反應(yīng)釜工作壓力為0.7 MPa, 設(shè)計壓力取0.8 MPa, 腐蝕裕量取1 mm, 鋼板負偏差取0.8 mm,材料的許用應(yīng)力為130 MPa, 按GB150— 1998《鋼制壓力容器》設(shè)計出頂蓋的厚度約為5 mm。再按照文獻[ 1]的設(shè)計方法, 考慮到頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 對頂蓋進行整體補強設(shè)計, 終頂蓋厚度圓整到8 mm。按外壓容器設(shè)計因為反應(yīng)釜工作時可能出現(xiàn)負壓, 約為-0.077MPa, 設(shè)計時必須考慮筒體的失穩(wěn)現(xiàn)象, 需按外壓容器設(shè)計壁厚。夾套的工作壓力為0.6 MPa, 設(shè)計外壓取為0.7 MPa。按外壓容器設(shè)計出筒體的名義厚度為14 mm, 為取材一致和開孔補強, 故將頂蓋厚度取與筒體相同。同樣, 考慮頂蓋密集開孔的削弱和攪拌器等附件重量的影響, 頂蓋厚度取16 mm。根據(jù)以上分析, 頂蓋的名義厚度的設(shè)計值16mm。不考慮設(shè)備的傳熱設(shè)計,或?qū)挻蛘玫靥岢鰺嶝摵墒遣豢扇〉?這樣往往造成鍋爐或熱油爐容量偏大。

由于水熱合成反應(yīng)釜攪拌器組件由多點支撐, 而且在常規(guī)設(shè)計時考慮了機架、減速機和電機共同作用在頂蓋上壓力的影響和局部開孔的影響, 對封頭進行了整體補強設(shè)計, 所以有限元建模時, 為了簡化分析, 不考慮它們的影響, 只考慮跨頂蓋和筒體開人孔的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)具有對稱性, 所以取其1/2 作為研究對象。筒體與接管長度的取值都大于2.5 RT(R為接管與筒體半徑, T為接管與筒體的厚度), 筒體和封頭的厚度取值為13.4 mm(封頭成型后的實際厚度減去腐蝕裕量), 接管厚度為9 mm。材料特性人孔接管、筒體和封頭的材質(zhì)均為0Cr18Ni9,設(shè)計壓力為0.8 MPa, 工作壓力為0.7MPa, 設(shè)計溫度為200 ℃, 工作溫度為180 ℃,腐蝕余量為1 mm，在筒體底部的橫截面上施加軸向固定約束，對稱面上施加對稱約束, 并在筒體底部橫截面上一點(其坐標為(0, -475, 513.4))約束X方向的位移, 以防模型發(fā)生該方向的剛體運動。各種保護及安全信號裝置反應(yīng)釜的設(shè)計充分考慮了設(shè)備運行的安全性,所有與設(shè)備安全有關(guān)、需要保護的部位均設(shè)置了信號指示和保護措施。在封頭、筒體及人孔筒節(jié)的內(nèi)表面上施加內(nèi)壓載荷0.8MPa, 在人孔筒節(jié)的外端面上施加等效應(yīng)力9.1MPa

水熱合成反應(yīng)釜頂蓋補強設(shè)計　　

前面的分析設(shè)計說明, 由于開孔的原因, 應(yīng)力集中非常嚴重, 導致強度不足, 必須設(shè)法補強, 滿足強度要求。從經(jīng)濟方面考慮, 盡管貼補強圈給制造帶來了一定的難度, 但總體來說貼補強圈比整體補強要經(jīng)濟。另外, 由于反應(yīng)釜外部所接管線比較多, 特別是頂蓋上面, 所以選擇了在內(nèi)部貼680 mm×8mm的補強圈。無損檢測要求為了確保強度, 保證焊縫質(zhì)量, 無損檢測要特別注意以下內(nèi)容:(1)對局部薄膜應(yīng)力高的部位應(yīng)加強內(nèi)部質(zhì)量的檢測, 一般情況下該部位應(yīng)做超聲波檢測, 但基于材料為不銹鋼, 則用表面探傷代替; (2)對人孔接管與封頭、筒體連接的角焊縫, 應(yīng)做表面無損檢測, 要求制造廠家必須保證全焊透?！　?3)對彎曲應(yīng)力較高的表面, 要求做表面檢測,因材料為不銹鋼, 作滲透檢測。傳動軸與上蓋間采用聚四氟編織填料密封,其耐腐蝕、耐磨、導熱性好。