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| 目錄：
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绪论 001
1 压力容器导言 009
1.1 压力容器总体结构 009
1.1.1 压力容器基本组成 009
1.1.2 压力容器零部件间的焊接 011
1.2 压力容器分类 012
1.2.1 介质危害性 012
1.2.2 压力容器分类 014
1.3 压力容器规范标准 016
1.3.1 国外主要规范标准简介 016
1.3.2 国内主要规范标准介绍 018
思考题 021
2 压力容器应力分析 023
2.1 载荷分析 023
2.1.1 载荷 023
2.1.2 载荷工况 025
2.2 回转薄壳应力分析 025
2.2.1 薄壁圆筒的应力 026
2.2.2 回转薄壳的无力矩理论 027
2.2.3 无力矩理论的基本方程 028
2.2.4 无力矩理论的应用 031
2.2.5 回转薄壳的不连续分析 035
2.3 厚壁圆筒应力分析 041
2.3.1 弹性应力 041
2.3.2 弹塑性应力 048
2.3.3 屈服压力和爆破压力 051
2.3.4 提高屈服承载能力的措施 053
2.4 平板应力分析 053
2.4.1 概述 053
2.4.2 圆平板对称弯曲微分方程 054
2.4.3 圆平板中的应力 057
2.4.4 承受轴对称载荷时环板中的应力 060
2.5 壳体屈曲分析 061
2.5.1 概述 061
2.5.2 周向受外压圆筒的临界压力 063
2.5.3 均布轴压圆筒的临界应力 065
2.5.4 其他回转壳体的临界压力 066
2.6 典型局部应力 066
2.6.1 概述 066
2.6.2 受内压壳体与接管连接处的局部应力 067
2.6.3 降低局部应力的措施 069
思考题 070
习题 071
3 压力容器材料行为 075
3.1 材料性能与行为 075
3.1.1 材料性能 075
3.1.2 材料行为 077
3.2 压力容器常用材料 078
3.2.1 金属材料 078
3.2.2 非金属材料 081
3.3 制造工艺对材料行为的影响 082
3.3.1 成形工艺 082
3.3.2 焊接工艺 083
3.3.3 热处理工艺 085
3.4 服役环境对材料行为的影响 087
3.4.1 温度效应 087
3.4.2 介质腐蚀 089
3.4.3 辐照损伤 093
3.4.4 氢脆 093
3.4.5 载荷条件 095
3.5 压力容器选材策略 095
3.5.1 选材的基本原则 095
3.5.2 选材的步骤与方法 096
思考题 096
4 压力容器设计 099
4.1 概述 099
4.1.1 设计条件 099
4.1.2 设计文件 101
4.2 设计准则 101
4.2.1 压力容器失效 101
4.2.2 强度失效设计准则 104
4.2.3 刚度失效设计准则 106
4.2.4 屈曲失效设计准则 107
4.2.5 泄漏失效设计准则 107
4.3 规则设计 107
4.3.1 概述 107
4.3.2 圆筒设计 109
4.3.3 封头设计 126
4.3.4 密封装置设计 135
4.3.5 开孔和开孔补强设计 155
4.3.6 支座和检查孔 161
4.3.7 超压泄放装置 163
4.3.8 焊接结构设计 164
4.3.9 耐压试验 167
4.3.10 泄漏试验 169
4.4 分析设计 170
4.4.1 概述 170
4.4.2 公式法 170
4.4.3 应力分类方法 171
4.4.4 弹塑性分析方法 186
4.5 数字化设计 188
4.5.1 设计计算数字化 189
4.5.2 工程制图数字化 189
4.5.3 工程交付数字化 190
4.5.4 全生命周期数字孪生 190
思考题 191
习题 191
5 储运设备 195
5.1 概述 195
5.1.1 介质特性 195
5.1.2 最大充装量 196
5.1.3 环境对设计参数的影响 196
5.2 固定式储罐的结构 196
5.2.1 卧式圆柱形储罐 197
5.2.2 立式平底筒形储罐 197
5.2.3 球形储罐 199
5.2.4 低温储罐 202
5.2.5 旋压无缝压力容器 203
5.3 卧式储罐设计 204
5.3.1 支座结构及布置 204
5.3.2 设计计算 206
5.4 移动式压力容器 217
5.4.1 汽车罐车 217
5.4.2 高压气体运输车 220
思考题 220
习题 221
6 换热设备 223
6.1 概述 223
6.1.1 换热设备的应用 223
6.1.2 换热设备分类及其特点 224
6.1.3 换热设备选型 233
6.1.4 换热设备发展方向 234
6.2 管壳式换热器 235
6.2.1 基本类型 235
6.2.2 管壳式换热器结构 237
6.2.3 管板设计 245
6.2.4 膨胀节设计 248
6.2.5 管束振动和防止 248
6.2.6 设计方法 250
6.3 传热强化技术 251
6.3.1 概述 251
6.3.2 扩展表面强化传热 252
6.3.3 热机协同强化传热 254
6.3.4 流程优化强化传热 256
思考题 257
7 塔设备 259
7.1 概述 259
7.1.1 塔设备的应用 259
7.1.2 塔设备的选型 260
7.2 填料塔 263
7.2.1 填料 263
7.2.2 填料塔内件的结构设计 265
7.3 板式塔 271
7.3.1 板式塔的分类 271
7.3.2 板式塔的结构 272
7.3.3 板式塔塔盘的结构 276
7.4 塔设备的附件 282
7.4.1 除沫器 282
7.4.2 裙座 284
7.4.3 吊柱 285
7.5 塔的强度设计 285
7.5.1 塔的固有周期 286
7.5.2 塔的载荷分析 289
7.5.3 筒体的强度及稳定性校核 295
7.5.4 裙座的强度及稳定性校核 296
7.6 塔设备的振动 298
7.6.1 风的诱导振动 298
7.6.2 塔设备的防振 300
思考题 301
8 反应设备 303
8.1 概述 303
8.1.1 反应设备的应用 303
8.1.2 反应设备的分类与特征 304
8.1.3 常见反应设备的特点 305
8.2 机械搅拌反应设备 308
8.2.1 基本结构 308
8.2.2 搅拌容器 309
8.2.3 搅拌器 312
8.2.4 搅拌轴设计 322
8.2.5 密封装置 325
8.2.6 传动装置 330
8.2.7 机械搅拌设备技术进展 331
8.3 微反应器 333
8.3.1 概述 333
8.3.2 微反应器分类 334
8.3.3 微反应器设计 335
8.3.4 微反应器制造 337
8.3.5 微反应器的前景 338
8.4 电化学反应器 338
8.4.1 电解水制氢装置 338
8.4.2 氢燃料电池 344
思考题 348
习题 349
附录A 专业术语索引 350
附录B 数字资源索引 353
参考文献 354
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| 內容試閱：
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本书第一版、第二版、第四版和第五版分别荣获“第六届全国石油和化学工业优秀教材一等奖”“第八届全国石油和化学工业优秀教材一等奖”“2016年中国石油和化学工业优秀出版物（教材奖）一等奖”和“2023年浙江大学首届优秀教材奖特等奖”，第二版、第三版、第四版分别为普通高等教育“十五”“十一五”和“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书对应课程曾获浙江省教育成果奖一等奖，亦为首批线下国家级一流本科课程。本版是浙江省“十四五”普通高等教育本科规划教材，得到浙江省高等教育“十四五”教学改革项目“教研创一体化的过程装备与控制工程专业数智化改革与实践”、浙江大学本科教材建设重点资助项目“过程设备设计——压力容器”和浙江大学过程装备与控制工程专业教材建设 Domex-E基金的支持。
党的二十大对能源发展做出了新部署，提出了新要求，强调深入推进能源革命，加快规划建设新型能源体系。在“双碳”目标的加速实施下，氢能利用、储能技术等新质生产力蓬勃发展，储氢压力容器、电解水制氢装置、氢燃料电池等高端装备的需求与日俱增，与之相关的高质量人才的缺口不断扩大。作为多学科交叉的过程装备与控制工程专业，必然要顺应国家重大战略发展需求，对教学内容作出与时俱进的调整。
在标准规范领域，2024年，我国全面修订了压力容器基础核心标准 GB/T 150《压力容器》，发布了 GB/T 4732《压力容器分析设计》、GB/T 44457《加氢站用储氢压力容器》等一系列新标准，引入了轴压圆筒屈曲、内压椭圆 /碟形封头弹塑性设计等新方法，以及最高设计温度、最低设计温度、超压泄放装置积聚压力等新概念。国际上，美国在 2023年更新了 ASME BPVC Ⅷ-1《压力容器建造规则》等锅炉和压力容器规范；欧盟在 2024年颁布了 EN13445-11《钛和钛合金压力容器附加要求》。这些标准的更新迭代，充分体现了行业技术的飞速发展，也为本书的修订提供了必要性与紧迫性。
基于以上背景，对本书第五版进行修订势在必行。考虑到前五版已在广泛的教学实践中得到应用，本次修订仍遵循保持编排结构相对稳定、融入压力容器设计最新成果、展现学科发展前沿的原则。
相较于第五版，主要变化体现在：
（1）优化教材内容 紧密对接未来产业，补充未来制造、未来能源、未来材料、未来空间等亟需内容，如数字化设计、电解水制氢装置、氢燃料电池等；增加最新研究成果，如轴压圆筒临界应力计算、内压椭圆 /碟形封头设计等新方法；改写绪论、介质危害性、壳体屈曲分析、压力容器材料形为、超压泄放装置、焊接结构设计、压力容器分析设计、传热强化技术、微反应器等。
（2）丰富教学资源 配套编写出版《纤维缠绕增强承压设备》和石油化工行业“十四五”规划教材《过程设备设计案例教程》；优化浙江大学和化学工业出版社联合开发的“高等院校‘过程设备设计’在线数字资源”，新增 10台典型压力容器虚拟仿真素材，进一步完善多媒体课件、三维动画资源、授课视频和微课资源、习题题库和试卷库、在线课程教学设计方案等。
（3）产教深度融合 充分发挥国家重点学科和承担国家重大项目优势，及时将科研成果转化为鲜活的教材内容。同时，邀请中国机械工业集团首席专家、国家万人计划科技创新领军人才陈永东研究员，大连化学物理所燃料电池研究部部长邵志刚研究员，以及中国特种设备检测研究院正高级工程师、重点新材料研发及应用国家科技重大专项产品首席专家邓贵德博士等行业专家参与教材编写，将行业最新技术和市场需求融入教学，使教材内容更加贴近实际需求。
本书由浙江大学郑津洋院士主持修订和统稿工作，中国机械工业集团有限公司陈学东院士主审。参加修订的有浙江大学郑津洋院士 [绪论、第1章、第2章（除 2.5节）、第3章、第4章4.1节和4.2节、第8章（除8.3节和8.4节）、参考文献，以及附录A、B]、陈志平教授（第2章2.5节、第4章4.3节、第5章）、陈东教授（第8章8.3节）、李洋博士（第8章8.4.1节）；合肥通用机械研究院有限公司陈永东研究员和郑州大学王珂教授、刘敏珊教授（第6章）；南京工业大学桑芝富教授、董金善教授、王海峰副教授（第7章）；中国特种设备检测研究员邓贵德（第4章4.5节）;中国科学院大连化学物理所邵志刚研究员（第8章8.4.2节）；北京化工大学钱才富教授（第4章4.4节）。浙江大学焦鹏博士参加第2章2.5节改写、李克明博士参加第4章4.3.3.1节修订。浙江大学刘宝庆教授、郑津洋院士负责新形态素材建设。全国锅炉压力容器标准化技术委员会陈志伟正高级工程师、合肥通用机械研究院有限公司崔军研究员、中国石化工程建设有限公司元少昀正高级工程师、中国石化工程建设有限公司郭雪华正高级工程师、中国寰球工程有限公司北京分公司蒋小文高级工程师、浙江大学氢能研究院陈禹博研究员、武汉理工大学潘牧教授分别审阅了第1章、第3章、第4章、第5章、第7章、第8章8.4.1节和 8.4.2节。
借此机会，向对本书提出过建设性修改意见的陈学东院士、苏义脑院士、王玉明院士、高金吉院士、涂善东院士、李银生院士、朱国辉、李培宁、陈钢、宋继红、寿比南、高继轩、贾国栋、王晓雷、李军、张建荣、郝刚、黄强华、徐峰、陆明万、程光旭、李志义、王冰、巩建鸣、刘应华、向志海、陈旭、薛明德、孙国有、高增梁、轩福贞、范志超、王威强、常彦衍、杜顺学、郭伟灿等，以及参加过本书前五版编写工作的董其伍、林兴华、魏新利、卓震、徐思浩、秦叔经、王非等老师，深表谢意。浙江大学徐平博士、全国锅炉压力容器标准化技术委员会陈志伟正高级工程师、中国第一重型机械股份公司监事张皓、中船双瑞（洛阳）特种装备股份有限公司总工程师邓欣、四川科新机电股份有限公司专家委员会主任强凯、山东恒通膨胀节制造有限公司董事长王焕庆、原合肥通用机械研究院副总经理徐双庆、成都格瑞特高压容器有限责任公司总工程师范俊明、西安隆基氢能科技有限公司总裁马军、北京泽华化学工程有限公司总裁助理国洪超等提供了宝贵资料，浙江大学博士研究生姜昕怡在本书校对、新形态素材建设方面付出了辛勤劳动，特此致谢。
限于编者水平，虽经努力，修改后的教材恐仍有不妥之处，敬请读者批评指正。
编者
2025.3
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