22 日：设计图纸绘制（草图和装配图） 06 月 22 日～06 月 24 日：撰写设计说明书 06 月 24 日：答辩及成绩评定
系主任审查意见：
签字： 年 月 日
绪论
1、任务说明
设计一个容积为 5m 的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质 等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储
5
3

罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用 SW6-1998 对其进行强度校核，最 后形成合理的设计方案。
2、液氯 ( Cl2 ) 的性质
分子量 70.91 黄绿色有刺激性气味的气体。密度：相对密度(水=1)1.47；相对密度(空气=1)2.48； 稳定性：稳定； 危险标记：6(有毒气体)； 在工业上，液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白；用作水和 废水的消毒、杀菌剂；且可用于制造无机、有机氯化物，如：金属氯化物、氯溶剂、染料中 间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于液氯属高毒性，是一种强烈的刺激性气体。它对 人体、环境都有很强的危害，因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。 设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材 的耗费量等等。 而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性， 液化气体的体积会因温度的改 变而变化， 所以必须严格控制储罐的充装量 （指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质 的饱和液体密度的乘积） 。目前我国普遍采用常温压力贮罐一般有两种形式：球形贮罐和圆 筒形贮罐。 因为圆筒形贮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 以在总贮量小于 500m ，单罐容积小于 100m 时选用卧式贮罐比较经济。
3 3
设计参数的确定
表 1：设计条件表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 项 目 数 值 单 位 备 注
名 用
称 途 1．414 -20～45 5
液氯储罐 液氯储存站 MPa ℃
3
最高工作压力 工作温度 公称容积（Vg） 工作压力波动情况 装量系数(φV) 工作介质 使用地点 安装与地基要求 其它要求
由介质温度确定
M 可不考虑
0.9 液氯（高度危害） 室内 液氯 100%无损检测
1、 设计压力
t = 50°C 时，根据《压力容器介质手册》可得液氯的密度是 1.314 g / cm3 ，饱和蒸汽
压 Pv = 1.4327 MPa ，大气压 Pa = 0.1MPa 。 设计压力为容器的设计载荷条件之一， 其值不得低于最高工作压力， 而最高工作压力指 容器顶部在正常工作过程中可能产生的最高表压。 装设安全阀的容器， 考虑到安全阀开启动 作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力不得低于安全阀的开启压力，通常可取最高工作压 力的 1.05--1.10 倍。
6

则设计压力 P设 =1.1× P工作 =1.1× (1.5-0.1)=1.54Mpa
2、设计温度
设计温度也是压力容器的设计载荷条件之一， 指容器在正常工作情况下， 设定元件的金 属温度。当元件金属温度不低于 0℃时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元 件金属温度低于 0℃时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为 50℃。
3、主要元件材料的选择
筒体材料的选择： 筒体材料的选择： 根据液氯的特性，查 GB150-1998 选择 16MnR。16MnR 是压力容器专用钢，适用范围：用 于 介 质 具 有 一 定 腐 蚀 性 , 壁 厚 较 大 （ ≥ 8mm ） 的 压 力 容 器 。 50 ℃ 时 的 许 用 应 力
[σ ]t = 170Mpa ,钢板标准 GB6645。
钢管材料的选择： 钢管材料的选择： 根据 JB/T4731,钢管的材料选用 20 号钢，其许用应力 [σ ]sa = 137 MPa
压力容器结构设计
1、 筒体和封头
筒体的公称直径 Di 有标准选择，而它的长度 L 可以根据容积要求来决定。 根据公式
π 2 Di L = 5m3 (1+5%) 4 将 L/D=4 代入得： Di = 1167 mm。 圆整后， Di ≈ 1200mm
取 L/D=4
采用标准椭圆封头，查标准 JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表 1，得公称直径
DN=Di =1200mm ，封头深度 H=325mm，容积为 0.2545 m3 ,内表面积 1.6552 m 2 。
根据
V
筒
+ V 封 = V g × 1.05
π 2 Di L + 0.2545 × 2 = 5 ×1.05 4
得
L
筒
= 4.192m ,圆整得 L 筒 = 4200mm
(在 3~6 之间)
L 4200 = = 3.5 Dg 1200
V
筒
=
π
4D L
g
2
筒
= 4.75m3
V
筒
+ 2V 封 = 5.269m3
所以计算容积为 4.75 m 3 ，工作容积为 5.269 × 0.9=4.7331 m 3 计算压力 Pc ：
?6 液柱静压力: P1=ρ gh = 1314 × 9.8 × 1.2 × 10 = 0.0155MPa
7

P1 / P = 0.0155 /1.54 = 1.006% < 5% , 设
故液柱静压力可以忽略，即 Pc = P = 1.54MPa 设 该容器需 100%探伤，所以取其焊接系数为 φ = 1.0 。 由中径公式 δ =
pc Di 可得筒体的计算厚度 5.46mm，钢板厚度负偏差 C1 = 0 ，腐蚀余 2[σ ]t ? pc
量 C2 = 4mm ，故筒体的名义厚度为 δ n = 10mm 。 由椭圆厚度计算公式可得 δ =
PcDi = 5.45mm 2[δ ] φ ? 0.5 Pc
t
腐蚀裕度 C2 = 4mm ，钢板负偏差 C1 = 0 ，圆整后取名义厚度 δ n = δ c + C1 + C2 = 10mm 有效厚度
δ e = δ n ? C1 -C 2 = 10 ? 4 = 6mm
接管、法兰、 2、 接管、法兰、垫片和螺栓的选择
液氯储罐要开设液氯进口管、安全阀口、人孔、空气进口管、空气出口管、 压力表接口、 液位计接口、液氯出口管，并根据各接口的大小选择相对应的法兰及垫片。 法兰： 法兰： 查 HG/T20592-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》中表 4-2 PN1.6 MPa (16bar ) 带颈对 焊钢制管法兰，选取各公称直径，查得各法兰尺寸。 法兰密封面均采用 MFM（凹凸面密封） 。 表 2：接管和法兰尺寸 ： 名称 公称 钢管外 法兰 螺栓 螺栓 螺栓孔 螺栓 Th 法兰 直径 径法兰 外径 孔中 孔直 数量 n 厚度 N DN 焊端外 D 心圆 径 L （个） C 径 直径 K 50 57B 165 125 18 4 M16 20 74 法兰颈 S 法 法兰 兰 质量 高 度 H 48 3.11
H1
R
液氯 进口 管 安全 阀接 口
2.9
8
5
50
57B
165
125
18
4
M16
20
74
2.9
8
5
48 3.11
人孔 500 空气 进口 管 空气 50
530B 57B
715 165
650 125
33 18
20 4
M 30 × 2 34 578 11 16 12 90 70.7
M16 20 74 2.9 8 5 48 3.11
50
57B
165
125
18
4
M16
20
74
2.9
8
5
48 3.11
8

出口 管 压力 表接 口 液位 计接 口 液氯 出口 管 20 25B 105 75 14 4 M12 16 40 2.3 6 4 40 1.05
20
25B
105
75
14
4
M12
16
40
2.3
6
4
40 1.05
50
57B
165
125
18
4
M16
20
74
2.9
8
5
48 3.11
垫片： 垫片： 查 HG/T20592-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》表 4.0.1 垫片的尺寸知 表 3 垫片尺寸表 公称直径 内径 D1 外径 D2 20 50 500 40 85 580 61 107 624
螺栓： 螺栓： 查 HG/T20592-1997《钢制管法兰、垫片、紧固件》知 表 4 螺栓及垫片 紧固件用平垫圈（mm） 公称直径 螺纹 螺柱长
d1
13 17 25
d2
24 30 44
h
2.5 3 4
20 50 500
M12 M16 M24
90 85 164
3、补强圈设计
根据 GB150，当设计压力小于或等于 2.5Mpa 时，在壳体上开孔，两相邻开孔中心的间 距大于两孔直径之和的 2.5 倍，且接管公称外径不大于 89mm 时，接管厚度满足要求，不另 行补强，故该储罐中有 DN=500mm 的 人孔需要补强。 补强设计方法判别 按 HG/T 21518-2005,选用水平吊盖带颈对焊法兰人孔。 开孔直径 d = d i + 2C2 = 500 + 2 × 4 = 508mm
d<
Di 1200 = = 600mm 2 2
t
采用等面积法进行开孔补强计算。 接管材料选用 20 号钢，其许用应力 [σ ] = 137MPa
9

根据 GB150-1998， A=dδ + 2δδ et (1 ? f r ) 其中：壳体开孔处的计算厚度 δ = 5.45mm 接管的有效厚度 δ et = δ nt ? C1 ? C 2 = 15 ? 4 = 11mm
[σ ]tn 137 = = 0.806 强度削弱系数 f r = [σ ]r 170
所以开孔所需补强面积为
A=dδ + 2δδ et (1 ? f r ) = 508 × 5.45+2 × 5.45 ×11× (1 ? 0.806 ) = 2791.86mm2
有效补强范围 有效宽度 B 的确定 按 GB150 中式 8-7，得： B1 = 2d = 2 × 508 = 1016mm
B2 = d + 2δ n + 2δ nt = 508 + 2 ×10 + 2 × 15 = 558mm B = max( B1 , B2 ) = 1016mm
有效高度的确定 (1）外侧有效高度 h1 的确定 根据 GB150，得：
h1 ' = d δ nt = 508 ×15 = 87.29mm h1 '' = 接管实际外伸高度 = H1 = 150mm
h1 = min(h1 ', h1 '') = 87.29mm
(2）内侧有效高度 h2 的确定 根据 GB150-1998，得：
h2 ' = d δ nt = 508 ×15 = 87.29mm
h2 '' = 0
h2 = min(h2 ', h2 '') = 0
有效补强面积 根据 GB150，分别计算如下：
Ae = A1 + A2 + A3
筒体多余面积 A1
A1 = ( B ? d )(δ e ? δ ) ? 2δ et (δ e ? δ )(1 ? f r ) = (1016 ? 508)(6 ? 5.45) ? 2 × 11× (6 ? 5.45)(1 ? 0.806) = 277.05mm 2
接管的多余面积
10

接管厚度：
δt =
PcDi 1.54 × 500 = = 2.27 mm 2[σ ] ? ? 0.5 Pc 2 ×170 × 1 ? 0.5 × 1.54
t
A2 = 2h1 (δ nt ? δ t ) f r + 2h2 (δ et ? C2 ) f r = 2 × 87.29 × (15 ? 2.27) × 0.806 + 0 = 1791.26mm 2
焊缝金属截面积 焊角取 6.0mm
1 A3 = × 62 × 2 = 36mm 2 2
补强面积
Ae = A1 + A2 + A3 = 277.05 + 1791.26 + 36 = 2104.31mm 2
2 因为 Ae < A = 2791.86 mm ，所以开孔需另行补强
所需另行补强面积： A4 = A ? Ae = 2791.86 ? 2104.32 = 687.54 mm 2 补强圈设计：根据 DN500 取补强圈外径 D2 = 840mm 。因为 B > D′ ，所以在有效补强范围。 补强圈内径 D1 = 534mm 补强圈厚度：
δ '=
4、鞍座选型 鞍座选型
A4 687.54 = = 2.25mm D '? d ' 840 ? 534
圆整取名义厚度为 4mm
鞍座结构 该卧式容器采用双鞍式支座，材料选用 Q235-B。 估算鞍座的负荷： 储罐总质量 m = m1 + 2m2 + m3 + m4
m1 ——筒体质量： m1 = π DLδ ×ρ = 3.14 × 1.2 × 4.2 × 10 × 10 ?3 × 7.85 × 103 = 1242.31kg m2 ——单个封头的质量：查标准 JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表 B.2 EHA 椭
圆形封头质量，可知， m2 = 128.3kg
m3 ——充液质量： ρ水 <ρ液氯 ，故
?π ? m3 = ρ液氯 ? V = 1314 × V = 1314 × ? × 1.22 × 4.2 + 2 × 0.2545 ? = 6910.442kg ?4 ? m4 ——附件质量：人孔质量为 303kg，其他接管质量总和估 100kg，即 m4 = 403kg
11

综上所述， m = m1 + 2m2 + m3 + m4 = 8812.352kg G=mg=86.36kN,每个鞍座承受的重量为 43.18N 由此查 JB4712.1-2007 容器支座，选取轻型，焊制为 BI,包角为 120 。，有垫板的鞍座。 查 JB4712.1-2007 得鞍座结构尺寸如下表 5： 表 5：鞍式支座结构尺寸
底板 公称 直径 DN 1200 允许载 高度 荷 h [Q]/KN 145 垫板 弧长 1410 b4 320 200 l1 880 b1 170
腹板
筋板 l3 200 b2 140 鞍座 质量 Kg 56 b2 200
δ1
11
δ2
6
δ3
6
螺栓间距 l2
δ4
6
e 55 720
增加 100mm 高度所增加 的质量 Kg 7
鞍座位置的确定 通常取尺寸 A 不超过 0.2L 值， 中国现行标准 JB 4731 钢制卧式容器》 《 规定 A≤0.2L=0.2 （L+2h） 最大不超过 0.25L.否则由于容器外伸端的作用将使支座截面处的应力过大。 ，A
由标准椭圆封头
Di Di = 2, 有h=H- = 25mm 2( H ? h) 4
故 A ≤ 0.2( L + 2h ) = 0.2(4200 + 2 × 25) = 850mm 由于封头的抗弯刚度大于圆筒的抗变钢度， 故封头对于圆筒的抗弯钢度具有局部的加强 作用。 若支座靠近封头， 则可充分利用罐体封头对支座处圆筒截面的加强作用。 因此， 4731 JB 还规定当满足 A≤0.2L 时，最好使 A ≤ 0.5 Rm ( Rm = Ri +
δn
2
) ,即
Rm =
1200 10 + = 605mm 2 2 A ≤ 0.5Rm = 0.5 × 605 = 302.5mm ，取 A=300mm
综上有：A=300mm。
5、焊接接头
容器各受压元件的组装通常采用焊接。焊接接头是焊缝、融合线和热影响区的总称，焊 缝是焊接接头的主要部分。 焊接接头的形式和坡口形式的设计直接影响到焊接的质量与容器 的安全。 a) 回转壳体与封头的焊接接头采用对接接头 b) 接管与筒体的焊接接头坡口为 50° ± 5° c) 人孔处接管、补强圈的焊接采用角焊，坡口为 50° ± 2°
12

6、人孔
表 6：人孔尺寸表 密封面型式 凹凸面 MFM D 715
b1 b2
31
公称压力 PN MPa 公称直径 DN
1.5
D1
650
36
500
H1 H2
320
A
405
dw × s
530*10
201
d
36
b
34
13

容器强度的校核
内压圆筒校核 计算单位 全国化工设备设计技术中心 站 筒体简图
计算条件
计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 材料 试验温度许用应力 [σ] 设计温度许用应力 [σ]t 试验温度下屈服点 σs 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 φ MPa 1.56 50.00 °C mm 1200.00 16MnR(正火 正火) ( 板材 ) 正火 MPa 170.00 MPa 170.00 MPa 345.00 mm 0.00 mm 4.00 1.00 厚度及重量计算
Pc Di
t
计算厚度
mm
δ = 2[σ ] φ ? P = 5.52 c 有效厚度 名义厚度 重量 δe =δn - C1- C2= 6.00 δn = 10.00 1253.26 mm mm Kg
压力试验时应力校核
压力试验类型 试验压力值
液压试验
PT = 1.25P
[σ ] [σ ] t
=
1.9700
(或由用户输入)
MPa
压力试验允许通过 的应力水平 [σ]T 试验压力下 圆筒的应力 校核条件 校核结果
[σ]T≤ 0.90 σs =
310.50
MPa
σT = p T .( Di + δ e ) = 197.99 2δ e .φ σT≤ [σ]T
MPa
合格 压力及应力计算
最大允许工作压力
[Pw]= σt =
2δ e [ σ ]t φ ( Di +δ e )
= 1.69154
MPa MPa MPa
设计温度下计算应力 [σ]tφ 校核条件 结论
Pc ( Di +δ e ) = 156.33 2δ e
170.00
[σ] φ ≥σ
t t
合格
14

内压椭圆封头校核 计算条件
计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 曲面高度 hi 材料 试验温度许用应力 [σ] 设计温度许用应力 [σ] 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 φ
t
计算单位
MPa °C mm mm
全国化工设备设计技术中心站 椭圆封头简图
1.56 50.00 1200.00 325.00 16MnR(正火 正火) 正火 170.00 170.00 0.00 4.00 1.00
(板材 板材) 板材
MPa MPa mm mm
厚度及重量计算
2 K = 1 ?2 + ? Di ? ? = 0.9014 ? ? ? ?
形状系数
6? ?
? 2hi ? ? ?
计算厚度 有效厚度 最小厚度 名义厚度 结论 重量
δ = 2[ σ ] t φ ? 0.5 P c
KPc Di
= 4.96
mm mm mm mm
δe =δn - C1- C2= 6.00 δmin = 3.60 δn = 10.00
满足最小厚度要求 137.76 压 力 计 算
MPa Kg
最大允许工作压力 [Pw]= 结论
2[ σ ]t φδ e KDi + 0.5δ e = 1.88078
合格
15

右封头计算 计算条件
计算压力 Pc 设计温度 t 内径 Di 曲面高度 hi 材料 试验温度许用应力 [σ] 设计温度许用应力 [σ] 钢板负偏差 C1 腐蚀裕量 C2 焊接接头系数 φ
t
计算单位
1.56 50.00 1200.00 325.00 16MnR(正火 正火) 正火 170.00 170.00 0.00 4.00 1.00 厚度及重量计算
2 K = 1 ?2 + ? Di ? ? = 0.9014 ? ? ? ?
全国化工设备设计技术中心站 椭圆封头简图
MPa °C mm mm
(板材 板材) 板材
MPa MPa mm mm
形状系数
6? ?
? 2hi ? ? ?
计算厚度 有效厚度 最小厚度 名义厚度 结论 重量
δ = 2[ σ ] t φ ? 0.5 P c
KPc Di
= 4.96
mm mm mm mm
δe =δn - C1- C2= 6.00 δmin = 3.60 δn = 10.00
满足最小厚度要求 137.76 压 力 计 算
MPa Kg
最大允许工作压力 [Pw]= 结论
2[ σ ]t φδ e KDi + 0.5δ e = 1.88078
合格
16

卧式容器（双鞍座） 卧式容器（双鞍座）
计 计算压力 设计温度 圆筒材料 鞍座材料 圆筒材料常温许用应力 [σ] 圆筒材料设计温度下许用应力[σ] 圆筒材料常温屈服点 σσ 鞍座材料许用应力 [σ]sa 工作时物料密度 液压试验介质密度
γO
t
计算单位 条 件
全国化工设备设计技术中心站
简 MPa ℃ 图
算
pC t
1.54 50 16MnR(正火 正火) 16MnR(正火) 16MnR 170 170 345
MPa MPa MPa
170 1314 1000
MPa
3
kg/m
3
γT
kg/m
mm 圆筒内直径 Di
1200
圆筒名义厚度 圆筒厚度附加量
δn
C
mm
10 4
mm
圆筒焊接接头系数
φ
1
mm
封头名义厚度
δ hn
Ch
10 4 4280 6
mm mm mm mm
封头厚度附加量 两封头切线间距离 鞍座垫板名义厚度
L
δrn δre
鞍座垫板有效厚度 鞍座轴向宽度 鞍座包角
6 170 120 340 325 1.97 200
MPa mm mm ° mm mm
b
θ A
鞍座底板中心至封头切线距离 封头曲面高度 试验压力 鞍座高度
hi
pT H
17

腹板与筋板(小端)组合截面积
Asa
2
16040
mm
腹板与筋板(小端)组合截面断面系数 Z r 地震烈度 配管轴向分力 圆筒平均半径 物料充装系数
3
357417 0
mm
Fp
Rm
0 605 0.9
N mm
φo
支 座 反 力 计 算 圆 筒 质 量 ( 两 切 线 m1 = π (D i + δ n )L c δ n γ s = 1277.17
kg
间) 封头质量(曲面部 m2 = 124.586 分)
附件质量 封头容积(曲面部 kg
m3 = 8812.35 Vh = 2.26195e+08
kg
3
mm
分)
3
容 器 容 积 ( 两 切 线 V = 5.29296e+09
mm
间)
工作时, 容器内充液质量 压力试验时, 耐热层质量
' m4 = Vγ T = 5292.96
m4 = Vγ oφ o = 6259.45
kg
m5 = 0
工作时,
kg
m = m1 + 2 × m2 + m3 + m4 + m5 = 16598.1
kg
总质量 压力试验时, m ′ = m1 + 2 × m 2 + m3 + m 4 + m5 = 15631.6
q= mg = 34.5532 4 L + hi 3
q′ =
单位长度载荷
m′ g = 32.5412 4 L + hi 3
1 m′g = 76688.9 2
N/mm
F′ =
1 mg = 81430.5 2
F ′′ =
支座反力
N
F = max( F ′ , F ′′) = 81430.5
筒 工作时 圆筒中间处截 面上的弯矩
? ? 2 F ′L ?1 + 2 Rm ? hi2 / L2 4 A ? = 5.36831e+07 M1 = ? ? ? 4h 4 ? L ? 1+ i ? ? 3L ? ?
体 弯
矩 计 算
(
)
N·mm
18

压力试验
? ? 2 F ′′L ?1 + 2 Rm ? hi2 / L2 4 A ? = 5.05572e+07 = ? ? ? 4h 4 ? L? 1+ i ? ? 3L ? ?
M T1
(
)
工作时
2 ? A Rm ? hi2 ? 1? + L 2 AL M 2 = ? F ′A?1 ? 4hi ? 1+ ? 3L ?
? ? ?= ? ? ?
-2.29318e+06
支座处横 N·mm 截面弯矩 压力试验
2 ? A Rm ? hi2 ? 1? + L 2 AL = ? F ′′A?1 ? 4hi ? 1+ ? 3L ?
MT2
? ? ? = -2.15965e+06 ? ? ?
系
数 计
算
K1=0.106611 K 4=
’
K2=0.192348 K5=0.760258 K 7= C 4=
筒 体 轴 向 应 力 计 算
pC Rm M1 + = 2 2δ e πR m δ e 85.4264
K3=1.17069 K6=0.0181268 K 8= C 5=
K6 =0.0149002 K9=0.203522
σ2 =
p R M2 = 80.7593 σ3 = C m ? 2 2δ e K 1πRm δ e
操作状态
σ1 = ?
M1 = -7.78477 2 πRm δ e
MPa
轴 向 应 力 计 算 水压试验状态
σT2 =
MPa
σ4 =
M2 = -1.72886 2 K 2π R m δ e
M T1
2 πRm δ e
σ T1 = ?
= -7.32775 7.32775
σT4 =
MT 2 = -1.62819 2 K 2πRmδ e
p T Rm M T1 + = 106.652 2 2δ e πRm δ e
MPa
σ T3 =
p T Rm MT2 ? = 102.257 2 2δ e K 1πRm δ e
19

电网课程设计任务书.doc

电网课程设计任务书

《电网规划课程设计》任务书 （一）

长沙理工大学电气与信息工程学院 马士英

1 设计任务 本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计： 1.1 确定供电电压等级； 1.2 初步拟定若干待选的电力网接线方案；1.3 发电厂、变电所主变压器选择； 1.4 电力网接线方案的技术、经济比较； 1.5 输电线路导线截面选择； 1.6 调压计算。 2 原始资料 2.1 发电厂、变电所相对地理位置及距离

2.2 发电厂技术参数 装机台数、容量：4×50（MW）额定电压（kV）：10.5KV 额定功率因数8.0 ? cos= e 最小运行方式为三台机运行

2.3 负荷数据及有关要求 厂 A 1 2 项站 目 最大负荷（MW）30 60 30 最小负荷（MW）15 35 15 cos0.85 0.9 0.9 功率因数 T(h) 5000 5000 5500 m ax 低压母线电压(kV) 10 10 10 最大负荷(%) 5 2～5 2～5 调压要求 最小负荷(%) 0 2～5 2～5 I类30 30 0 各类负荷(%) II类30 30 60 最大运行方式下系统电压为 KV；最小运行方式下为 KV。 3 设计要求 3.1 设计中应严格遵守课程设计的规章制度，按时到设计教室进行设计，任何人不得迟到、早退和无辜缺席； 3.2同学应根据设计要求独立完成课程设计任务，同组成员之间可以商量讨论，但严禁相互抄袭； 3.3设计完成后，每个同学应提交打印的设计说明书一份，课程设计说明书编写和电路图绘制应附和规范要求； 3.4按时参加课程设计答辩。

液氨储罐课程设计分析

课程设计任务书 课程设计任务书 1. 设计题目：液氨储罐机械设计 2. 课程设计要求及原始数据（资料）： (1)、课程设计要求： ①.使用国家最新压力容器和换热器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 ②.广泛查阅和综合分析各种文献资料，进行设计方法和设计方案的可行性研究和论证。 ③.设计计算要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠。 ④.设计说明书可以手写，也可打印，但工程图纸要求手工绘图。 ⑤.课程设计全部工作由学生本人独立完成。 (2). 设计数据： 1

3. 工艺条件图 4. 计算及说明部分内容（设计内容）： 第1章绪论： （1）液氨储罐的设计背景 （2）液氨贮罐的分类及选型； （3）主要设计参数的确定及说明。 第2章材料及结构的选择与论证 （1）材料选择与论证； （2）结构选择与论证：封头型式的确定、人孔选择、法兰型式、液面计的选择、鞍座的选择确定。 第3章工艺尺寸的确定 第4章设计计算 （1）计算筒体的壁厚； （2）计算封头的壁厚； （3）水压试验压力及其强度校核； （4）选择人孔并核算开孔补强； （5）选择鞍座并核算承载能力； （6）选择液位计； （7）选配工艺接管。 设计小结 参考文献 5．绘图部分内容： 总装配图一张（A1图纸） 2

课程设计任务书 6．设计期限：1周（ 2013 年 06月 24 日～ 2013 年 07 月 05 日） 7、设计参考进程： (1)设计准备工作、选择容器的型式和材料半天 (2)设计计算筒体、封头、选择附件并核算开孔补强等一天 (3)绘制装配图二天 (4)编写计算说明书一天 (5)答辩半天 8．参考资料： (一)国家质量技术监督局，GB150-1998《钢制压力容器》，中国标准出版社，1998； (二)国家质量技术监督局，《压力容器安全技术监察规程》，中国劳动社会保障出版社，1999 (三)《金属化工设备·零部件》第四卷 (四)中华人民共和国化学工业部，中华人民共和国待业标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》，1997 (五)《化工设备机械基础课程设计指导书》（图书馆借阅书号：TQ 05/51） (六)刁玉纬王立业，《化工设备机械基础》，大连理工大学出版社，2003年第五版； (七)李多民俞惠敏，《化工过程设备机械基础》，中国石化出版社，2007； (八)董大勤，《化工设备机械基础》，化学工业出版社，1994年第二版； (九)汤善甫朱思明，《化工设备机械基础》，华东理工大学出版社，2004年第二版； 发给学生（签名）：指导教师： 年月日 （注：此任务书应附于所完成的课程设计说明书封面后） 3

液氯卧式储罐设计

目录 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 (9) 3.4 垫片的选取 (11) 3.5 螺栓的选取 (12) 3.6 人孔的选取 (12) 3.6.1 人孔的结构设计 (12) 3.6.2 核算开孔补强 (14) 3.7 安全阀、液位计和压力表的选取 (16) 3.8 容器支座的设计 (19) 3.8.1 支座的选择 (19) 3.8.2 鞍座位置的确定 (20) 3.9 总体布局 (21) 第4章强度计算 (24)

4.1 弯矩和剪力的计算 (24) 4.2 圆筒轴向应力计算及校核 (26) 4.2.1 圆筒轴向应力计算 (26) 4.2.2 圆筒轴向应力校核 (27) 4.3 圆筒和封头切应力计算及校核 (27) 4.4 鞍座截面处圆筒的周向应力计算及校核 (27) 第5章焊接结构设计 (32) 5.1 焊接接头设计 (32) 5.2 焊条的选择 (34) 设计心得 (34) 参考文献 (36)

第1章绪论 在固定位置使用、以介质储存为目的的容器称为储罐，如加氢站用高压氢气储罐、液化石油气储罐、战略石油储罐、天然气接收站用液化天然气储罐等； 储罐有多种分类方法，按几何形状分为卧式圆柱形储罐、立式平底筒形储罐、球形储罐；按温度划分为低温储罐(或称为低温储槽)、常温储罐(＜90℃) 和高温储罐(90～250℃ )；按材料可划分为非金属储罐、金属储罐和复合材料储罐；按所处的位置又可分为地面储罐、地下储罐、半地下储罐和海上储罐等。单罐容积大于1000m3 的可称为大型储罐。金属制焊接式储罐是应用最多的一种储存设备，目前国际上最大的金属储罐的容量已达到2×105m3。 储罐通常是由板、壳组合而成的焊接结构。圆柱形筒体、球形封头、椭圆形封头、碟形封头、球冠形封头、锥形封头和膨胀节所对应的壳分别是圆柱壳、球壳、椭球壳、球冠+环壳、球冠、锥壳和环形板+环壳，而平盖（或平封头）、环形板、法兰、管板等受压元件分别对应于圆平板、环形板(外半径与内半径之差大10倍的板厚)、环(外半径与内半径之差小于10倍的板厚）以及弹性基础圆平板。上述7种壳和板可以组合成各种储罐结构形式，再加上密封元件、支座、安全附件等就构成了一台完整的储罐。图1.1为一台卧式储罐的总体结构图，下面结合该图对储罐的基本组成作简单介绍。 图1.1储罐总体结构 (1) 筒体

立式储罐课程设计说明书

立式贮罐设计 前言 玻璃钢罐分为立式、卧式机械缠绕玻璃钢储罐、运输罐、反应罐、各种化 工设备，玻璃钢卧式罐、立式贮罐、运输罐、容器及大型系列容器、根据所用(贮存或运输)介质选用环氧呋喃树脂、改性或聚酯树脂、酚醛树脂为粘结剂， 由高树脂含量的耐腐蚀内衬层、防渗层、纤维缠绕加强层及外表保护层组成。 玻璃钢具有耐压、耐腐蚀、抗老化、使用寿命长、重量轻、强度高、防渗、 隔热、绝缘、无毒和表面光滑等特点。机械缠绕玻璃钢容器可以通过改变树脂 系统或采用不同的增强材料来调整产品的物理化学性能以适应不同介质和工 作条件需要，通过结构层厚度、缠绕角和壁厚设计制不同压力，是纤维缠绕复 合材料的显著特点。 由于有以上的特点，玻璃钢贮罐可广泛应用于石油、化工、纺织、印染、 电力、运输、食品酿造、给排水、海水淡化、水利灌溉及国防工程等行业。储 存各种腐蚀性介质可以耐多种酸、碱、盐和有机溶剂，主要应用于石油、化工、 制药、印染、酿造、给排水、运输等行业，适应于盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、 双氧水、污水、次氯酸钠等多种产品的贮存、运输，也可作地下油槽、保温储槽、运输槽车等[1]。 本设计为容积180,贮存质量分数为的硫酸,使用温度为90℃的立式贮罐,设计中分别从造型、性能、结构、工艺、零部件、防渗漏、安装、检验等八个方面做了说明、计算和设计，整体介绍了立式贮罐的设计流程、方法及主要事项，最终设计出了满足设计要求的立式贮罐。

1．造型设计 1.1设计要求 立式玻璃设计，容积为140，贮存质量分数为的醋酸，使用温度为常温，拱形顶盖设计。 1.2贮罐构造尺寸确定 贮罐容积V140，取公称直径为D3800， 则贮罐高度为（式1.1）初定贮罐结构尺寸为D H 1.3拱形顶盖尺寸设计 与锥形顶盖相比，其结构简单、刚性好、承载能力强，是立式贮罐广为使用的一种形式。为取得罐顶和罐壁等强度，罐顶的曲率半径与贮罐直径差值不超过20%。即 （式1.2）式中——拱顶球面曲率半径，; ——贮罐内径，，等于。 取罐顶高为h，r为转角曲率半径，r小则h小，一般取此时[1]。 所以 1.4贮罐罐底设计 罐体和罐底的拐角处理，对贮罐设计极为重要。尤其是立式贮罐底部附近的受力较为复杂，应引起足够的重视。一般在拐角处都应设计成一定的圆弧过渡区，圆弧半径不应小于38。如果罐壳和罐底分开制造，则应注意在罐壳和罐底的结合处内外进行有效的补强。拐角区域的最小厚度等于壳壁和底部的组合厚度。拐角区

工厂供电专业课程设计任务书样本

工厂供电专业课程设计任务书

石家庄铁道大学电气与电子工程学院 课程设计（论文）任务书 专业班级：电1201-4 学生姓名：张桂芳指导教师（签名）：杜立强一、课程设计（论文）题目 某制药厂10KV变电站电气部分的设计 二、本次课程设计（论文）应达到的目的 工厂供电课程设计是在《供电技术》课程学完结束后的一次教学实践环节。课程设计是实践教学环节的重要组成部分，其目的是通过课程设计加深学生对课程基本知识的理解，提高综合运用知识的能力，掌握本课程的主要内容、工程设计或撰写论文的步骤和方法。围绕课本内容培养学生独立进行工业供电系统和建筑供电系统电气部分设计计算能力，包括供电系统设计计算能力和电力设备选择能力。培养学生理论联系实际的能力，加强供电专业知识的认识水平。锻炼和培养学生分析和解决电力供电专业技术问题的能力和方法。 三、本次课程设计（论文）任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等） 1、设计依据 1）电源和环境条件： 由石家庄热电集团热电四厂10KV双回路供电，正常情况下，一路工作，一路备用。热电四厂10kv 出线母线短路容量为200MVA，该路线路长为：架空

线采用高压架空绝缘线LYJ—3ⅹ150mm2，o长度1.2km，引至厂区北边，然后换用YJLV 型高压交 22 联聚乙烯电缆直埋至高压配电室内。热电四厂10kV 母线的定时限过电流保护装置整定为1.2秒。酵母生产厂变电所内设有两台变压器，容量待选。 2）其它条件 石家庄供电局要求在10KV电源进线处装设计量电费的专用仪表，要求厂总负荷的月平均功率因数不低于0.92。 当地最热月平均最高气温为35℃`。 总配电所周围无严重粉尘和腐蚀性气体。 3）负荷资料

10立方米液化石油气储罐设计_课程设计

10立方米液化石油气储罐设计 目录 目录 (1) 前言 (3) 课程设计任务书 (4) 第一章工艺设计 (6) 1.1液化石油气参数的确定 (6) 1.2设计温度 (6) 1.3设计压力 (6) 1.4设计储量 (7) 第二章机械设计 (8) 2.1筒体和封头的设计： (8) 2.1.1筒体设计 (8) 2.1.2封头设计 (8) 第三章结构设计 (10) 3.1液柱静压力 (10) 3.2圆筒厚度的设计 (10) 3.3椭圆封头厚度的设计 (11) 3.4开孔和选取法兰分析 (11) 3.5安全阀设计 (13) 3.6液面计设计 (16) 3.7接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (17) 3.7.1接管和法兰 (17) 3.7.2垫片的选择 (18) 3.7.3螺栓（螺柱）的选择 (19) 3.8人孔的设计 (20) 3.8.1人孔的选取 (20) 3.8.2人孔补强圈设计 (21) 3.9鞍座选型和结构设计 (24) 3.9.1鞍座选型 (24) 3.9.2鞍座位置的确定 (25) 3.10焊接接头的设计 (26) 3.10.1筒体和封头的焊接 (26) 3.10.2接管与筒体的焊接 (26)

第四章强度校核 (28) 结束语 (43) 参考文献 (44)

前言 液化石油气贮罐是盛装液化石油气的常用设备, 由于该气体具有易燃易爆的特点, 因此在设计这种贮罐时, 要注意与一般气体贮罐的不同点, 尤其是安全与防火, 还要注意在制造、安装等方面的特点。目前我国普遍采用常温压力贮罐, 常温贮罐一般有两种形式: 球形贮罐和圆筒形贮罐。球形贮罐和圆筒形贮罐相比: 前者具有投资少, 金属耗量少, 占地面积少等优点, 但加工制造及安装复杂, 焊接工作量大, 故安装费用较高。一般贮存总量大于500m 3或单罐容积大于200m 3时选用球形贮罐比较经济; 而圆筒形贮罐具有加工制造安装简单, 安装费用少等优点, 但金属耗量大占地面积大, 所以在总贮量小于500m 3, 单罐容积小于100m 3时选用卧式贮罐比较经济。圆筒形贮罐按安装方式可分为卧式和立式两种。在一般中、小型液化石油气站内大多选用卧式圆筒形贮罐, 只有某些特殊情况下(站内地方受限制等) 才选用立式。本文主要讨论卧式圆筒形液化石油气贮罐的设计。液化石油气呈液态时的特点。(1) 容积膨胀系数比汽油、煤油以及水等都大, 约为水的16倍, 因此, 往槽车、贮罐以及钢瓶充灌时要严格控制灌装量, 以确保安全;(2) 容重约为水的一半。因为液化石油气是由多种碳氢化合物组成的, 所以液化石油气的液态比重即为各组成成份的平均比重, 如在常温20℃时, 液态丙烷的比重为0. 50, 液态丁烷的比重为0. 56 0. 58, 因此, 液化石油气的液态比重大体可认为在0. 51左右, 即为水的一半。卧式液化石油气贮罐设计的特点。卧式液化石油气贮罐也是一个储存压力容器, 也应按GB150《钢制压力容器》进行制造、试验和验收; 并接受劳动部颁发《压力容器安全技术监察规程》(简称容规) 的监督。液化石油气贮罐, 不论是卧式还是球罐都属第三类压力容器。贮罐主要有筒体、封头、人孔、支座以及各种接管组成。贮罐上设有液相管、液相回液管、气相管、排污管以及安全阀、压力表、温度计、液面计等

30M液氯储罐设计

第一章 课程设计任务书 设计条件表 液氯进口管DN50；液氯出口管DN50；空气进口管DN50；空气出口管DN50；安全阀接口DN50；压力表接口DN25. 液位计接口人孔按需设置。 第二章 绪论 （一）设计任务： 综合运用所学的专业课知识，设计一个第一类压力容器中的高度危险性内压容器——液氯储罐。 （二）设计思想： 综合运用所学的专业课知识，以《课程设计指导书》为根，以《过程装备基础》为本，结合所学的专业课知识，对储罐进行设计。在设计过程中综合考虑了经济效益，适用性，安全可靠性。各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准。 第三章 材料及结构的选择与论证 (一)材料选择 纯液氯是高危害性的介质，但其腐蚀性小,贮罐可选用一般钢材,有因为使用 温度为C 。 ～4520 ，根据《课程设计指导书》中钢板的使用条件，应选用Q245R 或Q345R 。常用的有20R 和16MnR 两种。如果纯粹从技术角度看，建议选用20R 类的低碳钢板， 16MnR 钢板的价格虽比20R 贵，但在制造费用方面，同等重量设备的计价，16MnR 钢板为比较经济。所以在此选择16MnR 钢板作为制造筒体和封头材料。

（二）结构选择与论证 （1）封头的选择 从受力与制造方面分析来看，球形封头是最理想的结构形式。但缺点是深度大，冲压较为困难；椭圆封头浓度比半球形封头小得多，易于冲压成型，是目前中低压容器中应用较多的封头之一。平板封头因直径各厚度都较大，加工与焊接方面都要遇到不少困难。从钢材耗用量来年：球形封头用材最少，比椭圆开封头节约，平板封头用材最多。因此，从强度、结构和制造方面综合考虑，采用椭圆形封头最为合理。 （2）人孔的选择 压力容器人孔是为了检查设备的内部空间以及安装和拆卸设备的内部构件。人孔主要由筒节、法兰、盖板和手柄组成。一般人孔有两个手柄。本次设计在综合考虑公称压力、公称直径工作温度以及人孔的结构和材料等诸方面因素的情况下，选用回转盖带颈对焊法兰人孔。 （3）容器支座的选择 容器支座有鞍式支座、腿式支座、支撑式支座、耳式支座、裙式支座等，用来支撑容器的重量。鞍式支座是应用最广泛的一种卧式支座。因为本次设计的容器直径在mm 1000以上，所以选用轻型鞍座，又因为容器有热胀冷缩的位移要求，所以应选两个轻型鞍座分别为固定式和滑动式。 （4）法兰型式的选择 法兰连接主要优点是密封可靠、强度足够及应用广泛。压力容器法兰分平焊法兰与对焊法兰。平焊法兰又分为甲型与乙型两种。法兰设计优化原则：法兰设计应使各项应力分别接近材料许用应力值，即结构材料在各个方向的强度都得到较充分的发挥。在考虑到本次储存的介质为高度毒性介质，所以应选用带颈对焊法兰。 （5）液面计的选择 液面计是用以指示容器内物料液面的装置，其类型很多，大体上可分为：玻璃管液面计、透光式玻璃板液面计、反射式玻璃板式玻璃板液面计、浮标式玻璃板液面计、防霜液面计、磁性液位计等。应为本次设计要成装毒性为高度介质的容器，所以不能选用玻璃管液面计。又因为要储存的介质稍有色泽，所以不能选用透光式玻璃板液面计。本次设计的设计高度小于m 3，因而不能选用浮标式玻 璃板液面计。本次设计的工作温度为C 。 ～4520 ，所以不能用防霜液面计。综合

供用电工程及设计课程设计任务书

供用电工程课程设计任务书 课题一（学号尾号为1的同学） 一、课题名称 衡阳市第一机械厂降压变电所的电气设计。 二、设计要求 要求根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠，技术先进，经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变电器的台数与容量，类型。选择变电所主结线方案及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 三、设计依据 1、工厂总平面图（自定或参照工厂供电设计指导书P197 图11-3） 2，工厂负荷情况本厂多数车间为两班制，年最大负荷利用小时为4600h，日最大负荷持续时间为6h。该厂铸造车间，电镀车间和锅炉房属二级负荷外，其余均属于三级负荷，本厂的负荷统计资料如下表. （注：学号为1号的同学按表所给的设备容量进行负荷统计，11号的同学下调20%左右，21号下调10%左右，31号上调20%左右，41号上调15%左右，51号上调10%左右） 3供电电源情况按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，本厂可有附近一条10kv的公用电源干线取得工作电源。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m；干线首端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器断流容量为500MV·A。此断路器配备有定时限过流保护，定时限过流保护整定的动作时间为1.7s。为满足工厂二级负荷要求，可采用高压联络线由邻近的单位取的备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空电路总长度为80km，电缆线路总长度为25km。

气温为-8℃，年最热月平均最高气温为33℃，年最热月平均气温为26℃，年度热月地下0.8m处平均温度为25℃。当地主导风向为东北风，年雷暴日数为20. 5 地质水文资料本厂所在地区平均海拔500m，地层以砂黏土为主，地下水位为2m。 6 电费制度本厂与当地供电部门达成协议，在工厂变电所高压侧计量电能，设专用计量柜，按两部电费制交纳电费。每月基本电费按主变压器容量计为18元/KVA，照明电费为0.5元/KM·h。工厂最大负荷时功率因数不得低于0.90.此外，电力用户需按新装变压器容量计算，一次性地向供电部门交纳供电贴费。6~10kv 为800元/kvA. 四、设计任务 要求在规定时间内独立完成下列工作量 1、设计说明书需包括： 1）前言

机电工程学院空气储罐设计

齐齐哈尔大学设备设计课程设计题目名称：空气储罐设计 学院：机电工程学院 专业班级：过控102 学生姓名：王国涛 指导教师：刘岩 完成日期： 2013-12-20

目录 摘要3 绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 第一章压缩空气的特性5 第二章设计参数的选择6 第三章容器的结构设计7 3.1圆筒厚度的设计7 3.2封头厚度的计算7 3.3筒体和封头的结构设计8 3.4人孔的选择9 3.5接管，法兰，垫片和螺栓（柱）9 3.6鞍座选型和结构设计12 第四章开孔补强设计15 4.1补强设计方法判别15 4.2有效补强范围15 4.3有效补强面积16 4.4补强面积17 第五章强度计算18 5.1水压实验应力校核18 5.2圆筒轴向弯矩计算18 5.3圆筒轴向应力计算及校核20 5.4切向剪应力的计算及校核22 5.5圆筒周向应力的计算和校核23 5.6鞍座应力计算及校核25 第六章归纳总结28 参考文献29

摘要 本说明书为《3.0m3空气储罐设计说明书》。扼要介绍了卧式储罐的特点及在工业中的广泛应用，详细的阐述了卧式储罐的结构及强度设计计算及制造、检修和维护。本文采用分析设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关规范，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、接管进行设计，然后采用1SW6-1998对其进行强度校核，最后形成合理的设计技术方案。 设计结果满足用户要求，安全性与经济性及环保要求均合格。 关键词：压力容器、卧式储罐、结构设计、强度校核、开孔补强

《电力系统》课程设计任务书

课程设计 课程名称： 设计题目： 院（部）： 专业： 班级： 学生姓名： 学号： 成绩： 指导教师： 完成时间：

题目1 220kV 降压变电所设计 一、原始资料： 1．变电所性质：本所除与水火两大电力系统联系外，以110kV及10kV电压向地方负荷供电。 2．所址条件：建于矿区火电厂附近，供电给新兴工业城市用电。 所区地势较平坦，海拔600m，交通便利，有铁路、公路经过。最高气温+40℃, 最低温度-25℃, 年平均温度+15℃,最大风速20m/s ，覆冰厚度10 mm，地震烈度6级，土壤电阻率 >500Ω. m ，雷电日30，周围环境清洁，建在沿海城市地区，注意台风影响。 冻土深度1 .0m ，主导风向夏东南，冬西北。 3．负荷资料： (1）220kV侧共3回线与系统相连，将来拟增一回线。 (2）110kV侧共10回架空线，5年后增加二回线，同时率0.9，线损率5%，cosф=0.85。

(3）10kV侧共13回电缆出线，同时率0.85，线损率5%，cosф=0.8。 4.系统情况：

二、设计任务 1．变电站总体分析， 2．负荷计算 3．选择变压器的台数、容量、型号、参数。 4．电气主接线设计。 5．计算短路电流。 6．高低压电器设备的选择。 三、成品要求 1.说明书（附计算书）1份。 2.电气主接线图1张（2# 图纸）。 3.课程设计答辩。 附： 1.要求选择的电器设备包括： (1）220kV配电装置中的主母线、高压断路器、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、接地刀闸； (2）110kV配电装置中的主母线、高压断路器、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、接地刀闸； (3）10kV侧配电装置中的主母线、高压断路器、高压隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、接地刀闸。 2.要求设计：说明书书写字迹清晰、规范。电气主接线图比例合适、

储罐课程设计

目录 摘要 ............................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................. I I 第一章绪论 (1) 1.1液化石油气储罐的用途与分类 (1) 1.2液化石油气特点 (1) 1.3液化石油气储罐的设计特点 (2) 第二章工艺计算 (3) 2.1设计题目 (3) 2.2设计数据 (3) 2.3设计压力、温度 (3) 2.4主要元件材料的选择 (4) 第三章结构设计与材料选择 (5) 3.1筒体与封头的壁厚计算 (5) 3.2筒体和封头的结构设计 (6) 3.3鞍座选型和结构设计 (7) 3.4接管，法兰，垫片和螺栓的选择 (10) 3.5人孔的选择 (15) 3.6安全阀的设计 (15) 第四章设计强度的校核 (19) 4.1水压试验应力校核 (19) 4.2筒体轴向弯矩计算 (20) 4.3筒体轴向应力计算及校核 (20) 4.4筒体和封头中的切向剪应力计算与校核 (21) 4.5封头中附加拉伸应力 (22) 4.6筒体的周向应力计算与校核 (22) 4.7鞍座应力计算与校核 (23) 第五章开孔补强设计 (26) 5.1补强设计方法判别 (26) 5.2有效补强范围 (26) 5.3有效补强面积 (27) 5.4.补强面积 (28)

15立方米液氯储罐课程设计说明书

一、绪论 1、任务说明 设计一个容积为153m的液氯储罐，采用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计，然后采用SW6-2011对其进行强度校核，最后形成合理的设计方案。 Cl）的性质 2、液氯（2 分子量 70.91 黄绿色有刺激性气味的气体。密度：相对密度(水=1)1.47；相对密度(空气=1)2.48； 稳定性：稳定；危险标记：6(有毒气体)； 在工业上，液氯是一种很有用的化学物质。氯可用于造纸、纺织工业的漂白；用作水和废水的消毒、杀菌剂；且可用于制造无机、有机氯化物，如：金属氯化物、氯溶剂、染料中间体、杀虫剂、合成橡胶、塑料等。但由于液氯属高毒性，是一种强烈的刺激性气体。它对人体、环境都有很强的危害，因此液氯的存储、运输都是一个值得深思的问题。 设计储存设备，首先必须满足各种给定的工艺要求，考虑存储介质的性质、容量、钢材的耗费量等等。而且液化气体必须考虑它的膨胀性和压缩性，液化气体的体积会因温度的改变而变化，所以必须严格控制储罐的充装量（指装量系数与储罐实际容积和设计温度下介质的饱和液体密度的乘积）。目前我国普遍采用常温压力贮罐一般有两种形式：球形贮罐和圆筒形贮罐。因为圆筒形贮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，所以在总贮量小于5003m，单罐容积小于1003m时选用卧式贮罐比较经济。

二、 设计参数的确定 1、设计压力为压力容器的设计载荷条件之一，其值不得低于最高工作压力，通常可取最高工作压力的1.05~1.1倍。经过查表我们取设计压力为1.62Mpa 。 2、设计温度 设计温度也是压力容器的设计载荷条件之一，指容器在正常工作情况下，设定元件的金属温度。当元件金属温度不低于0℃时，设计温度不得低于元件可能达到的最高温度;当元件金属温度低于0℃时，其值不得高于元件金属可能达到的最高温度。所以设计温度选择为50℃。 3、主要元件材料的选择 筒体材料的选择： 根据液氯的特性，查GB150-1998选择16MnR 。16MnR 是压力容器专用钢，适用范围：用于介质具有一定腐蚀性,壁厚较大（8mm ≥）的压力容器。50℃时的许用应力Mpa t 170][=σ,钢板标准GB6645。 钢管材料的选择： 根据JB/T4731,钢管的材料选用20号钢，其许用应力[]137sa MPa σ= 三、 压力容器结构设计 1、 筒体和封头 筒体的公称直径Di 有标准选择，而它的长度L 可以根据容积要求来决定。 根据公式 2 3154 Di L m =π(1+5%) 取 L/D=4 将L/D=4代入得： 1.69Di =m 。 圆整后，1700mm Di ≈ 采用标准椭圆封头，查标准JB/T4746-2002《钢制压力容器用封头》中表1，得公称直径i DN=D =1700mm ，封头深度H=450mm ，容积为0.6999 3 m 。

30立方米液氯储罐

齐齐哈尔大学 综合实践 题目：液氯储罐设计.学院：机电工程学院.专业班级：过控 142 班.学生姓名：李福洋.指导教师：王雪飞.成绩：. 2017 年 6月 15 日

目录 1综合实践任务书 (1) 2设计参数及材料的选择 0 2.1 设备的选型与轮廓尺寸 0 2.2 设计压力 0 2.3 筒体及封头材料的选择 (2) 2.4 许用应力 (3) 3结构设计 (4) 3.1筒体壁厚计算 (4) 3.2 封头设计 (4) 3.2.1 半球形封头 (4) 3.2.2 标准椭圆形封头 (5) 3.2.3 标准蝶形封头 (6) 3.2.4 圆形平板封头 (6) 3.2.5 不同形状封头比较 (7) 3.3 压力试验 (8) 3.4鞍座 (8) 3.4.1鞍座的选择 (8) 3.4.2 鞍座的位置 (10) 4 结果 (12) 5总结 (14)

学习资料收集于网络，仅供参考 综合实践任务书 学院：机电学院专业：过程装备及控制工程专业班级：过控142班 姓名：李泽锟学号： 2014111101 设计组别：A 指导教师：王雪飞 设计日期：2017年5月26日至2017年6月14日 一、设计题目 液氯储罐设计 设计条件： 二、设计任务：用常规设计方法，综合考虑环境条件、液体性质等因素并参考相关标准，按工艺设计、设备结构设计、设备强度计算的设计顺序，分别对储罐的筒体、封头、鞍座、人孔、接管进行设计最后形成合理的设计方案。 1. 设计方案简介 2. 主要结构尺寸设计； 3. 绘制储罐总装配图一张，零件图一张（折合成一张A1图纸） 三、设计说明书内容 1. 封皮 2.目录 3. 设计题目及原始数据 4. 论述储罐总体结构的选择； 5主体设备设计计算及说明； 6 总结 7参考文献。

建筑供配电与照明课程设计任务书

《建筑供配电与照明》课程设计任务书 一、设计时间及地点 2016年6月20日，主教学楼210 二、设计目的和要求 1、设计目的 通过该课程设计，使学生加强对建筑供配电与照明课程的了解，学会查寻资料、主接线设计，以及计算、分析等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。 2、设计要求 （1）培养学生认真执行国家法规、标准和规范及使用技术资料解决实际问题的能力； （2）培养学生理论联系实际，努力思考问题的能力； （3）进一步理解所学知识，使其巩固和深化，拓宽知识视野，提高学生的综合能力； 三、设计课题和内容 课题一：某厂总降压变电所的设计 （一）基础资料 1、负荷大小 （1）用电设备总安装容量6630KW。 （2）计算负荷（10KV侧）P c =4522KW Q C =1405KVar 2、全年工作时数为8760h；T max=5600h

3、电源情况 （1）工作电源 由距该厂5km处变电站A接一回架空线路供电。A变电站110kv母线，S k=1918MVA S B =1000MvA，A变电站安装两台SFSLZ----3150KVA/110KVA三绕组变压器：U高 =10.5 中% U高低%=17 、U低中%=6%。供电电压等级，由用户选用35KV一种电压供电。 （2）备用电源：由B变电站接回一架空线路供电，只有在工作电源停电时，才允许投入备用电源。 （3）功率因数 用35KV供电时，cos∮≥0.90；用10kv供电时，cos∮≥0.95 （二）设计任务： 1、总降压变压电站主结线设计 2、短路电流计算 3、主要电气设备选择 4、主要设备的继电保护设计 课题二：某医院住宅楼供配电系统设计 该医院住宅楼，总建筑面积50000平方米，共27层，地下一层，地上26层，高87米，其中-1层为机房，1-3层为商业用，4-26层为标准住宅。 要求正常情况下两路市网分别供电，当一路市网停电后，不重要的三级负荷（普通照明等）停电，重要的一、二级负荷（事故应急照明、加压风机、送排风机、消防电梯、生活水泵、消防控制室设备）切换至另一路市网线路继续供电。两路市网供电，一路（T1）为商业及动力设备供电，另一路（T2）为民用住宅内供电，并互为备用，为一、二级负荷供电。 1-3层的商业用电：该住宅楼总建筑面积为50000 m2，则每层的面积大约为1852 m2。一层为高级商业设施，按130W/m2估算，则负荷大约为1852 x 130=240kW。二、三层为一般商业设施，按85W/m2估算，负荷大约为1852 x 85=160kW。确定一到三层的用电负荷大约为560kW。其他负荷估算及设备功率如下表：

课程设计液氨储罐设计

湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 姓名邹晓双 学号 专业年级12级化工2班 指导教师鲁德平 日期 目录 一、设计任务书 (1) 二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) 2、确定设计温度与设计压力 (2)

3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 设计参数的确定 (3) 筒体壁厚的设计 (3) 刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 液压试验压力的确定 (3) 液压试验的强度校核 . (3) 压力表的量程、水温的要求 (3) 液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4) 气压试验压力的确定 (4) 气压试验的强度校核 (4) 、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计 算 ..................................4 、开孔

补强的有关计算参数 .......................5 、补强圈的 设计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7) 2、液氨出料管 (7) 3、排污管 (7) 4、安全阀接口管 (7) 5、压力表接口管 (8) 七、设计结果一览表 (9) 八、液氨储罐装配图（见附图）............................... 一、设计任务书 试设计一液氨储罐，其公称容积、储罐内径、罐体（不包括封头）长度见下表。使用地点：家乡--湖北省十堰市竹溪县。 技术特性表

《供配电工程》课程设计任务书

《供配电工程》课程设计任务书 一、设计题目 二、设计目的： 1）使学生初步掌握企业供配电系统和变电所设计的基本思路、方法和步骤； 2）使学生学会查阅工程手册，借助资料进行简单设计； 3）通过设计将所学理论知识系统化、工程化，从而培养学生分析问题，解决问题的能力。 三、设计要求 要求根据本厂或小区所能取得的电源及本厂用电负荷情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所的位置与型式，确定变电所主变压器的台数与容量，选择变电所主接线方案及高低压设备与进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护装置，确定防雷和接地装置，最后按要求提交设计计算书及说明书，绘出设计图纸。 四、设计依据 五、设计任务 （一）设计任务及设计大纲 1、高压供电系统设计 根据供电部门提供的资料，选择本厂最优供电电压等级。 2、总降压变电站设计 <1>主接线设计：根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过概略分析比较，留下2-3个较优方案，对较优方案进行详细数据计算分析比较（经济计算分析时，设备价格，使用综合投资指标），确定最优方案 <2>短路电流计算，根据电气设备选择继电保护需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表 <3>主要电器设备选择：主要电气设备选择，包括断路器，隔离开关，导电截面和型号，绝缘子等设备的选择和校验。选用设备型号、数量、汇成设备一览表。 <4>主要设备继电保护设计，包括主变压器，线路等元件的保护方案、保护方式的选择和整定计算。 <5>配电装置设计：包括配电装置布置型式的选择、设备布置图。 <6>防雷、接地设计：包括直击雷保护，进行波保护和接地网设计。 3、车间变电所设计 根据车间负荷情况，选择车间变压器的台数，容量，以及变电所位置的原则考虑。 4、厂区10KV配电系统设计 根据所给资料，列出配电系统接线方案，经过详细的设计和分析比较，确定最优方案。 （二）要求在规定时间内独立完成以下工作量： 1、设计说明书、计算书须包括： （1）目录、前言。 （2）负荷计算和无功功率计算及补偿； （3）变电所位置和型式的选择； （4）变电所主变压器台数和容量及主接线方案的选择； （5）短路电流的计算；

课程设计液氨储罐设计精编WORD版

课程设计液氨储罐设计精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

湖北大学化学化工学院化工设备机械基础课程设计计算说明书 课程设计题目: 液氨储罐设计 姓名邹晓双 学号 专业年级 12级化工2班 指导教师鲁德平 日期 目录 一、设计任务书 (1)

二、液氨储罐设计参数的确定 (2) 1、根据要求选择罐体和封头的材料 (2) 2、确定设计温度与设计压力 (2) 3、其他设计参数 (2) 三、筒体和封头壁厚的计算 (2) 1、筒体壁厚的计算 (2) 1.1设计参数的确定 (3) 1.2筒体壁厚的设计 (3) 1.3刚度条件设计筒体的最小壁厚 (3) 2、罐体封头壁厚的计算 (3) 3、罐体的水压试验 (3) 3.1液压试验压力的确定 (3) 3.2液压试验的强度校核 . (3) 3.3压力表的量程、水温的要求 (3) 3.4液压试验的操作过程 (3) 4、罐体的气压试验 (4)

4.1气压试验压力的确定 (4) 4.2气压试验的强度校核 (4) 4.4、气压试验的操作过程 (4) 四、罐体的开孔与补强 (4) 1、开孔补强的设计准则 (4) 2、开孔补强的计算 ..................................4 2.1、开孔补强的有关计算参数 .......................5 2.2、补强圈的设 计 (5) 五、选择鞍座并核算承载能力 (5) 1、支座的设计 (5) 2、鞍座的计算 (6) 3、安装位置 (6) 4、人孔的设计 (6) 5、液面计的设计 (7) 六、选配工艺接管 (7) 1、液氨进料管 (7)

50M3液氯储罐设计

中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院：机械与动力工程学院 专业： 题目：（50）M3液氯储罐设计 指导教师：职称: 2014年06月16日

中北大学 课程设计任务书 2013/2014 学年第二学期 学院：机械与动力工程学院 专业： 学生姓名：学号： 课程设计题目：（50）M3液氯储罐设计 起迄日期： 课程设计地点：校内 指导教师： 基层教学组织负责人： 下达任务书日期: 2014年06月16日

课程设计任务书 1．设计目的： 设计目的 1)使用国家最新压力容器标准、规范进行设计，掌握典型过程设备设计的全过程。 2)掌握查阅和综合分析文献资料的能力，进行设计方法和设计方案的可行性研究和 论证。 3)掌握电算设计计算，要求设计思路清晰，计算数据准确、可靠，且正确掌握计算 机操作和专业软件的使用。 4)掌握工程图纸的计算机绘图。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：1．原始数据 设计条件表 序号项目数值单位备注 1 名称液氯储罐 2 用途液氯储存站 3 最高工作压力 1.466 MPa 由介质温度确定 4 工作温度-20～4 5 ℃ 5 公称容积（V g）50 M3 6 工作压力波动情况可不考虑 7 装量系数(υV) 0.9 8 工作介质液氯（高度危害） 9 使用地点室内 10 安装与地基要求 11 其它要求 管口表 接管代号公称尺寸连接尺寸标准连接面形式用途或名称 a DN65 HG20595-1997FM液氯进口管 b DN50 HG20595-1997FM安全阀接口 c DN500 HG/T21523-2005FM人孔 d DN50 HG20595-1997FM空气进口管 e DN50 HG20595-1997FM空气出口管 f DN25 HG20595-1997FM压力表接口 g DN20 HG20595-1997FM液位计接口 h DN65 HG20595-1997FM液氯出口管

电网课程设计任务书

《电网规划课程设计》任务书 长沙理工大学电气与信息工程学院 马士英

1设计任务 本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计: 1.1确定供电电压等级； 1.2初步拟定若干待选的电力网接线方案； 1.3发电厂、变电所主变压器选择； 1.4电力网接线方案的技术、经济比较； 1.5输电线路导线截面选择； 1.6调压计算。 2原始资料 2.1发电厂、变电所相对地理位置及距离 无穷大系统 2.2发电厂技术参数 装机台数、容量：4X 50 ( MW ) 额定电压(kV ): 10.5KV 额定功率因数COS e 0.8

最小运行方式为三台机运行

2.3负荷数据及有关要求 3设计要求 3.1设计中应严格遵守课程设计的规章制度，按时到设计教室进行设计，任何人不得迟到、早退和无辜缺席； 3.2同学应根据设计要求独立完成课程设计任务，同组成员之间可以商量讨论，但严禁相互抄袭； 3.3设计完成后，每个同学应提交打印的设计说明书一份，课程设计说明书编写和电路图绘制应附和规范要求； 3.4按时参加课程设计答辩。

《电网规划课程设计》任务书 长沙理工大学电气与信息工程学院 马士英

1设计任务 本次电力系统规划设计是根据给定的发电厂、变电所原始资料完成如下设计: 1.1确定供电电压等级； 1.2初步拟定若干待选的电力网接线方案； 1.3发电厂、变电所主变压器选择； 1.4电力网接线方案的技术、经济比较； 1.5输电线路导线截面选择； 1.6调压计算。 2原始资料 2.1发电厂、变电所相对地理位置及距离 发电厂最小运行方式为两台机运行