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          液氮低溫臥式儲罐設計結構

          作者:臥式儲罐 發表時間:2016-01-27 11:23【

            液氮低溫臥式儲罐是廣泛應用于空分系統中的產品化工儲罐,由于其特殊的工作環境,工作溫度為-196℃,致使其結構及材料的應用必須滿足超低溫的要求,工業生產中具有特定的工藝功能并承受一定壓力的設備,稱壓力容器。設計溫度為-20℃以下的壓力容器被稱為低溫壓力容器,對于低溫壓力容器首先要選用合適的材料,材料在使用溫度下應具有良好的韌性。致使低于-196℃時可選用奧氏體不銹鋼。罐體分內罐,外罐兩層,因此內罐材質選用不銹鋼為0Cr18Ni9,外罐材質選用碳鋼為Q235-B。內外罐中間填充絕熱材料,即內筒壁與外筒壁之間用珠光砂填充絕熱。本儲罐結構示意圖見圖1.1。

          臥式儲罐結構示意圖

          液氮低溫臥式儲罐
            圖1.1臥式儲罐結構示意圖
            表1.1 設計數據
          序號 項目 數值1 數值2 單位
          1 名稱 20m3液氮臥式儲罐
          2 筒體材料 內膽:16MnDR    外膽:Q-235B
          3 設計壓力 0.88   MPa
          4 設計溫度 內膽:-196 外膽:室溫
          5 公稱直徑 2200   mm
          6 公稱容積 20   m3
          7 充裝系數 0.9    
          8 工作介質 液氮  
          9 其他要求 100%無損檢測
            依據表1.1設計參數得出臥式儲罐結構尺寸見表1.2。

          臥式儲罐結構示意圖

          液氮低溫臥式儲罐
           
            表1.2臥式儲罐結構 尺寸 (單位:mm)
          項目 直徑 筒體長 筒體壁厚 封頭壁厚 材質
          內筒 2200 15270 5000 8 8 0Cr18Ni9
          外筒 2300 16941 7136 10 10 Q235-B
            封頭即是容器的端蓋。根據形狀的不同,分為球形封頭、橢圓形封頭、蝶形封頭和平板封頭等結構形式。本儲罐選擇橢圓形封頭,其內膽封頭與外膽封頭尺寸見表1.3。
            表1.3 EHA橢圓形封頭內表面積、容積
          封頭類別 公稱直徑DN /mm 曲面高
          hi/mm
          直邊高度h/mm 總深度H /mm 內表面積A/ 容積
          /
          內封頭 2200 550 40 590 5.5229 1.5459
          外封頭 2300 575 40 615 6.0233 1.7588
                         
            儲罐還有人孔、支座以及各種接管組成。接管主要設有排污管、安全閥、壓力表、溫度計、進料口和出料口等。
            根據HG/T21517-2005回轉蓋帶頸平焊法蘭人孔,查表3-3,選用凹凸面型,其明細尺寸見表1.4。
          序號 名稱 數值 序號 名稱 數值
          1 公稱壓力 PN=1.0MPa 11 D1 620
          2 公稱直徑 DN=500 12 D 670
          3 螺栓尺寸 M24×100 13 H1 250
          4 螺母數量 20 14 H2 103
          5 螺栓數量 20 15 A 365
          6 總質量 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    



          臥式儲罐結構示意圖

          液氮低溫臥式儲罐
           
            表1.4 人孔尺寸表 單位:mm
            查JB4712.1-2007《容器支座》,選取輕型,焊制為BⅠ,包角為120°,有墊板的鞍座。設計鞍座結構尺寸如下表1.5。

          臥式儲罐結構示意圖

          液氮低溫臥式儲罐
           
            表1.5 鞍式支座結構尺寸 單位mm
          序號 名稱 數值1 數值2 數值3
          1 墊板弧長     2680    
          2 公稱直徑    DN=2300     
          3 允許載荷    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 墊板    e=100          b4=500       δ4=10
          9
          10
          11
          12
          螺栓間距
          螺孔/孔長
          鞍座質量
          腹板
             l2=1460
             D/l=24/40
             215Kg
             δ2=14
           
            接管的材料為0Cr18Ni9,長度根據實際情況選擇,查得接口管口參數見表1.6。
            表1.6 接口管口表
          符號 公稱尺寸(mm 連接尺寸(mm 用途或名稱
          a 500 Φ530×8 人孔
          b 20 Φ25×3.5 壓力表口
          c 20 Φ25×3.5 溫度計口
          d 40 Φ45×4 排空口
          e 65 Φ76×6 安全閥口
          f 65 Φ76×6 液料進口
          g 65 Φ76×6 排污口
          h 65 Φ76×6 液料出口
            查HG/T 20592-2009《鋼制管法蘭》中表8.2.2-2 PN10帶頸對焊焊鋼制管法蘭,選取各管口公稱直徑,查得各法蘭的尺寸見表1.7。

          臥式儲罐結構示意圖

          液氮低溫臥式儲罐
           
            表1.7 法蘭表
          管口名稱 公稱直徑DNmm 鋼管外徑A1mm 法蘭外徑Dmm 螺孔中心圓直徑Kmm 螺孔直徑Lmm 螺孔數量n(個) 螺紋Th
          出料口 65 76B 185 145 18 8 M16
          進料口 65 76B 185 145 18 8 M16
           排污口 65 76B 185 145 18 8 M16
          安全閥口 65 76B 185 145 18 8 M16
          排空口 40 45B 150 110 18 4 M16
          壓力表口 20 25B 105 75 14 4 M12
          溫度計口 20 25B 105 75 14 4 M12
            密封墊片選擇非金屬軟墊片系列中的石棉橡膠板。

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