压力容器设计理论与应用 基本知识、标准要求、案例分析PDF电子书下载

第1章 绪论 1

第2章 压力容器设计基本要求 3

2.1 安全技术规范对压力容器设计的基本要求 3

2.1.1 TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 3

2.1.2 TSG R0001—2004《非金属压力容器安全技术监察规程》 6

2.1.3 TSG R0003—2007《简单压力容器安全技术监察规程》 7

2.2 GB 150《压力容器》对压力容器设计的基本要求 7

2.2.1 一般规定 7

2.2.2 载荷 7

2.2.3 设计压力和计算压力的确定 8

2.2.4 设计温度的确定 8

2.3 压力容器设计文件 8

2.3.1 通用要求 8

2.3.2 设计总图 8

第3章 压力容器材料选择 10

3.1 压力容器钢板选用一般原则 10

3.2 常用压力容器钢板的种类及性能 10

3.2.1 碳素钢和低合金结构钢 11

3.2.2 高合金结构钢 11

3.2.3 低温钢 11

3.2.4 抗氢钢 12

3.3 常用压力容器不锈钢材料的合理选用 12

3.3.1 水介质 12

3.3.2 盐酸和氢氟酸介质 13

3.3.3 硫酸介质 13

3.3.4 尿素甲铵液介质 14

3.4 湿硫化氢应力腐蚀环境下压力容器用钢 14

3.4.1 湿硫化氢环境 14

3.4.2 钢在湿硫化氢环境下的腐蚀机理 15

3.4.3 选用原则 16

3.5 材料代用问题 17

3.5.1 “以优代劣” 问题 17

3.5.2 “以厚代薄” 问题 18

3.6 案例分析 18

3.6.1 选材优化 18

3.6.2 材料标准选择 20

第4章 压力容器强度计算 21

4.1 强度失效设计准则 21

4.2 采用弹性失效设计准则的常规设计方法 22

4.3 主要受压元件强度计算 22

4.3.1 内压圆筒 22

4.3.2 封头 23

4.4 平盖 25

4.4.1 圆形平盖厚度 25

4.4.2 带加强筋平盖封头 25

4.5 开孔补强计算 26

4.5.1 计算方法和一般规定 26

4.5.2 单个开孔补强的等面积法 27

4.5.3 两种开孔补强方法分析 30

4.6 案例分析 31

第5章 压力容器稳定性设计 33

5.1 失稳现象 33

5.2 设计理论 34

5.2.1 图算法原理 35

5.2.2 解析公式法 35

5.2.3 外压容器设计计算 37

5.2.4 外压容器校核计算 37

5.3 加强圈计算 37

5.3.1 主要参数确定 37

5.3.2 加强圈的设置 38

5.4 案例分析 39

5.4.1 图算法计算示例 39

5.4.2 解析公式法设计示例 40

5.4.3 失稳案例分析 41

第6章 密封结构及法兰设计 44

6.1 概述 44

6.2 密封机理及主要影响因素 44

6.2.1 密封机理 44

6.2.2 影响密封性能的主要因素 45

6.3 螺栓法兰连接设计 46

6.3.1 法兰结构类型 46

6.3.2 标准法兰选用 47

6.3.3 非标法兰设计 48

6.4 高压双锥密封设计 51

6.4.1 双锥密封原理 51

6.4.2 双锥设计计算 52

6.4.3 双锥环密封比压 53

第7章 压力容器分析设计方法 55

7.1 常规设计的局限性 55

7.2 分析设计的基本思想 56

7.2.1 极限分析概念 56

7.2.2 安定性分析概念 57

7.2.3 疲劳分析概念 58

7.2.4 应力强度限制 59

7.3 分析设计标准的应用 60

第8章 压力容器安全泄放量计算 62

8.1 概述 62

8.2 安全阀的分类及选用 62

8.2.1 安全阀分类 62

8.2.2 安全阀选用 63

8.3 安全阀排放量计算 63

8.3.1 压力容器安全泄放量计算 63

8.3.2 安全阀排放能力计算 64

8.3.3 安全阀最小排放面积和口径计算 65

8.3.4 确定安全阀的公称压力 66

第9章 卧式容器设计 67

9.1 结构型式 67

9.2 设计计算 68

9.2.1 计算步骤 68

9.2.2 圆筒轴向弯矩计算 69

9.2.3 圆筒体的轴向应力及其位置 70

9.2.4 应力校核 71

9.3 鞍座设计 73

9.3.1 鞍座设计要点 73

9.3.2 鞍座轴向位置 74

9.3.3 鞍座结构尺寸 75

9.3.4 加强圈的设置 76

9.3.5 鞍式支座结构 77

9.4 卧式容器设计合理性 77

9.5 标准要求 79

9.5.1 一般规定 79

9.5.2 材料 80

9.5.3 结构 81

9.5.4 制造、检验与验收 81

9.6 案例分析 82

9.6.1 结构优化 82

9.6.2 三鞍座卧式容器的设计 85

第10章 塔式容器设计 90

10.1 基础知识 90

10.1.1 塔设备的应用 90

10.1.2 塔设备的分类及结构 91

10.1.3 裙座、吊耳与吊柱 93

10.2 设计计算 95

10.2.1 载荷分析及计算 95

10.2.2 筒体的强度及稳定性校核 96

10.2.3 轴式吊耳的强度校核 96

10.2.4 裙座结构设计 98

10.2.5 塔地脚螺栓孔中心圆直径的计算 99

10.3 标准要求 100

10.3.1 材料 100

10.3.2 设计参数 102

10.3.3 标准不适用的塔式容器 104

10.4 设计问题解析 105

第11章 钢制球形储罐设计 108

11.1 基础知识 108

11.1.1 定义、分类与应用 108

11.1.2 结构特点 109

11.2 设计计算 112

11.2.1 一般规定 112

11.2.2 支柱计算 113

11.2.3 接管补强 114

11.2.4 其他部件计算 115

11.3 标准要求 115

11.3.1 一般规定 115

11.3.2 制造检验要求 118

11.3.3 低温球罐特殊要求 120

11.4 案例分析 121

11.4.1 基本参数 121

11.4.2 球罐设计 121

11.4.3 球壳制造、安装技术要求 123

第12章 热交换器设计 125

12.1 基础知识 125

12.1.1 热交换器分类 125

12.1.2 热交换器的特点 126

12.1.3 “管式”热交换器的结构 128

12.1.4 螺旋板式热交换器的结构 133

12.2 设计计算 134

12.2.1 筒体、封头、开孔补强 134

12.2.2 管板与换热管计算 135

12.2.3 管板设计改进 136

12.2.4 带膨胀节固定管板热交换器的强度计算 138

12.2.5 波纹管热交换器管板强度计算方法 139

12.2.6 螺旋板式热交换器设计 141

12.3 标准要求 141

12.4 案例分析 144

12.4.1 设计常见问题 145

12.4.2 案例分析 145

第13章 低温压力容器设计 148

13.1 基础知识 148

13.1.1 低温压力容器定义 148

13.1.2 低温压力容器特点 149

13.1.3 低温低应力工况 149

13.2 材料与结构要求 150

13.2.1 材料要求 150

13.2.2 结构设计要求 151

13.2.3 设计思想的变迁 152

13.3 标准要求 155

13.3.1 设计温度确定 156

13.3.2 材料选择 156

13.3.3 结构设计 157

13.3.4 制造与检验 158

13.4 案例分析 159

第14章 固定式真空绝热深冷压力容器设计 162

14.1 基础知识 162

14.1.1 基本构造 162

14.1.2 材料选用 163

14.1.3 结构设计要点 164

14.1.4 绝热设计要点 166

14.1.5 影响真空度（绝热效果）的因素 166

14.2 标准要求 167

14.2.1 载荷及许用应力 168

14.2.2 结构设计 169

14.2.3 管路系统设计 170

14.2.4 检验要求 170

14.2.5 其他要求 171

14.2.6 免除疲劳分析条件 171

14.3 案例分析 172

第15章 制冷装置用压力容器设计 175

15.1 基础知识 175

15.1.1 热交换设备 175

15.1.2 储存设备 177

15.1.3 分离以及收集设备 178

15.1.4 制冷剂 180

15.2 标准要求 182

15.2.1 设计要求 182

15.2.2 制造、检验与验收 185

15.2.3 泄漏试验与真空试验 187

15.3 典型制冷装置压力容器设计 188

15.3.1 中间冷却器 188

15.3.2 高压储液器 189

15.3.3 低压循环桶 189

15.3.4 油分离器 190

15.3.5 氨液分离器 190

第16章 搪玻璃压力容器设计 192

16.1 基础知识 192

16.1.1 概述 192

16.1.2 材料选用 194

16.1.3 结构设计 197

16.2 标准要求 200

16.2.1 设计要求 200

16.2.2 制造要求 201

16.2.3 检验、验收要求 202

第17章 铸铁压力容器设计 203

17.1 基础知识 203

17.1.1 铸铁材料特性 203

17.1.2 常见烘缸结构 203

17.1.3 设计计算 204

17.1.4 端盖结构优化设计 206

17.2 标准要求 207

17.2.1 设计限制 207

17.2.2 设计要求 208

17.2.3 制造要求 209

17.2.4 液压破坏试验规定 209

17.3 案例分析 211

第18章 快开门式压力容器设计 212

18.1 概述 212

18.1.1 结构分类 212

18.1.2 安全联锁装置分类 215

18.2 设计计算 216

18.3 标准要求 218

18.3.1 材料 218

18.3.2 安全联锁功能 218

18.3.3 制造与检验要求 218

18.4 爆炸能量计算 218

18.4.1 压缩气体爆炸能量 219

18.4.2 水蒸气爆炸能量 219

18.5 常见的缺陷及检验要求 220

18.5.1 安全联锁装置 220

18.5.2 啮合齿部位 220

18.6 案例分析 221

第19章 有色金属压力容器设计 222

19.1 基础知识 222

19.1.1 有色金属压力容器性能特点 222

19.1.2 有色金属压力容器结构特点 223

19.1.3 设计计算 224

19.2 标准要求 226

19.2.1 材料要求 226

19.2.2 设计相关参数 229

19.2.3 检验要求 231

参考文献 235