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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流电力锅炉压力容器安全监督技术手册.精品文档.电站压力容器安全监督技术手册电力行业锅炉压力容器安全监督管理委员会锅炉压力容器安全监督管理工程师资格考核委员会教材编写组前 言电站压力容器是电力生产中广泛使用的具有爆炸危险性的一类特殊设备。压力容器若质量不佳、管理不善或使用不当，就可能发生爆炸性事故。一旦发生爆炸或泄漏，会造成生命财产重大损失，甚至可能带来环境灾难。为了确保压力容器的安全性，国家和电力行业都先后颁布了一系列相关规程标准。压力容器安全监察与管理逐步进入法治化管理的轨道，坚持“安全第一，预防为主”的方针，以人为本，以法令法则、规程标准为
2、准绳，以管理技术及安全技术为手段，通过对压力容器实施全过程规范、有序、法治、科学化监督与管理，确保压力容器安全经济运行。锅炉压力容器安全监督是一种技术性较强、涉及领域较广的管理工作，作为一名锅炉压力容器安全监督工程师，必须十分熟悉自己的业务工作内容，熟练掌握相关的专业知识和法规标准。本文以国家颁布的法规标准和电力行业的规程规定为依据，介绍了压力容器的基础知识和电站压力容器安全监督的内容，详细阐述了压力容器设计、制造、安装、调试、运行、检验、修理改造、重新启用和报废等环节的基本要求和监督管理内容，简介了压力容器的破坏失效形式和防范措施以及事故调查和处理，是锅监工程师压力容器专业较为理想的培训教材
3、，也可供从事压力容器安全监察和检验人员，以及设计、制造和运行人员阅读和参考。本电站压力容器安全监督技术手册由张明坤教授级高级工程师、韩宗国高级工程师、武宝华高级工程负责编写，尉庆红高级工程师进行排版和校对。在此，对他们付出的辛苦劳动深表感谢！本电站压力容器安全监督技术手册编辑成书时间仓促，难免存在错漏之处，敬请读者提出宝贵意见，以便我们在今后进行改进和完善。电力行业锅炉压力容器安全监督管理工程师资格考核委员会教材编写组2005年10月目 次第一章 压力容器基础知识1第一节 压力容器概述1一、压力容器的定义1二、压力容器的基本构成2第二节 压力容器工艺参数7一、压力7二、温度8三、直径和公称直径
4、、容积和介质9四、厚度9第三节 压力容器的分类10第四节 压力容器安全装置11一、压力容器安全装置的设置原则和选用要求11二、安全阀13三、爆破片15四、压力仪表16五、液位计17六、测温装置18第二章 电站压力容器安全监督概述19第一节 电站压力容器安全监督的必要性19第二节 电站压力容器安全监督的设备范围19第三节 电站压力容器安全监督的内容和依据20第三章 压力容器设计21第一节 压力容器设计基础知识21一、压力容器设计的基本要求21一、设计准则22二、强度理论22三、设计方法23四、载荷23第二节 压力容器的结构设计23第三节 压力容器用钢材的选用原则26第四节 电站压力容器设计27一
5、、设计时应采用的标准27二、结构参数及设计要求27三、强度计算31四、安全阀计算32第五节 压力容器设计管理33第六节 压力容器使用单位设计监督内容35第四章 压力容器制造37第一节 压力容器制造简介37一、概述37二、压力容器制造工艺特点38三、压力容器制造通用工艺38第二节 压力容器制造管理40一、压力容器制造单位的条件41二、压力容器制造质量保证体系41三、质量监督部门对制造单位的监督管理41四、质量监督部门对制造单位压力容器产品的监督检验42第三节 压力容器使用单位对制造质量监督的内容42第五章 压力容器安装45第一节 安装质量要求45第二节 安装质量监督内容45第六章 压力容器使用登
6、记46第七章 压力容器安全运行和维护保养47第一节 概述47第二节 投运前的准备47第三节 压力容器安全操作要点48第四节 压力容器运行中的检查49第五节 压力容器维护保养49一、运行中压力容器的维护保养49二、压力容器停运期间的维护保养50第六节 电站压力容器的安全运行50一、除氧器50二、给水加热器52三、氢储罐55第七节 使用单位压力容器运行监督的内容55第八章 压力容器定期检验55第一节 定期检验的基本要求55一、定期检验的必要性55二、压力容器使用过程中的常见缺陷56三、压力容器定期检验的方法57四、压力容器定期检验的分类58五、检验的程序58六、检验准备工作58七、检验内容和要求5
7、9第二节 检验结果的评定和再检周期的确定62一、压力容器安全状况等级评定62二、压力容器定期检验周期的确定64第三节 压力容器使用单位对定期检验的监督66第九章 压力容器的修理改造66第一节 压力容器修理改造的分类66第二节 压力容器常用修理方法67第三节 压力容器修理改造的要求68第十章 压力容器的破坏型式与事故处理69第一节 压力容器的破坏型式与机理69一、概述69二、容器破坏型式及预防措施69第二节 压力容器事故分类及预防70第三节 压力容器事故的调查、分析和处理71一、概述71二、事故调查72三、事故分析72第四节 典型压力容器事故案例73第十一章 压力容器的基础管理工作74一、建立健
8、全安全监督管理组织机构和安全监督管理网络74二、制定各项管理规章制度74三、压力容器档案管理74四、压力容器技术登录簿75五、压力容器人员培训75六、计划与总结76七、电站压力容器安全监察管理系统2002版简介76附录：国内外压力容器标准差异对照76压力容器常用法规标准77参考文献79第一章 压力容器基础知识第一节 压力容器概述一、压力容器的定义在工业生产过程中，单元操作的装置一般分二大类：运动的装置称为机器，静止的装置称为设备。容器是指工业生产中所有各种设备外部壳体的总称,是由曲面构成用于盛装物料的空间构件。压力容器就是在有压力下工作的密闭容器。我们通常所说的压力容器是指满足质技监局锅发19
9、99154号压力容器安全技术监察规程（简称 “容规”）第2条规定的容器。即同时满足下列三个条件的容器为压力容器，见表1-1表1-5。表1-1 压力容器的定义（三个界定参数是“且”的关系）参数界定设备名称最高工作压力（PW）（注1）内直径和容积（非圆形截面指其最大尺寸）盛装介质依据压力容器大于等于0.1MPa（不含液体静压力）大于等于0.15m,且容积（V）（注2） 大于等于0.025m3为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体（注3）“容规”第2条1款表1-2 压力容器定义有关的注解注解号注释主题解 释依据注1最高工作压力（PW）承受内压PW指在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压
10、力“容规”第2条1款的注解承受外压PW指在正常使用过程中，可能出现的最高压力差值；对夹套容器指夹套顶部可能出现的最高压力差值注2符号p代表设计压力；pw代表最高工作压力；V代表容积容积（V）指压力容器的几何容积，即由设计图样标注的尺寸计算（不考虑制造公差）并圆整，且不扣除内件体积的容积多腔容器压力划分与管理、设计的规定多腔压力容器（如换热器的管程和壳程、余热锅炉的汽包和换热器、夹套容器等）按照类别高的压力腔进行使用管理但应按每个压力容器腔各自的类别分别提出设计、制造技术要求。对各压力腔进行类别划分时，设计压力取本压力腔的设计压力，容积取本压力腔的几何容积注3与符合介质定义条件等同处理的问题容器
11、内主要介质为最高工作温度低于标准沸点的液体时，如气相空间（非瞬时）大于等于0.025m3,且最高工作压力大于等于0.1 MPa时，也属于本规程的适用范围有些作为整装设备配套的容器以“容规”第2条1款“压力容器”定义的三条要求衡量，虽然不完全吻合，但是由于它们在使用中的重要性和危险性，“容规”有条件地纳入了压力容器安全监察范围里，具体见表1-3。表1-3 按“容规”第三、四章要求管理的容器管理要求对 象 名 称依据按 “容规” 设计、制造、安装、使用、修理改造的要求管理与移动压缩机一体的非独立的容积0.15m3的储罐、锅炉房的分汽缸“容规”第2条2款容积小于0.025m3的高压容器深冷装置中非独
12、立的压力容器、直燃型吸收式制冷装置中的压力容器、空分设备中的冷箱螺旋板换热器水力自动补气气压给水（无塔上水）装置中的气压罐，消防装置中的气体给水（泡沫）压力罐水处理设备中的离子交换或过滤用压力容器、热水锅炉用膨胀水箱电力行业专用的全封闭式组合电器（电容压力容器）橡胶行业使用的轮胎硫化机及承压的橡胶模具压力容器本体除了壳体外，还包括它的安全附件和保护装置，同样应按“容规”有关要求进行管理，具体见表1-4。表1-4 受监督“压力容器”的附件管理范围安全、保护附件名称依据受监压力容器（表1-1表1-3 ）的安全附件和保护装置安全阀“容规”第2条3款爆破片装置紧急切断装置安全联锁装置压力表液面计温度计
13、压力容器的管理范围，除了本体范围内，还外延到与其它部、器件的接口，具体见表15。表1-5 “压力容器”本体外的管理范畴界定管理范畴界定包括的对象名称依据压力容器本体外的管理范围压力容器与外部管道或装置焊接的第一道环向焊缝的焊接坡口“容规”第2条4款与外部螺纹连接的第一个螺纹接头与外部法兰连接第一个法兰密封面与外部法兰连接专用连接件或管件连接的的第一个密封面压力容器开孔部分的承压盖及其紧固件非受压元件与压力容器本体连接的焊接接头二、压力容器的基本构成压力容器的结构形式是多种多样的，它是根据容器的作用、工艺要求、加工设备和制造方法等决定的。一般由壳体（筒体、封头）、连接件、密封元件、接管和人孔（手
14、孔）、支座等组成。见图1-1。图1-1 压力容器的基本构成1-接管；2-端盖；3-法兰；4-筒体； 5-加强圈；6-人孔；7-封头；8-支座（一） 壳体壳体是压力容器最主要的组成部分。贮存物料或完成化学反应所需要的压力空间，大部分是由它构成的，所以壳体的容积（直径和长度）大小往往是根据工艺要求确定的。其形状有圆筒形、球形、锥形、箱形和组合形等。最常用的是圆筒形、球形和锥形（组合型）三种。见表1-6。表1-6 压力容器壳体分类壳体分类图 示图 注球形1. 顶部极板（北极板）；2.上温带板（北温板）；3.赤道带板；4.下温带板； 5.底部极板；6.拉杆；7.下部盘梯；8.支柱；9.中间平台；10.
15、上部盘梯；11.顶部平台圆筒形1. 封头；2. 筒体；3. 支座；4. 接管锥形（组合型）1、接管；2. 锥底；3. 支座；4. 筒体；5. 封头箱形容器（消毒柜）1. 箱体；2.快开门；3.排污管；4. 支腿1.圆筒形容器其形状特点是轴对称，圆筒体是一个平滑的曲面，应力分布比较均匀，承载能力较高，且易于制造，便于内件的设置和装拆，因而获得广泛的应用。圆筒形壳体由一个圆柱形的筒体和两端的封头或端盖组成。（1）筒体。一般的容器筒体，当直径较小时，可用无缝钢管制作，当直径较大时，用钢板在卷板机上卷成圆筒或用钢板在压力机压制成二个半圆，再把钢板边缘用焊接方法连接，形成一个完整的圆柱体。圆筒形筒体分类
16、见表1-7。表1-7 圆筒形壳体的分类分 类特 点应 用整体式单层卷焊筒体的器壁在厚度方向是由一连续完整的材料所构成，也就是器壁只有一层。优点是结构简单，加工工序少，制造方便。传热性能好中低压容器由于壁厚较薄，多为整体式筒体，除直径较小时采用无缝钢管外，电站压力容器大多采用单层卷焊的制造方式整体锻造锻焊拉拔电渣重熔锻造铸锻焊组合式多层包扎筒体的器壁在厚度方向上是由二层或两层以上互不连续的材料构成。厚度没有限制，适应大型化发展的需要，节省贵重钢材。运行安全上优于整体式用于大型化高参数的容器。电站容器一般不采用多层热套扁平钢带倾角错绕槽形绕带多层绕板绕丝松套胀合（2）封头与端盖。凡与筒体焊接连接而
17、不可拆，称为封头；与筒体以法兰等连接而可拆的，称为端盖。封头形式分类见表1-8。表1-8 封头形式分类及连接方式选用原则封头形式分类包括连接方式的选用原则封头图按几何形状分类凸形封头半球形、椭圆形、碟形和无折边球形封头1、对于组装后不再需要开启的容器，如无内件或虽有内件而不需要更换、检修的容器，封头和筒体采用焊接连接形式;2、对需要开启的容器，封头（端盖）筒体的连接应采用可拆式的，此时在封头和筒体之间必须装置密封件锥形封头不带折边的锥形封头和带折边的锥形封头平板形封头平板形（平盖）封头2.球形、园锥形壳体容器壳体呈球形，又称球罐。其形状特点是中心对称，通常采用焊接结构，由于球形容器一般直径都较
18、大，难以整体成型，因而大多由许多块预先按一定尺寸压制成型的球面板拼焊而成。球形、园锥壳体结构特点，见表1-9。表1-9 球、园锥形壳体结构特点及应用壳体分类优点缺点应用情况球形受力均匀：球体各截面所受的应力均相同制造比较困难，工时成本高，往往要采用冷压或热压成型法一般只用于中、低压的贮装容器，如液化石油气贮罐、液氨贮罐等；有时也采用球形壳体作为用蒸汽直接加热的容器，如造纸工艺中用于蒸煮纸浆的“蒸球”等承载能力高：在同样的内压和内径下，所需要的壁厚最薄，仅为同直径、同材料圆筒形壳体壁厚的1/2（不计腐蚀裕度）用于反应、传质或传热容器时，既不便于在容器内部安装工艺内件，也不便于内部相互作用的介质的
19、流动在相同容积条件下，壳体的表面积最小：不但可以节省制造用材，若作为需要与环境隔热的容器，还可以节省保温材料或减少热的传导圆锥形作为收缩器或扩大器可以逐渐改变流体介质的流速，或者作为锥底便于粘稠结晶或固体物料的排出与筒体连接处因形状突变，承受压力载荷时，将产生较大的附加弯曲应力,成为结构上的薄弱环节在工程上很少用，通常除因生产工艺有特殊要求时采用（二）连接件连接件是容器和管道中起连接作用的部件，一般采用法兰螺栓连接结构。压力容器中的反应、换热、分离等容器，由于生产工艺和安装检修的需要，封头和筒体需采用可拆连接结构时，就要使用连接件。此外，容器的接管与外部管道连接也需要连接件。法兰通过螺栓起连接
20、作用，并通过拧紧螺栓使垫片压紧而保证密封。法兰、密封元件的分类和应用特点见表1-10表1-11。表1-10 法兰的分类和应用特点名称分类特点应用情况法兰管法兰用于管道连接和密封容器外部接管采用的法兰容器法兰（整体式、活套式、和任意式）用于容器端盖和筒体连接高低压加热器，小型的低压除氧器等采用表1-11 密封元件的分类和应用特点名称分类特点应用情况密封元件非金属密封元件如石棉橡胶板、橡胶O型环、塑料垫、尼龙垫等制造简单，成本低。低温低压密封性能好压力较低（2.5MPa）温度较低（300）的系统金属密封元件如紫铜垫、不锈钢垫、铝垫等强度高，耐热性好压力较高（6.4MPa），温度较高（300）的系统
21、组合式密封元件如铁皮包石棉垫、钢丝缠绕石棉垫密封性能好，具有良好的压缩性和回弹性用于压力温度较高且常出现波动的系统（四）接管、开孔（人孔、手孔）（1）接管。接管是压力容器与介质输送管道或仪表、安全附件管道等进行连接的附件。常用的接管有三种形式，即螺纹短管、法兰短管与平法兰，见表112。 表1-12 接管的分类和用途名称分类简图特点用途接管螺纹短管螺纹短管式接管是一段带有内螺纹或外螺纹的短管，短管插入并焊接在容器的器壁上，短管螺纹用来与外部管件连接一般用于连接直径较小的管道，如接装测量仪表等法兰短管法兰短管式接管一端焊有管法兰，一端焊接容器的器壁上，法兰用于与外部管件连接各类容器广泛采用平法兰平
22、法兰接管是法兰短管式接管去掉短管的一种特殊型式。它实际上就是一个直接焊在容器开孔上的一个管法兰。不过它的螺孔与一般管法兰的孔不同，是一种带有内螺纹的不穿透孔。这种接管与容器的连接有贴合式和插入式两种型式 常用于容器的视镜2）开孔。为便于检查、清理容器的内部，装卸、修理容器内件及满足工艺的需要，一般压力容器都开有人孔和手孔。手孔的大小要使人的手能自由的通过，并考虑手上还可能握有装拆工具和供安装的零件。一般手孔的直径不小于150mm。对于内径不小于1000mm的容器，如不能利用其它可拆装置进行内部检验和清洗时，应开设人孔。人孔和手孔的尺寸应符合有关标准的规定。手孔和人孔有圆形和椭圆形两种。椭圆孔的
23、优点是容器壁上的开孔面积可以小一些，而且其短径可以放在容器的轴向上，这就减小了开孔对容器强度削弱。对于立式圆筒形容器来讲，椭圆型人孔也适宜于人的进出。手孔和人孔的封闭形式有内闭式和外闭形两种，见表1-13。表1-13 手孔和人孔的封闭形式名称分类简图特点应用开孔内闭式孔盖放在孔壁里面，用两个螺栓（手孔则为一个螺栓）把在孔外放置并支承在孔边的横杆（又称压马）与密封面压紧。这种型式多采用椭圆孔和带有沟槽的孔盖，因为这样便于放置垫片和安装孔盖。内闭式人孔盖板的安装虽较困难，但密封性能好，容器内介质的压力可以帮助压紧孔盖，有自紧密封的效用高压加热器、氢气储罐和乙炔发生器等外闭式一个带法兰的短管和一个平
24、板型盖或稍压弯的不折边球形盖，用螺栓或双头螺拄紧固，盖上还焊有手柄。开启次数较多的人孔常采用绞接的回转盖除氧器、空气罐、扩容器等（五）支座支座是用来支撑容器重量并将它固定在基础上的附加部件。支座的结构型式取决于容器的安装方式、容器重量及其它载荷，一般分为三大类，具体见表1-14。表1-14 容器支座支座分类名称图示应用立式容器支座悬挂式支座（耳式支座）中小型立式容器，扩容器、低压加热器等支承式支座中小型立式容器，扩容器、空气罐等裙式支座高大的立式容器，热网加热器、储气罐等腿式支座小型立式容器，扩容器、储气罐等卧式容器支座鞍式支座常用于大中型容器圈座适用于薄壁容器及多于两个支承的容器支撑式支座适
25、用于小型容器 球形容器支座裙式支座一般用于小型的球形容器柱式支座用于大型的球形容器第二节 压力容器工艺参数工艺参数是由生产工艺要求确定的，是进行压力容器强度计算、结构设计和安全操作的主要依据。压力容器的主要工艺参数有压力、温度、直径、容积、介质等。一、压力介质的压力，是压力容器在工作时所承受的主要外力。物理学中，压力是指垂直作用于物体表面上的力，把垂直作用于物体单位面积上的力，称为压强。工程上，习惯于把物理学中的压强称为压力。压力容器中的压力是用压力表来测量的，压力表上标识的压力叫做表压力，它表示容器内部介质压力超过周围大气压力的差值。容器内的绝对压力应为表压力加上周围的大气压力。压力的分类和
26、意义见表1-15。表1-15 压力的分类和意义压力容器分类压力分类承受内压的压力容器承受外压力的压力容器夹套压力容器依据最高工作压力指在正常使用过程中，顶部可能出现的最高压力（不包括液柱静压力）压力容器在正常使用过程中，可能出现的最高压力差值夹套顶部可能出现的最高压力差值“容规”第2条注1工作压力（也称操作压力）在正常工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力（不包括液柱静压力）GB150-1998钢制压力容器第3.4条、附录B2最大允许工作压力在设计温度下，容器顶部所允许承受的最大表压力（该压力是容器壳体的有效厚度计算所得，且取最小值）设计压力设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设
27、计载荷条件，设计压力和设计温度的组合是容器最为苛刻的工作条件计算压力在相应的设计温度下，用以确定元件厚度的压力，其中包括液柱静压力（当元件所承受的液柱静压力小于5设计压力时可忽略不计）试验压力压力试验时，容器顶部的压力（不包括液柱静压力）公称压力指在规定温度下的最高操作压力，是一种经标准化后的压力数值，按等级归纳成一定数量的系列，该系列中的各压力值称为公称压力注 设计压力不得低于最高工作压力，装有安全泄放装置的压力容器，其设计压力不得低于安全阀的开启压力和爆破片的爆破压力。公称压力是制定压力容器通用零部件标准的重要参数之一，它可以大大简化封头、法兰、螺栓等通用零部件的设计、制造，有利于它们的标
28、准化、系列化。当选用这些零部件的压力级时，应根据相应的设计温度和设计压力选用相应公称压力级别。 设计压力选取，见表1-16。表1-16 设计压力的选取原则容器类型设计压力的选取原则一般介质容器容器上装有安全泄放装置：设计压力取等于或略大于安全阀的开启压力或爆破片的设计爆破压力加上所选爆破片制造范围的上限单个容器上无安全泄放装置，而在工艺系统中装有安全泄放装置时：可根据容器在系统中的工作情况，以最高工作压力增加适当裕度作为设计压力，一般为最高工作压力的1.051.1倍装有液化气体的容器根据容器的充装系数和可能达到的最高温度来确定设计压力（“容规”第2527条）壳体金属温度仅由大气气温条件确定的压
29、力容器先求出物料温度和相应的蒸汽压力，然后确定设计压力外压容器取不小于在实际运行过程中可能出现的最大内外压力差真空容器按外压设计，其设计外压为1装有安全装置：取最大内外压力差的1.25倍或0.1MPa两者中较小者2无安全装置：取0.1MPa3对带有夹套的真空容器：按1、2原则选取，再加上夹套内压力带中间封头的压力容器中间封头的设计压力应按实际操作中可能出现的两种压力的最不利的组合来确定试验压力选取，见表1-17。表1-17 压力容器试验压力容器类型试验方法试验压力公式中符号含义依据内压容器液压试验PT1.25P/ tPT _ 试验压力，MPa；P _ 设计压力，MPa；_容器元件材料在试验温度
30、下的许用应力，MPa；t_容器元件材料在设计温度下的许用应力，MPaGB150第3.8条气压试验PT1.15P/ t外压容器和真空容器液压试验PT1.25P气压试验PT1.15P所有容器气密性试验PTP注 1.容器铭牌上有最大允许工作压力时，公式中应以最大允许工作压力代替P。2. 容器各元件（筒体、封头、接管、法兰及紧固件等）所用材料不同时，应取各元件材料的/ t比值中最小者。二、温度温度的分类和选取原则见表1-18。表1-18 温度的分类和选取原则温度分类表示选取原则工作温度操作温度通常取正常操作条件下，容器内物料的温度金属温度容器受压元件沿截面厚度的平均温度对于无加热或无冷却的容器，且有保
31、温绝热层：可以认为介质的极限温度即为容器壳体的温度当无保温绝热时：应根据操作条件和环境温度的影响来确定对于两侧有热交换介质的元件金属温度：应根据介质的物性、温度、传热条件计算确定设计温度在容器正常操作时，在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度当金属温度0时，其值不得低于元件金属可能达到的最高金属温度当金属温度0时，则设计温度不得高于元件金属可能达到的最低金属温度试验温度在压力试验时容器壳体的金属温度各种材料制造的压力容器的压力试验温度根据材料的脆性转变温度和GB150的规定选取三、直径和公称直径、容积和介质压力容器公称直径、容积、介质的含义见表1-19。表1-19 压力容器公称直径、容积
32、、介质的含义名称表示工程含义公称直径由于标准化的需要，把容器的直径按尺寸大小，排列成一定数目的系列，该系列中的各尺寸称为公称直径一般所说的容器直径系指其内径当容器壳体采用无缝钢管制造时，容器的公称直径指钢管的外径容积压力容器的几何容积其值按设计图样标注的尺寸计算并圆整，且不扣除内件体积的容积；容器为不同生产工艺提供承压空间，容积大小决定于生产工艺要求，决定容积值的关键是直径与长度介质容器内的工作流体介质按其易燃程度和毒性程度进行分类分类依据：划分方法按照HG20660压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类的规定和压力容器安全技术监察规程“附件一”的规定四、厚度GB150中规定的压力容器厚
33、度和意义及相互关系见表1-20。表1-20 压力容器厚度和意义及相互关系名称意义代号计算公式依 据计算厚度指按公式计算得到的厚度强度计算公式GB150第3.4条设计厚度计算厚度与腐蚀裕量之和ddC2名义厚度设计厚度加上钢板厚度负偏差后向上圆整至钢材标准规格的厚度，即标注在图样上的厚度nndC1 并圆整有效厚度名义厚度减去腐蚀裕量和钢板厚度负偏差ee=n- C最小厚度考虑制造工艺要求以及运输和安装过程中的刚度要求。其值不包括腐蚀裕量min1）对碳钢和低合金钢容器当内径Di3800mm时，min2Di/1000mm,且3mm;当内径Di3800mm时，min按运输和现场制造安装条件确定。2）对不锈
34、钢容器，min2mmGB150第3.5条腐蚀裕量考虑容器元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度消弱减薄的厚度裕量C2按预期的容器寿命和介质对材料的腐蚀速率确定。厚度负偏差钢材标准规定允许的公称厚度与最小厚度的差值C1按钢材标准的规定厚度附加量钢材厚度负偏差与腐蚀裕量之和CCC1C2几种厚度的相互关系如下图 d n eC2C1下料厚度圆整 CC1C2加工减薄量（制造厂考虑）第三节 压力容器的分类压力容器一般有11种分类方法，见表1-21。表1-21 压力容器的分类分类方法类别界定条件应用状况按其承受的压力分压力容器满足“容规”定义的容器广泛用于工业生产中常压容器不满足“容规”定义的低压容器能源容器属于
35、此类超高压容器（U）设计压力大于等于100MPa电站中无此类容器按设计压力（P）分低压容器（L）0.1MPaP1.6MPa电站低加、除氧器、储氢罐等中压容器 （M）1.6MPaP10MPa生活用的液化气储罐等高压容器（H）10MPaP100MPa电站高压加热器超高压容器（U）设计压力P100MPa电站中无此类容器按其在生产工艺中的作用原理分反应压力容器（R）主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔等分离压力容器（S）主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的压力容器分离器、过滤器、集油器、分汽缸、除氧器等换热压力容器（E）主要是用于完成介质
36、的热量交换的压力容器如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器等储存压力容器（C,球罐代号B）主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器各种型式的储罐，如液化气储罐等按其承压方式内压容器承受内压的容器电厂用容器大多数属于此类容器外压容器承受外压的容器（其中包括真空容器）带夹套的容器按制造方式焊接容器用卷板机将钢板卷成圆筒或用水压机将钢板压制成两个半园，然后焊上纵缝制成筒节，最后通过焊接环缝将若干筒节与筒体顶、底部或封头组装成一台容器焊接容器由于制造方便，质量较好，获得了最为广泛的应用，电站容器基本属于此类锻造容器在钢坯上采用钻孔或热冲孔的方法穿一孔，加热后在孔中穿
37、一芯轴，然后在压机上锻成所需尺寸的圆筒体锻造容器质量可靠，但由于受到设备能力的限制，一般来说，规格不能太大，多用在某些重要的场合铸造容器采用铸造方法一次浇铸成形铸造和铆接容器工艺落后，质量不佳，已逐渐淘汰铆接容器采用铆钉连接的方式制造按壁厚薄壁容器K=D0/Di ，式中D0、Di分别为容器的外径、内径，当K1.2时为薄壁容器；当K1.2时为厚壁容器电站常用的中低压容器均为薄壁容器，高加水侧壳体一般为厚壁容器厚壁容器按工作温度低温容器低于等于-20寒冷地区安装在室外的容器常温容器-20420以上大部分常用容器高温容器指温度达到材料蠕变温度下工作的容器，碳素钢或低合金钢超过420；合金钢超过450
38、；奥氏体不锈钢超过550电站很少使用高温容器按其外形圆筒形容器其形状特点是轴对称，圆筒体是一个平滑的曲面，应力分布比较均匀，承载能力较高，且易于制造，便于内件的设置和装拆，因而获得广泛的应用常用的容器大部分是圆筒形容器圆锥形容器（组合型）单纯的锥形壳体，在工程上很少用，通常因生产工艺有特殊要求时采用，锥形体作为收缩器或扩大器以逐渐改变流体介质的流速，或者作为锥底便于粘稠结晶或固体物料排出电站疏水扩容器、洗涤塔等球型容器容器壳体呈球形，又称球罐。其形状特点是中心对称，通常采用焊接结构，由于球形容器一般直径都较大，难以整体成型，因而大多由许多块预先按一定尺寸压制成型的球面板拼焊而成用于大型液体或气
39、体储罐按材料钢制容器钢材由于具有较高的强度、足够的塑性和韧性、良好的工艺性能以及价格低廉，获得最为广泛的应用电站压力容器均为钢制容器有色金属容器有色金属容器多用于特殊耐腐蚀要求的场合，如海水淡化装置中多用钛制压力容器应用逐渐增多，列入“容规”监察范围非金属容器非金属容器数量不多，只有在某些特殊场合才能见到，如核电装置采用预应力混凝土制成大型压力容器应用不多，尚无标准按使用方式固定式容器有固定的安装和使用地点，工艺条件和操作人员相对固定，容器一般不是单独装设，而是用管道与其它设备相连受行业监督的电站压力容器均为固定式容器移动式容器无固定安装和使用地点铁路槽车和汽车槽车等，一般由技术监督部门负责安
40、全监察按压力等级、品种、介质危害程度（“容规”第6条）第一类压力容器低压容器为第一类压力容器（除第三类、第二类外）除氧器、疏水扩容器、空气储罐等第二类压力容器下列情况之一的，为第二类压力容器（除第三类外）：氢气储罐、乙炔发生器等1中压容器2低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）3低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）4低压管壳式余热锅炉5低压搪玻璃压力容器第三类压力容器下列情况之一的，为第三类压力容器：高压加热器、液化石油气储罐；液化石油气运输罐车1高压容器2中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）3中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘
41、积大于等于10MPam3）4中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于0.5MPam3）5低压容器（仅限毒性程度为极高和高度危害介质且PV乘积大于等于0.2MPam3）6高压、中压管壳式余热锅炉7中压搪玻璃压力容器8使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa）的材料制造的压力容器9移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体、罐式汽车液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂）车、永久气体运输（半挂）车和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等10球形储罐（容积大于等于50m3）11低温液体储存容器（容积大于5m3）第四节 压力容器安
42、全装置一、压力容器安全装置的设置原则和选用要求由于压力容器是承压的密闭容器，运行时工艺参数（如温度、压力、液面等）需通过测量仪器仪表来显示；实现稳定工艺参数和维持正常化生产也需控制各参数；另外，遇容器超压时也需迅速泄压以保证压力容器安全运行。因而，压力容器的安全装置是其不可缺少的安全附件。安全附件与压力容器主体一样重要，是压力容器安全监督的重点之一，必须确保安全装置可靠使用。1 安全装置的分类见表1-22。表1-22 安全装置的分类安全装置分类名称功能特点显示装置各种形式的压力计、压力表、温度计、液面计等用以显示容器运行时内部介质工作的各种参数，如温度、压力、水位等,用于运行中的适时监测直观可
43、靠控制或显示控制装置如减压阀、调节阀、电接点压力表、电接点温度计、自动液面计等依照设定的工艺参数自行调节，保证该工艺参数稳定在一定的范围内，保证安全生产；有时这些装置还同时能显示介质的实际状况可以实现自动调节和自动控制安全泄压装置阀型安全泄压装置各种类型的安全阀仅排放容器或系统内高于额定工作压力的部分气体，在压力降至一定值后能自动复位，保证连续安全生产但由于其密封性能较差，会有轻微泄漏，且由于惯性作用常有滞后现象，如用于含固体颗粒或液滴的气体介质时，可能造成堵塞或粘连而影响使用效果断裂型安全泄压装置爆破片及爆破帽等适用于工作介质粘性大、毒性大、腐蚀性强的容器及压力增速较快的容器断裂型安全泄压装置的密封性能好，超压时反应快，气体介质内污物对其影响小熔化型安全泄压装置易熔塞熔化型安全泄压装置由易熔合金制成，由于易熔合金强度低，尺寸不宜太大，故仅适用于安全泄放量较小的容器上，一般多用于液化气体钢瓶、槽车上泄放量小，用于小型容器上2、安全装置的监督和选用要求压力容器用的安全阀、爆破片