2.5.3 整体夹套的结构类型
按照对罐体的包覆程度夹套可分为4种类型。I型仅圆筒的一部分有夹套,用在需要加热面积不大的场合。II型为圆筒的一部分和下封头包有夹套。这种夹套是常用的典型结构。III型是为了减少罐体的外压计算长度(当按外计算罐体壁厚时)L,或者为了实现在罐体的轴线方向分段地控制温度、进行加热和冷却而采用的分段夹套,各段之间设置加强圈或采用能够起到加强圈作用的夹套封口件。此结构适用于罐体细长的场合。IV型为全包覆式夹套。与前3种夹套比较具有最大的换热面积。
 
图2.3 夹套类型
考虑到本课题设计的要求,传热面要求不大,故使用II型圆筒的一部分和下封头包有夹套较为合适。夹套封头根据夹套直径及所选封头型式按标准选取,整体夹套与筒体的连接方式分为两种可拆卸式和不可拆卸式。不可拆卸式夹套(图2.4)的结构简单,密封可靠,主要适用于同一种材料支撑的搅拌设备。如果釜体与夹套用不同的材料制造,两者材料不能用焊接方法连接,或者因操作条件恶劣要求定期检查釜体表面时,应采用可拆连接(图2.5)。本课题夹套采用不可拆卸式,结构简单,密封可靠。
 
图2.4 可拆卸整体夹套结构
 
图2.5 不可拆卸整体夹套结构
2.5 釜体强度计算
2.5.1 内筒及夹套的受力分析
正常工作时:反应釜内的工作压力为0.3Mpa,夹套内工作压力为0.3Mpa,则夹套筒体和夹套封头为受0.3Mpa的内压,而内筒的筒体和下封头为既承受0.3Mpa的内压同时又承受0.3Mpa的外压,当工作条件为开机和停机时内筒无压力而夹套内有压力,此时内筒承受0.3Mpa的外压。,
2.5.2 筒体壁厚计算
(1) 承受0.3Mpa内压时筒体的厚度
筒体内设计压力: (2.7)
取釜体内设计压力:P1=0.32 Mpa
当容器内介质用蒸汽直接加热或被内置加热元件间接加热时,设计温度等于最高温度,本设备采用蒸汽直接加热,
因此, 筒体设计温度:
筒体液注静压力:    (2.8)
计算压力指日期在相应的设计温度下,用以确定元件厚度的压力,其中包括液注静压力。当液柱静压力小于设计压力的5%时可以忽略不计,此处显然大于,因此要考虑液柱静压力。
筒体计算压力:
 
焊接接头系数φ应根据受压元件的焊接接头型式及无损检测的长度比例来确定,本设备采用双面对接接头焊接,局部无损检测,因此取:φ=0.85.
设计温度下圆筒材料的的许用应力[σ]t查表2.5得:
   
表2.5 高合金钢钢板许用应力(摘自GB150-2011)
编号    钢板标准    厚度/mm    在下列温度(℃)下的许用应力
            ≤20    100    150
304    GB24511    1.5~80    137    114    103
釜体筒体计算厚度:
图2.6钢板厚度允许偏差(摘自GB/T 709)
钢板的厚度负偏差C1查图2.6得:C1=0.3mm。
对于不锈钢,当介质的腐蚀性极微时可取C2=0;304为不锈钢且介质腐蚀性极微,取C2=0,对304,钢板负偏差C1=0.3mm
 
釜体筒体名义厚度:
 
由钢板标准规格名义厚度取 。
(2) 承受0.3Mpa外压时筒体的厚度
夹套筒体内设计压力:
 
取釜体内设计压力:P2=0.32 Mpa
承受0.32Mpa外压时筒体的厚度为简化起见,首先假设 ,则有效厚度
 
内筒体承受外压部分的高度等于夹套高度,即 ,并以此定 及 之值。
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