反應(yīng)釜的頂蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從安全的角度考慮, 如果把頂蓋與筒體相連接的部位設(shè)計(jì)成法蘭螺栓連接, 因其密封面大, 工作溫度高, 介質(zhì)具有腐蝕性, 密封難以保證, 會(huì)造成安全隱患;另一方面從經(jīng)濟(jì)的角度考慮, 所使用的材料為0Cr18Ni9奧氏體不銹鋼, 價(jià)格昂貴, 如果增加一對(duì)容器蘭(約1 萬元), 則提高了容器的制造成本。終決定采用如圖1所示的結(jié)構(gòu), 使筒體與頂蓋采用焊接連接結(jié)構(gòu), 為了方便內(nèi)件的裝卸和檢修,在一側(cè)開了一個(gè)426 mm×10 mm的人孔。 由于人孔的直徑較大, 頂蓋直徑相對(duì)較小, 且其上還開有其他接管, 開人孔時(shí), 必須同時(shí)跨頂蓋和筒體, 這對(duì)壓力容器設(shè)計(jì)產(chǎn)生了新的問題———頂蓋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)如何解決。

由于頂蓋所受的內(nèi)壓(0.7 MPa)遠(yuǎn)大于其外壓(0.1 MPa), 所以下面的分析只針對(duì)其承受內(nèi)壓的工作狀態(tài)進(jìn)行分析。頂蓋的理論應(yīng)力分析頂蓋為標(biāo)準(zhǔn)橢圓型封頭, 橢圓型封頭的長軸a=500 mm, 短軸b=250 mm, 封頭的名義厚度按照前面設(shè)計(jì)值Sn =16 mm, 按照無力矩理論給出頂蓋的經(jīng)向和環(huán)向應(yīng)力分布曲線可以看出, 在距中心大約425 mm處,環(huán)向應(yīng)力等于0, 該處是環(huán)向應(yīng)力由拉應(yīng)力改變?yōu)閴簯?yīng)力的交界處, 而頂蓋開人孔位置正經(jīng)此處。以上應(yīng)力狀況是針對(duì)不開孔的封頭的。對(duì)此處曲率變化較大部位進(jìn)行開孔, 必使應(yīng)力復(fù)雜化。為此對(duì)按常規(guī)設(shè)計(jì)得出的頂蓋的壁厚提出了質(zhì)疑。

植物膠反應(yīng)釜, 用于對(duì)植物膠干胚乳片進(jìn)行加工處理。與原粉反應(yīng)設(shè)備不同, 在反應(yīng)過程中不使用大量的化學(xué)品。有關(guān)新型工業(yè)化植物膠反應(yīng)設(shè)備在國內(nèi)外均未見報(bào)道, 因此我們?cè)诖_定技術(shù)方案時(shí)非常慎重。通過對(duì)國內(nèi)外有關(guān)化工設(shè)備的性能、結(jié)構(gòu)參數(shù)等進(jìn)行深入的調(diào)研, 收集查閱了大量的相關(guān)資料, 經(jīng)過反復(fù)地研究與分析, 初步確定了設(shè)備技術(shù)方案, 完成了小型試驗(yàn)設(shè)備的加工, 組建了植物膠中試生產(chǎn)車間, 進(jìn)行了小規(guī)模的中試生產(chǎn), 生產(chǎn)出改性膠粉數(shù)噸, 產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異。在此基礎(chǔ)上, 完成了新型植物膠反應(yīng)設(shè)備的加工圖紙, 并交專業(yè)廠家進(jìn)行工藝審查和加工。經(jīng)調(diào)試、檢測(cè), 其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求后, 進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)期間, 設(shè)備運(yùn)行時(shí)間均不少于500h , 各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。試驗(yàn)結(jié)果表明, 該套設(shè)備的研制是成功的。