1 反应釜的设计参数及要求
设计参数及要求 设计压力（MPa） 设计温度(℃) 介质 焊接街头系数 全容积（m3） 搅拌器形式 腐蚀情况(mm) 推荐材料 搅拌轴转速(r/min) 电动机功率(KW) 传热面积 容器内 0.2 100 有机溶剂 0.85 1.3 推进式 微弱 Q235-A 250 5.5 >3 夹套内 0.3 150 蒸气 0.85
2 夹套反应釜设计
2.1
反应釜的罐体和夹套的设计
2.1.1 罐体和夹套的结构设计
罐体一般是立式圆筒形容器，有顶盖、筒体和罐底，通过支座安装在基础或平台上。
根据反应釜的设计参数及要求可知，罐体采用立式圆筒形结构，上、下封头均采用标准椭圆形封头。下封头与筒体焊接，上封头与筒体采用法兰连接。夹套采用焊接式整体结构形式。 2.1.2 筒体的几何尺寸计算
查资料选取该反应釜筒体的长径比i=H/ D1=1.2,则筒体的内径为
D1@34V=pi3
4′1.3=1.084m 3.14′1.2将计算结果圆整至公称直径标准系列，选取筒体直径D1=1100mm。此时，
pD12?1由计算得每一米高的筒体容积为V1m=40.950m3，表面积
F1m=pD1=3.454m2，查表得，DN=D1=1100mm时的标准椭圆封头曲面高度h1=275mm，直边高度h2=40mm，封头容积V封=0.1980m3，表面积
F封=1.39m820。
筒体高度为 H1=V-V封1.3-0.1980 mm==1.1m6=1160V1m0.950筒体高度圆整为H1=1200mm。
于是i=H1200==1.09，复核结果基本符合原定范围。 D11002.1.3 夹套几何尺寸计算
罐体直径D1=1100mm，则夹套内径为D2=D1+100=1200mm，符合压力容器公称直径系列。
取反应釜装填系数为h=0.80，则 估算夹套高度为 H2=hV-V封0.8?51.30.1980==0.95m0=V1m0.9509mm50
选取夹套高度H2=950mm，则H0=H1-H2=1200-950=250mm，这样满足筒体法兰螺栓的装拆要求。
夹套的传热面积为
F=F1mH2+F封=3.14?0.9501.3980=4.38m2 3m2
2.1.4 按内压计算厚度
罐体和夹套材料选用Q235-A，，设计温度t1=100℃（罐体内），t2=150℃（夹套内），设计压力p1=0.2Mpa（罐体内），p2=0.3Mpa（夹套内）。 液柱静压力
p1H=10-6rgh=10-6创11009.8?(1.20.275+0.040)=0.016Mpa 罐体计算压力
p1c=p1+p1H=0.2+0.016=0.216Mpa
夹套内介质为水蒸气，故其液柱静压力可以忽略不计，则夹套的计算压力为
p2c=p2=0.3Mpa
由设计任务书可知，焊接接头系数为f=0.85
查表可知设计温度下，Q235-A的许用应力为[d]=113Mpa。
t
筒体计算厚度d1=p1cD12[d]f-p1cp2cD22[d]f-p2cp1cD1tt=0.216′1100=1.23mm
2创1130.85-0.2160.3′1200=1.877mm
2创1130.85-0.3夹套计算厚度d2=筒体封头计算厚度
=d1'=2[d]f-0.5p1ctt=0.216′1100=1.234mm
2创1130.85-0.5 0.216=0.3′1200=1.875mm
2创1130.85-0.5 0.3'夹套封头计算厚度d2=p2cD22[d]f-0.5p2c取钢板厚度负偏差C1=0.6mm，腐蚀裕量：夹套C2=2mm，则夹套厚度附加量为
C=C1+C2=0.6+2=2.231mm
则有
筒体设计厚度d1c=d1+C=1.23+2=3.23mm
夹套设计厚度d2c=d2+C=1.877+2=3.87mm 筒体封头设计厚度d1'c=d1'+C1=1.234+2=3.234mm
'' 夹套封头设计厚度d2c=d2+C=1.875+2=3.875mm
圆整后选取
筒体名义厚度d1n=4mm 夹套名义厚度d2n=4mm 筒体封头名义厚度d1'n=6mm
' 夹套封头名义厚度d2n=6mm
2.1.5 按外压校核厚度
取厚度附加量C=2.6mm，假设筒体名义厚度d1n=10mm，则 筒体有效厚度d1e=d1n-C=10-2.6=7.4mm
筒体外径D1O=D1+2d1n=1100+2?101120mm
1042mm
筒体计算长度L=H2+1h1=950+1?275331042=0.914 系数LD=1O11201120D=151.35 系数1Od=1e7.4查文献得系数A=0.00095 查文献得系数B=48 许用外压力[p]=BD1Od1e=119.5=0.79Mpa>0.3Mpa
11207.4因此，名义厚度d1n=10mm时，筒体能满足0.3Mpa的外压要求。 筒体封头的厚度计算如下：
假设筒体封头名义厚度为d1'n=10mm，则d1'e=d1'n-C=7.4mm，
D1'O=D1+2d1'n=1120mm，
当量球壳外半径R1'O=0.9D1'O=1108mm 系数A=0.1250.125==0.000835 1108R1'O7.4d1'e查文献得系数B=110 许用外压力[p]=BR1'Od1'e=110=0.735pa 0.3Mpa
1108/7.4该假设满足稳定要求，筒体封头名义厚度为d1'n=10mm 2.1.6 水压试验校核
筒体材料为Q235，该材料有ss=235MPa，取F=0.85，则
st?0.9ss=0.9创0.85235=179.8MPa