压力容器的基本结构解析

压力容器的结构一般比较简单，其主要部件是一个能承受压力的壳体及其他必要的连接件和密封件。壳体的结构形式较多，最常用的是球形壳和圆筒形加封头的组合壳体。出于制造、安装等方面的考虑，圆筒形加封头的组合壳体结构远比球形壳结构应用广泛。后者主要用在物料储存等方面。

球形容器的直径一般都比较大，难以整体或半整体压制成形，所以它大多是由许多块按一定的尺寸预先压制成形的球面板拼接组焊而成（图1-8）。这些球面板的形状不完全相同，但板厚一般都相同。只有一些特大型、用以储存液化气体的球形储罐，球体下部的壳板才比上部的壳板要稍微厚一些。

圆筒形加封头的组合壳体压力容器一般由筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等六大部分构成容器本体（图1-9）。此外，还配有安全装置、表、计及完成不同生产工艺作用的内件。

图1-8 球形壳体容器

1—支柱 2—中部平台 3—顶部操作平台 4—北极板 5—北温带 6—赤道带 7—南温带 8—南极板 9—拉杆

压力容器中直接承受压力载荷作用的零部件为受压元件，受压元件以外的其他部件为非受压元件。如筒体、封头、法兰等为压力容器的受压元件，而支座、内件、开孔补强圈等，称为非受压元件。

筒体的作用是提供工艺所需的承压空间，是压力容器最主要的受压元件之一，其内直径和容积往往需由工艺计算确定。筒体直径较小（一般小于500mm）时，可用无缝钢管制作，此时筒体上没有纵焊缝；直径较大时，筒体可用钢板在卷板机上卷成圆筒，或用钢板在水压机上压制成两个半圆筒，再用焊接的方法将缝隙连接在一起，形成一个圆筒形筒节。此焊缝的方向与圆筒的纵向平行，因此称为纵向焊缝，或纵焊缝。有些容器长度较大，需要若干筒节拼接达到所需长度，此时筒节与筒节间采用焊接的方法连接，此焊缝与圆筒的纵向垂直，称为环焊缝。

封头亦称端盖。根据几何形状的不同，可分为半球形、椭圆形、碟形、球冠形、锥壳和平盖等几种，其中球形、椭圆形、碟形、球冠形封头又统称为凸形封头。容器不需开启时，可把封头和筒体焊接在一起，从而有效地保证密封，节省材料，减少加工制造的工作量。(www.xing528.com)

对于因检修或更换内件的原因需要多次开启的容器，封头和筒体的连接应采用可拆式的，此时在封头和筒体之间就必须要有一个密封装置。螺栓法兰连接（简称法兰连接）是一种应用最广的密封装置，它的作用是通过螺栓连接，并通过拧紧螺栓使密封元件压紧而保证密封。法兰按其所连接的部件分为容器法兰和管道法兰。

由于工艺要求和检修的需要，常在压力容器的筒体或封头上开设各种大小的孔或安装接管，如人孔、手孔、视镜孔、物料进出口接管，以及安装压力表、液面计、安全阀、测温仪表等开孔接管。

压力容器靠支座支承并固定在基础上。随容器安放形式不同，圆筒形容器支座分立式容器支座和卧式容器支座两类。卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。立式容器的支座主要有耳式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座等。中、小型直立容器常采用前三种支座，高大的塔设备则广泛采用裙式支座。

上述六大部件：筒体、封头、法兰、密封元件、开孔和接管、支座等，构成了一台压力容器的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容器本身。对于用于化学反应、传热、分离等工艺过程的容器，则须在外壳内装入工艺所要求的内件，才能构成一台独立而完整的产品设备。

此外，为了保证安全及正常操作，压力容器上还安装有各种安全附件，如安全阀、爆破装置、紧急切断阀、安全联锁装置、压力表、液面计、测温仪表等。

图1-9 常用压力容器的一般结构