《过程设备设计基础》 教案 4一压力容器设计 课程名称:过程设备设计基础 专业:过程装备与控制工程 任课教师:
《过程设备设计基础》 教案 4—压力容器设计 课程名称：过程设备设计基础 专 业：过程装备与控制工程 任课教师：
第4章压力容器设计 本章主要介绍压力容器设计准则、常规设计方法和分析设计方法,重点是常规设计的基 本原理和设计方法。 §4-1概述 主要教学内容 授课方式 授课时数 1、压力容器设计的基本内容 2、压力容器设计的基本要求 讲授 3、压力容器设计条件 自学 4、压力容器设计文件 1、了解压力容器设计的基本内容、基本要求 教学目的和要求 2、了解压力容器设计条件、设计方法和设计文件的内容 教学重点和难点压力容器设计的基本内容和基本要求 果外作业 思考题 41概述 教学重点:压力容器设计的基本概念、设计要求 教学难点:无 压力容器发展趋势越来越大型化、高参数、选用高强度材料,本章着重介绍 压力容器设计思想、常规设计方法和分析设计方法。 什么是压力容器的设计? 压力容器设计是指根据给定的工艺设计条件,遵循现行规范标准的规定,在 确保安全的前提下,经济正确地选取材料,并进行结构、强(刚)度和密封设让。 结构设计--确定合理、经济的结构形式,满足制造、检验、装配和维修 等要求 强(刚)度设计-确定结构尺寸,满足强度、刚度和稳定性要求,以确 保容器安全、可靠地运行。 密封设计--选择合适的密封结构和材料保证密封性能良好。 41.1设计要求 设计的基本要求是安全性和经济性的统一,安全是前提,经济是目标,在充
第 4 章 压力容器设计 本章主要介绍压力容器设计准则、常规设计方法和分析设计方法，重点是常规设计的基 本原理和设计方法。 §4-1 概述 主 要 教 学 内 容 授课方式 授课时数 1、压力容器设计的基本内容 2、压力容器设计的基本要求 3、压力容器设计条件 4、压力容器设计文件 讲授 自学 2 教学目的和要求 1、了解压力容器设计的基本内容、基本要求 2、了解压力容器设计条件、设计方法和设计文件的内容 教学重点和难点 压力容器设计的基本内容和基本要求 课外作业 思考题 4.1 概述 教学重点:压力容器设计的基本概念、设计要求 教学难点：无 压力容器发展趋势越来越大型化、高参数、选用高强度材料，本章着重介绍 压力容器设计思想、常规设计方法和分析设计方法。 什么是压力容器的设计？ 压力容器设计是指根据给定的工艺设计条件，遵循现行规范标准的规定，在 确保安全的前提下，经济正确地选取材料，并进行结构、强（刚）度和密封设计。 结构设计--------确定合理、经济的结构形式，满足制造、检验、装配和维修 等要求。 强（刚）度设计---------确定结构尺寸，满足强度、刚度和稳定性要求，以确 保容器安全、可靠地运行。 密封设计--------选择合适的密封结构和材料保证密封性能良好。 4.1.1 设计要求 设计的基本要求是安全性和经济性的统一，安全是前提，经济是目标，在充
分保证安全的前提下尽可能做到经济,经济性包括材料的节约、经济的制造过程 和经济的安装维修 41.2设计文件 压力容器的设计文件包括:设计图样 技术条件 设计计算书 必要时包括设计或安装使用说明书 分析设计还应提供应力分析报告 强度计算书包括 ★设计条件、所用的规范和标准、材料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚 度、计算应力等 ★装设安全泄放装置的压力容器,还应计算压力容器安全泄放量安全阀 排量和爆破片泄放面积。 ★当采用计算机软件进行计算时,软件必须经“压力容器标准化技术委 员会”评审鉴定,并在国家质量技术监督局认证备案,打印结果中应 有软件程序编号、输入数据和计算结果等内容。 设计图样包括:总图和零部件图 总图包括压力容器名称、类别、设计条件 主要受压元件设计材料牌号及材料要求 主要受压元件材料牌号及材料要求; 主要特性参数(如容积、换热器换热面积和程数) 制造要求:;热处理要求;防腐蚀要求;无损检测要求;耐压试验和气密 性试验要求:安全附件的规格:压力容器铭牌位置 包装、运输、现场组焊和安装要求;以及其他特殊要求 41.3设计条件 设计条件可用设计条件图表示(设计任务所提供的原始数据和工艺要求) 设计条件图包含设计要求、简图、接管表等 简图---示意性的画出容器本体、主要内件部分结构尺寸、接管位置、支座形 式及其他需要表达的内容。 设计要求---工作介质、压力和温度、操作方式与要求和其他 为便于填写,设计条件图又分为 一般设计条件图
分保证安全的前提下尽可能做到经济，经济性包括材料的节约、经济的制造过程 和经济的安装维修。 4.1.2 设计文件 压力容器的设计文件包括：设计图样 技术条件 设计计算书 必要时包括设计或安装使用说明书. 分析设计还应提供应力分析报告 强度计算书包括： ★ 设计条件、所用的规范和标准、材料、腐蚀裕量、计算厚度、名义厚 度、计算应力等。 ★ 装设安全泄放装置的压力容器，还应计算压力容器安全泄放量安全阀 排量和爆破片泄放面积。 ★ 当采用计算机软件进行计算时，软件必须经“压力容器标准化技术委 员会”评审鉴定，并在国家质量技术监督局认证备案，打印结果中应 有软件程序编号、输入数据和计算结果等内容。 设计图样包括：总图和零部件图 总图包括压力容器名称、类别、设计条件； 主要受压元件设计材料牌号及材料要求； 主要受压元件材料牌号及材料要求； 主要特性参数（如容积、换热器换热面积和程数） 制造要求；热处理要求；防腐蚀要求；无损检测要求；耐压试验和气密 性试验要求；安全附件的规格；压力容器铭牌位置； 包装、运输、现场组焊和安装要求；以及其他特殊要求。 4.1.3 设计条件 设计条件可用设计条件图表示(设计任务所提供的原始数据和工艺要求) 设计条件图包含设计要求、简图、接管表等 简图-------示意性的画出容器本体、主要内件部分结构尺寸、接管位置、支座形 式及其他需要表达的内容。 设计要求-------工作介质、压力和温度、操作方式与要求和其他。 为便于填写，设计条件图又分为 一般设计条件图
换热器条件图:应注明换热管规格、管长及根数、排列形式、换热面积与程数等 塔器条件图:应注明塔型、塔板数量及间距、基本风压和地震设计烈度和场地土 类别 搅拌容器条件图:应注明搅拌器形式及转向、轴功率等。 压力容器设计的基本内容 结构设计一满足工艺、制造、使用、检验等方面的要求, 设计简单、合理、经济的结构形式。 基本设计内容/度和刚度设计一通过强度和刚度计算,确定零部件结 构尺寸,选择合适的材料。 密封设计一选择或设计合理的密封结构,选择合适的密 封材料 2、压力容器设计的基本步骤: 用户提出技术要求 分析容器的工作条件,确定设计参数 结构分析、初步选材 选择合适的规范和标准 应力分析和强度计算 确定构件尺寸和材料 绘制图纸,提供设计计算书和其它技术文件 压力容器设计的基本要求 设计基本要求安全性 经济性 基本原则 安全是前提和核心,经济是设计的目标,在充分保证压力容器安全的前提下应尽可能做到经 济
换热器条件图：应注明换热管规格、管长及根数、排列形式、换热面积与程数等 塔器条件图：应注明塔型、塔板数量及间距、基本风压和地震设计烈度和场地土 类别 搅拌容器条件图：应注明搅拌器形式及转向、轴功率等。 一、压力容器设计的基本内容 2、压力容器设计的基本步骤： 用户提出技术要求 ↓ 分析容器的工作条件，确定设计参数 ↓ 结构分析、初步选材 ↓ 选择合适的规范和标准 ↓ 应力分析和强度计算 ↓ 确定构件尺寸和材料 ↓ 绘制图纸，提供设计计算书和其它技术文件 二、压力容器设计的基本要求 基本原则： 安全是前提和核心，经济是设计的目标，在充分保证压力容器安全的前提下应尽可能做到经 济。 经济性 安全性 设计基本要求 封材料。 密封设计 — 选择或设计合理的密封结构，选择合适的密 构尺寸，选择合适的材料。 强度和刚度设计 — 通过强度和刚度计算，确定零部件结 设计简单、合理、经济的结构形式。 结构设计 — 满足工艺、制造、使用、检验等方面的要求， 1、基本设计内容
三、压力容器设计条件 1、设计条件图 容器条件图 设计条件园换热器条件图 塔器条件图 搅拌容器条件图 2、基本设计要求 工作介质 设计要求压力和温度 操作方式和要求 其它(容积、材料、设计寿命、腐蚀速率、保温条件等) 常规设计方法 四、压力容器设计方法分析设计方法 疲劳分析设计方法 断裂力学分析设计方法 设计图样 五、压力容器设计文件设计计算书 安装、使用说明书及其它文件 §42设计准则 主要教学内容 授课方式 授课时数 1、压力容器的失效 讲授 2、压力容器失效设计准则 自学 「、了解压力容器失效的基本形式 教学目的和要求2、了解压力容器的强度失效设计准则、刚度失效设计准则、稳 定失效设计准则和泄漏失效设计准则 教学重点和难点压力容器失效设计准则 果外作业 思考题
三、压力容器设计条件 1、设计条件图 2、基本设计要求 §4-2 设计准则 主 要 教 学 内 容 授课方式 授课时数 1、压力容器的失效 2、压力容器失效设计准则 讲授 自学 2 教学目的和要求 1、了解压力容器失效的基本形式 2、了解压力容器的强度失效设计准则、刚度失效设计准则、稳 定失效设计准则和泄漏失效设计准则 教学重点和难点 压力容器失效设计准则 课外作业 思考题 搅拌容器条件图 塔器条件图 换热器条件图 容器条件图 设计条件图 其它（容积、材料、设计寿命、腐蚀速率、保温条件等） 操作方式和要求 压力和温度 工作介质 设计要求 断裂力学分析设计方法 疲劳分析设计方法 分析设计方法 常规设计方法 四、压力容器设计方法 安装、使用说明书及其它文件 设计计算书 设计图样 五、压力容器设计文件