壓力容器設(shè)計(jì)-講義第一

壓力容器設(shè)計(jì)緒惠 教華東理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng) 1的廣泛壓力容器在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的廣泛我校在壓力容器學(xué)術(shù)領(lǐng)域的影 我國(guó)首部承壓設(shè)備完整性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)GB/T19624我國(guó)首部承壓設(shè)備完整性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)GB/T19624課程在專(zhuān)業(yè)教育中的重要地傳熱熱力專(zhuān)傳熱熱力45緒論提 壓力容器歷史、發(fā)展及趨 壓力容器的特 壓力容器的安全保證體 67壓壓力容器的發(fā)展簡(jiǎn)要回壓力容器的壓力容器的發(fā)展簡(jiǎn)要回壓力容器的發(fā)展簡(jiǎn)要回壓力容器的發(fā)展簡(jiǎn)要回1915年，SectionI—‘PowerBoilersoftheASMEBoilerandPressureVesselCode.BoilerAssurance成目前，壓力容器的應(yīng)用日益殼體、航天器與潛艇的殼體;水壓機(jī)的目前，壓力容器的應(yīng)用日益運(yùn)設(shè)熱設(shè)運(yùn)設(shè)熱設(shè) 核反應(yīng)圓筒安全圓筒質(zhì)元件（浮閥、填料等鍋爐、換熱器、加熱爐圓筒外反應(yīng)內(nèi)容器壓縮機(jī)、真空?qǐng)A筒透平機(jī)蝸殼 1.基本承壓部1.封密封裝置（法蘭、密封元件、緊固件支附安全附件（安全閥 片

現(xiàn)代化企業(yè)的雄(aircraft飛機(jī)蒸汽彈射近代壓力容器的發(fā)展趨勢(shì)分析設(shè)計(jì)核電的發(fā)展 斷裂分析 業(yè)發(fā)展的需

近代壓力容器的發(fā)展趨勢(shì)-大型化,高參

如核電站一個(gè)1500MW壓水堆壓力殼，工作壓力為15MPa左右，工作溫度為300oC左右，容器內(nèi)直徑7800mm，壁厚317mm，重650噸；20MPa左右工作溫度為500oC左右最大內(nèi)直徑達(dá)5000mm，壁厚為400mm，重2600噸；280mm,重約1000

高溫蠕

制造的問(wèn)題 檢驗(yàn)的問(wèn)題在用壓力設(shè)備統(tǒng)計(jì)（2012年底⒈在用壓力設(shè)備統(tǒng)計(jì)（2012年底(萬(wàn)臺(tái)(萬(wàn)臺(tái)(百萬(wàn)只(萬(wàn)公里有壓力容器設(shè)計(jì)單位約1200個(gè)，制造單位約2800個(gè)，檢驗(yàn)單位900部部門(mén)特別重視其安全監(jiān)察的原自然成為國(guó)內(nèi)如此龐大且潛在隱患容器的存在，以及地域廣泛的制造設(shè)計(jì)部門(mén)*.特種設(shè)備安全形勢(shì)與對(duì)策.第8 壓力容器學(xué)術(shù)會(huì)議*2013，合肥：2- 操作條件的復(fù)雜性使壓力容器從設(shè)計(jì)、制造、安裝到操作條件的復(fù)雜性使壓力容器從設(shè)計(jì)、制造、安裝到使用、改造、維修、檢驗(yàn)檢測(cè)及其監(jiān)督檢查于一般機(jī)械設(shè)備，而成為一類(lèi)特種設(shè)備都不作條件 高壓聚乙烯：130～250MPa；合成氨：10～100MPa；人造水晶：140溫度—-196oC（空分、制冷）到1100oC(蒸汽裂解)介質(zhì)—爆、燃、毒、輻（照）、腐（蝕）、磨（損）載荷多樣性：靜、動(dòng)載荷或交變載荷，還有附加的機(jī)械或溫度載材料廣泛性：金屬（黑色、有色），非金屬（無(wú)機(jī)、有機(jī)）；低、高強(qiáng)度介質(zhì)危害性：壓縮氣體、飽和液體或液化氣體，易爆、燃 化學(xué)介質(zhì)制造復(fù)雜性：冷、熱加工（焊接）、熱處理大容量、高參數(shù)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)這類(lèi)容器的工藝要求和運(yùn)行可靠性要求更高，顯然比一般壓力容器對(duì)這類(lèi)容器的工藝要求和運(yùn)行可靠性要求更高，顯然比一般壓力容器4故率（萬(wàn)元11420064

20065 器規(guī)范的一級(jí)壓力容器規(guī)范的一級(jí)壓力容器發(fā)生破壞事故的統(tǒng)計(jì)情年 容器運(yùn) 性事故 損傷事故 總臺(tái)· 次 事故率 次 事故 次 事故

1251.25×10

1.32×101967-1972105400 1.5×10

1231.17×10

1.32×10 性事故指 性破壞事故或無(wú)法修復(fù)的容器；b.損傷事故指有潛在 c.事故發(fā)生率＝發(fā)生事故數(shù)/（設(shè)備臺(tái)數(shù)×運(yùn)行年臺(tái)年容器中發(fā)生損壞事故每年.5次，達(dá)到破壞事故0.7次，事故幾率為1.32‰，而且這132起使用中的容器事故，按其原因分類(lèi)：118起，即89.3%是各種國(guó)外壓力容器的重大之年月日凌晨 邦首 （67.2萬(wàn)人口）聯(lián)合碳化物公司所屬?gòu)S40T02

，其中5航天1986.1.28 航天飛機(jī)者”號(hào)升空1分鐘，因右側(cè)助推火箭兩火焰噴向外箱（10多萬(wàn)公斤氧氫燃 料）造成，機(jī)上七名宇航員無(wú)一潘多拉魔年月日凌晨時(shí)，前 國(guó)內(nèi)壓力容器的重大年月日：42 傷39人直接損重大事故案 年月日時(shí)，重慶市天原化工總廠二分廠重大壓力容器事故，9人，3人重造成三氯化氮形成和富集，達(dá)到濃度。啟化氮。事故的間接原因是：壓力容器日常 重大事故案因是液氯儲(chǔ)罐及相關(guān)設(shè)備老化陳舊，處置時(shí)的原因是工作人員操作。因?yàn)榘凑赵瓉?lái)的事故處理方指揮部研討方案時(shí)，重慶天原化工總廠操作，讓?zhuān)Y(jié)果導(dǎo)致罐內(nèi)溫度升高，。（氯中三氯化氮的質(zhì)量百分比達(dá)到5%時(shí)，在等其他因素用下生國(guó)內(nèi)壓力容器的重大2005年11 吉化(雙苯廠苯胺裝置)事事 松花江被污染,哈爾濱全城停水 因此，壓力容器稱(chēng)為備 特種設(shè)備：指涉及生命安全、性較大的鍋爐、壓——《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》 令第373號(hào) 壓力容器：用于承裝帶有一定壓力流體的密《（民特種設(shè)備安全《（民特種設(shè)備安全法起實(shí)施《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例 令第373號(hào) 起實(shí)施（廢止《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例 發(fā)布定義：安全監(jiān)察是負(fù)責(zé)特種設(shè)備安全的行 壓力容器的安全保障體 確保容器從設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、而采取的有計(jì)劃、系統(tǒng)的保證安全措施HSE管理壓力容器安全保障體標(biāo)準(zhǔn)體國(guó)家安 體企業(yè)安全管理標(biāo)準(zhǔn)體法 行 部 技規(guī) 規(guī) 標(biāo)管 安 技規(guī) 監(jiān) 檢辦 規(guī) 規(guī)

材 設(shè) 制 零部 檢

標(biāo)準(zhǔn)體年民（月日發(fā)布，起施行標(biāo)準(zhǔn)體行令第373 年月日發(fā)布 起施）地方 如：《江蘇省特種設(shè)備安全 年月日通過(guò)）。標(biāo)準(zhǔn)體部門(mén)規(guī)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢 月日《鍋爐壓力容器《鍋爐壓力容器壓力制造監(jiān)督管理辦年月日標(biāo)準(zhǔn)體安全技術(shù)規(guī)《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試《壓力容器壓力管道設(shè)計(jì)單位資 與管理規(guī)則《鍋爐壓力容器使用登記管理辦法《特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)管《特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)核《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程《氣瓶安全監(jiān)察規(guī)《液化氣體汽車(chē)罐車(chē)安全監(jiān)察規(guī)程《溶解乙炔氣瓶容器安全監(jiān) 壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程《非金屬壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程ASME組織機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)——國(guó)

標(biāo)準(zhǔn)體ASMEⅠASMEⅡASMEⅢASMEⅣASMEⅤASMEⅥASME

《動(dòng)力鍋《核動(dòng)力裝置設(shè)NCA《采暖鍋《無(wú)損檢《采暖鍋 和運(yùn)行的推薦規(guī)程《動(dòng)力鍋 的推薦指南ASME1力容1edASMEⅧ-2《壓力容器-一則》1ed1968ASMEⅧ-3《高壓容器》1ed1997ASMEⅨASMEⅩASMEⅪASME

《焊接和釬焊評(píng)《玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力容《核動(dòng)力裝置設(shè)備在役檢驗(yàn)規(guī)《移動(dòng)式壓力容EN13445：2000《非火焰接觸壓力容器國(guó)家安全監(jiān)督基本任認(rèn) 國(guó)家及有關(guān)部門(mén)頒發(fā)的條例和標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)一系列行政、技術(shù)等方面，對(duì)壓力容器的設(shè)計(jì)制造、安裝驗(yàn)收、行，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)生產(chǎn)——設(shè)計(jì)管理、制造監(jiān)督管理、使用行，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，促進(jìn)生產(chǎn)——設(shè)計(jì)管理、制造監(jiān)督管理、使用理企業(yè)安全管企業(yè)安全管理體杜絕特大、重大事故、事故發(fā)生率、故障仃機(jī)率低、設(shè)備完好 高、操作標(biāo)準(zhǔn)化、防范自律化 日常化 組織機(jī)三 局）責(zé)室（）、班組主 和專(zhuān)（兼）職技術(shù)人員負(fù)責(zé)管理制度——各級(jí)崗位責(zé)任 壓力容器工藝和崗位操作規(guī)安全生產(chǎn)責(zé)任 壓力容器綜合（采購(gòu)、使用、維修、檢）事故報(bào)告壓力壓力的概壓壓力的概用于確定元件厚度的壓力壓力的概念最高允許壓力常溫液化氣體壓力容器的設(shè)計(jì)液氨（臨界溫度液氨（臨界溫度132.4℃,臨界壓力 MPa溫度溫度的概工作溫度（操作溫度屬溫度（平均值屬溫度（平均值溫度的溫度的概（一）容器的分1、按壓力大小分低壓容器(L)中壓容器H壓容器2、按作用原理分類(lèi)反應(yīng)器如列管式換熱器、板式換熱器如列管式換熱器、板式換熱器3、按安全管理分類(lèi)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)一類(lèi)容二類(lèi)容三類(lèi)容器老容規(guī)《壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程》方法一類(lèi)容器非易燃或無(wú)毒介質(zhì)的低壓容燃或介質(zhì)的低壓分離容器和換二類(lèi)容器中壓容毒介質(zhì)的低壓容器燃或介質(zhì)的低壓反應(yīng)容器和三類(lèi)容高壓、毒介質(zhì)且Pw×V≥0.2m3·MPa的低壓容或劇毒介質(zhì)的中壓容燃或介質(zhì)且Pw×V≥0.5m3·MPa的中壓理理想氣體絕熱膨脹所做壓力容器的分 非易燃無(wú)毒或輕度毒性

壓力容器的分氣體、液化氣體或最高工作溫度高于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液 中度毒 極度或高度毒PV（MP m3管殼式余熱鍋爐低 反應(yīng)容容

≥0.0＜0.

≥0.＜1

≥

≥0.0025＜0.

≥0.＜1

≥

≥0.00＜0.

≥0.0.1≤P＜1.6(MPa)中1.6≤P＜10(MPa)高10≤P＜10

換熱容器分離容搪玻璃容器管殼式余熱鍋爐反應(yīng)容容器換熱容器分離容器搪玻璃容器管殼式余熱鍋爐反應(yīng)容器容器換熱容器分離容σb540MPa料制造的容器移動(dòng)式容器球形儲(chǔ)罐（V50m3低溫液體儲(chǔ)存容器（V5m3圖例說(shuō)明

一類(lèi)容器

二類(lèi)容器

三類(lèi)容器首先）介質(zhì)分新容規(guī)《固定式壓力容器安全監(jiān)首先）介質(zhì)分第二組介質(zhì):除第一種介4、按容器1、常溫壁溫-20℃~3、中溫容器指壁溫在常溫和高溫4、低溫容器指壁溫低3、中溫容器指壁溫在常溫和高溫4、低溫容器指壁溫低于一20℃低于-40℃者為(深冷容器設(shè)計(jì)類(lèi)別-A設(shè)計(jì)類(lèi)別-AA1A2A2A3A3A4A4 設(shè)計(jì)類(lèi)別-CC2C3設(shè)計(jì)類(lèi)別-DD2設(shè)計(jì)類(lèi)別-SAD設(shè)計(jì)類(lèi)別-SAD、可燃、易爆氣體，設(shè)計(jì)壓、可燃、易爆液體，輸送距離≥200公里，工稱(chēng)直徑輸送漿態(tài)介質(zhì)，輸送距離≥50公里，工稱(chēng)直徑≥、可燃、易爆氣體，設(shè)計(jì)壓GA1（2）范圍以外的GA1（3）范圍以外的 GB5044(2）輸送GB50160《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及 體或甲類(lèi)可燃液體介質(zhì)且設(shè)計(jì)