压力容器 - 压力容器的基本结构和组成
压力容器的基本结构虽然因用途、压力和介质的不同而多种多样,但其核心组成部分是基本一致的。我们可以将其分为承压部件、连接件和附件三大部分。
下面是一个详细的分解说明:
一、 核心承压部件
这些是直接承受介质压力的部分,是压力容器的主体。
1、筒体(壳体)
功能:为介质提供主要的反应或储存空间,是承受压力的最主要部件。
形式:
圆柱形筒体:最常用的形式,制造方便,承压能力好。通常由钢板卷制后焊接而成。
球形筒体:承压能力最好,在相同壁厚下可承受更高的压力,且表面积小,节省材料。但制造难度大、成本高,多用于大型储罐(如液化气储罐)。
2、封头(端盖)
功能:用于封闭筒体两端,与筒体共同构成一个封闭的压力空间。
形式:
凸形封头:最常用,包括半球形、椭圆形、碟形等。其中椭圆形封头应用最广,因为在力学性能和制造难度间取得了良好平衡。
平板封头:承压能力较差,一般只用于直径较小、压力较低的容器。
锥形封头:主要用于不同直径筒体的过渡段,或者用于需要使介质均匀加速或沉降的场合。
二、 连接件与密封部件
这些部件用于将各个承压部件可靠地连接在一起,并保证密封性。
3、法兰
功能:是容器与管道、或其他部件(如封头、人孔)之间可拆卸连接的关键零件。法兰上开有螺栓孔。
类型:按标准可分为板式平焊法兰、带颈对焊法兰等,根据压力、温度和介质选用。
4、密封垫片
功能:置于两个法兰接触面之间,在螺栓拧紧后发生塑性变形,填充微观不平处,防止介质泄漏。
材料:根据介质特性、温度和压力选择,如橡胶、石棉、金属缠绕垫、石墨等。
5、螺栓/螺母
功能:提供足够的预紧力,压紧法兰和垫片,实现密封。
三、 主要附件
这些是为满足工艺操作、安全监控和维护检修而设置的装置。
6、接口管(接管)
功能:用于连接工艺管道,实现介质的进出、仪表安装等。
类型:包括物料进出口、仪表接口(压力表、温度计)、安全阀接口等。
7、人孔与手孔
功能:为容器内部的检查、清洗、安装和维修提供通道。
区别:人孔较大,允许人员进出;手孔较小,只能允许手或工具伸入。
8、支座
功能:支撑和固定容器,使其在指定位置工作。
形式:
立式容器支座:如耳式支座、裙式支座(用于高大的塔器)。
卧式容器支座:如鞍式支座。
球形容器支座:如柱式或裙式支座。
四、 安全附件(至关重要!)
这些是保障压力容器安全运行,防止超压事故发生的关键装置。
9、安全阀
功能:当容器内压力超过设定值时,自动开启泄放介质,待压力恢复正常后自动关闭。属于可重复使用的泄压装置。
特点:泄放量较小,适用于无固体颗粒、不结晶的气体或液体介质。
10、爆破片(防爆片)
功能:当压力超过设定值并达到爆破压力时,爆破片瞬间破裂,一次性泄放压力。属于一次性使用的泄压装置。
应用场景:常用于压力上升极快的场合(如化学反应爆炸)、介质有毒、易燃易爆或不允许微量泄漏的情况。也常与安全阀串联使用。
11、压力表
功能:直接显示容器内部的压力,是操作人员的“眼睛”。必须定期校验。
12、液位计
功能:显示容器内液体的高度(液位)。对于盛装液化气体的容器,液位计是至关重要的安全装置。
13、温度计
功能:监测容器内介质的温度,因为温度与压力密切相关。
结构总结图示
一个典型的卧式压力容器结构可以概括如下:
text
[安全阀] [压力表]
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[人孔] - [筒体] - [封头]
| |
[支座] - [支座] [接口管]
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[液位计]
总结
压力容器的结构是一个有机的整体:
筒体和封头构成了密闭的压力空间。
法兰、螺栓和垫片提供了可靠的连接与密封。
接管、人孔和支座满足了工艺与维护的需求。
安全阀、压力表等安全附件则是保障其安全运行的生命线。
所有部件的设计、选材、制造和检验都必须严格遵守相关技术规范(如中国的《固定式压力容器安全技术监察规程》TSG 21),确保其在寿命周期内安全可靠。






