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液氮低温卧式储罐设计结构

文章出处:卧式储罐 作者:卧式储罐 发表时间:2016-01-27 11:23【

  液氮低温卧式储罐是广泛应用于空分系统中的产品化工储罐,由于其特殊的工作环境,工作温度为-196℃,致使其结构及材料的应用必须满足超低温的要求,工业生产中具有特定的工艺功能并承受一定压力的设备,称压力容器。设计温度为-20℃以下的压力容器被称为低温压力容器,对于低温压力容器首先要选用合适的材料,材料在使用温度下应具有良好的韧性。致使低于-196℃时可选用奥氏体不锈钢。罐体分内罐,外罐两层,因此内罐材质选用不锈钢为0Cr18Ni9,外罐材质选用碳钢为Q235-B。内外罐中间填充绝热材料,即内筒壁与外筒壁之间用珠光砂填充绝热。本储罐结构示意图见图1.1。

卧式储罐结构示意图

液氮低温卧式储罐
  图1.1卧式储罐结构示意图
  表1.1 设计数据
序号 项目 数值1 数值2 单位
1 名称 20m3液氮卧式储罐
2 筒体材料 内胆:16MnDR    外胆:Q-235B
3 设计压力 0.88   MPa
4 设计温度 内胆:-196 外胆:室温
5 公称直径 2200   mm
6 公称容积 20   m3
7 充装系数 0.9    
8 工作介质 液氮  
9 其他要求 100%无损检测
  依据表1.1设计参数得出卧式储罐结构尺寸见表1.2。

卧式储罐结构示意图

液氮低温卧式储罐
 
  表1.2卧式储罐结构 尺寸 (单位:mm)
项目 直径 筒体长 筒体壁厚 封头壁厚 材质
内筒 2200 15270 5000 8 8 0Cr18Ni9
外筒 2300 16941 7136 10 10 Q235-B
  封头即是容器的端盖。根据形状的不同,分为球形封头、椭圆形封头、蝶形封头和平板封头等结构形式。本储罐选择椭圆形封头,其内胆封头与外胆封头尺寸见表1.3。
  表1.3 EHA椭圆形封头内表面积、容积
封头类别 公称直径DN /mm 曲面高
hi/mm
直边高度h/mm 总深度H /mm 内表面积A/ 容积
/
内封头 2200 550 40 590 5.5229 1.5459
外封头 2300 575 40 615 6.0233 1.7588
               
  储罐还有人孔、支座以及各种接管组成。接管主要设有排污管、安全阀、压力表、温度计、进料口和出料口等。
  根据HG/T21517-2005回转盖带颈平焊法兰人孔,查表3-3,选用凹凸面型,其明细尺寸见表1.4。
序号 名称 数值 序号 名称 数值
1 公称压力 PN=1.0MPa 11 D1 620
2 公称直径 DN=500 12 D 670
3 螺栓尺寸 M24×100 13 H1 250
4 螺母数量 20 14 H2 103
5 螺栓数量 20 15 A 365
6 总质量 147Kg 16 d 24
7 b1 23 17 b 28
8 b2 28 18 L 250
9 B 175 19 dw×s 530×8
10 d0 24 20    



卧式储罐结构示意图

液氮低温卧式储罐
 
  表1.4 人孔尺寸表 单位:mm
  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。设计鞍座结构尺寸如下表1.5。

卧式储罐结构示意图

液氮低温卧式储罐
 
  表1.5 鞍式支座结构尺寸 单位mm
序号 名称 数值1 数值2 数值3
1 垫板弧长     2680    
2 公称直径    DN=2300     
3 允许载荷    Q=410Kg    
4 鞍座高度    h=250    
5 底板    l1=1660    b1=240       δ1=14
6 筋板      b2=240  
7 筋板    l3=255    b3=290       δ3=14
8 垫板    e=100          b4=500       δ4=10
9
10
11
12
螺栓间距
螺孔/孔长
鞍座质量
腹板
   l2=1460
   D/l=24/40
   215Kg
   δ2=14
 
  接管的材料为0Cr18Ni9,长度根据实际情况选择,查得接口管口参数见表1.6。
  表1.6 接口管口表
符号 公称尺寸(mm 连接尺寸(mm 用途或名称
a 500 Φ530×8 人孔
b 20 Φ25×3.5 压力表口
c 20 Φ25×3.5 温度计口
d 40 Φ45×4 排空口
e 65 Φ76×6 安全阀口
f 65 Φ76×6 液料进口
g 65 Φ76×6 排污口
h 65 Φ76×6 液料出口
  查HG/T 20592-2009《钢制管法兰》中表8.2.2-2 PN10带颈对焊焊钢制管法兰,选取各管口公称直径,查得各法兰的尺寸见表1.7。

卧式储罐结构示意图

液氮低温卧式储罐
 
  表1.7 法兰表
管口名称 公称直径DNmm 钢管外径A1mm 法兰外径Dmm 螺孔中心圆直径Kmm 螺孔直径Lmm 螺孔数量n(个) 螺纹Th
出料口 65 76B 185 145 18 8 M16
进料口 65 76B 185 145 18 8 M16
 排污口 65 76B 185 145 18 8 M16
安全阀口 65 76B 185 145 18 8 M16
排空口 40 45B 150 110 18 4 M16
压力表口 20 25B 105 75 14 4 M12
温度计口 20 25B 105 75 14 4 M12
  密封垫片选择非金属软垫片系列中的石棉橡胶板。