十四、水冷壁（Water —cooling bank） 水冷壁是由布置在水管锅炉炉膛（燃烧室）四周、紧贴炉墙内侧的管子组成的一管系炉墙，由许多无缝碳钢管弯制而成。它下端与联箱联接，上端大多直接联接到锅筒上，高参数大容量锅炉则通过联箱再用汽水导出管联接到锅筒上。水冷壁排的管间间距及管子长度则由锅炉蒸发量及燃烧、传热情况确定，管子的总体形状则取决于炉膛的形状，即因炉而异。水冷壁是水管锅炉的主要受热面。对高压锅炉则是唯一的受热面。水冷壁的管子内不断有汽水流过，炉膛内火焰（高温烟气）的大量辐射蒸发受热面。水冷壁也有保护炉墙的作用，因为炉膛内大量辐射热被水冷壁吸收后，炉墙的温度便可大幅度降低，散热损失减少，在炉墙上结渣的可能性也小。十五、对流管束（Convection bank） 对流管束是指水管锅炉内上下两端分别与上下锅筒联接（方式可以是胀接工焊接）的一束钢管，是小型水管锅炉的重要蒸发受热面。因为这些管束不是布置在炉膛中，而是布置在炉膛出口处的烟道中主要以对流方式吸收烟气的热量，所以是对流蒸发受热面。对流管束不是平面（壁面）布置，而是以体积形布置在烟道空间里。管子与管子之间有一定的间距，以便检修时更换管子。管子的排列方式有顺列和错列两种。为便于清灰，多数为顺列排列。十六、球形容器（Spherical vessel） 球形容器俗称球罐，它的本体就是一个球壳。一般都是焊接结构，旧式的也有铆接的。球形压力容器大多数是中、低压容器，直径都比较大，因为只有采用大型结构才能充分发挥球形容器的优越性。大直径的球形容器难以整体或半球体压制成形，所以大多是由许多块按一定尺寸预先制成的球瓣组焊而成。从承压壳体的受力情况看，球形是最适宜的形状。因为在内压力作用下，球形壳体的应力是圆筒形壳体的1/2。如果容器的直径、制造材料和工作压力都相同，则球形容器所需要的承压壁厚只为圆筒形容器的一半。从壳体的表面积看，球形壳体的相对表面积（表面积与容器容积之比）要比圆筒形壳体小10~30%。相对表面积小，所使用的板材也少，再加上承压所需的壁厚较薄，因而制造同样容积的压力容器，球形容器要比圆筒形容器节省制造材料约30~40%。球形容器不适宜于作反应、换热用容器，而被广泛用作盛装贮存容器。大型球形容器的组装焊接方式、施焊环境等条件都较差，因而容器焊接质量难以保证。由此而造成的容器爆炸事故，国内外发生过许多起。这是大型球形容器的缺点，因此使用时应加强检验。十七、圆筒形容器（Cylindrical vessel） 圆筒形容器是由一个圆筒体和两端的封头（端盖）组成的容器。是使用得最为普遍的一种压力容器。虽然圆筒体的受力状况不如球体，但比其它形状（如方形）要好得多。圆筒体是一个平滑的曲面，没有由于形状突变而产生较大的附加应力。而圆筒形容器比球形容器易于制造，内部空间又适宜于装设工艺装置，并有利于相互作用的工作介质的相对流动，因而被广泛用作反应、换热和分离容器。圆筒形容器的筒体，薄壁的，除直径较小者常采用无缝钢管外，一般都是用钢卷圆后焊接制成；厚壁的，有单层的（包括整体锻造和卷焊），也有多层组合的。为了便于成批生产，我国已经实行压力容器零部件的标准化。容器的筒体直径按标准的公称直径选定。容器的公称直径，通常是指它的内径（无缝钢管制容器除外），用Dg表示。焊接容器的公称直径系列见表10 2。十八、封头（Closure head） 封头是圆筒形容器的主要承压部件。它作为容器的封闭端，与圆筒体组成一个完整的密闭容器。习惯上，封头常常是指与圆筒体焊接连接成不可拆的容器端部结构；而与筒体由螺栓兰等连接的可拆结构，则称之为端盖。封头的型式较多，以它的纵剖面曲线形状来分，有半球形、碟形、椭圆形、无拆边球形、锥形及平板形等多种。在压力作用下，封头壳壁上的应力的大小和分布都与它的型式、形状有关。如何正确选用封头的型式与尺寸参数，也是压力容器设计中与安全有关的一个问题。通常在压力容器设计中，平板封头是很少采用的，只是一些中、低压容器的人孔或手孔中用作盖板。锥形封头一般也只是用于某些特殊用途的场合。

十九、半球形封头（Semi—spherical head） 半球形封头实际上就是个半球体。由于它的高度（深度）太大（与半径相同），整体压制成形比较困难，直径较大的半球形封头（公称直径Dg>2•5m）一般都是由几块大小相同的梯形球瓣板和顶部中心的一块圆形球面板（球冠）组焊而成。中心圆板的作用是把梯形球瓣板之间的焊缝保持有一定的间隔距离，以防止焊缝重叠或过分靠近致使金属材料过热，或产生太大的焊接应力和变形。半球形封头也和球形容器一样，作为一种承压的简单壳体，它是最理想的型式，因为在直径相同、承受压力相等的条件下，它所需的厚度最小。但是它的高度太大，加工制造比较困难。而且作为封头，它必须与圆筒体焊接连接。为了便于焊接，避免在焊缝外造成壁厚的不连续，在实用中常要取它的厚度与圆筒体相同。这样，半球形壳体的优越性就得不到发挥。由于这些缘故，除了压力较高、直径较大的贮罐或有其它特殊需要的压力容器外，一般都较少采用半球形封头。二十、碟形封头（Dished head） 碟形封头又称带折边的球形封头。它由几何形状不同的三个部分组成：（1）球面体（球冠），半径为Rc，是中心部分；（2）圆筒体（俗称直边），是与筒体连接的部分；（3）过渡圆弧（俗称折边），曲率半径为r连接球面体与圆筒体。过渡圆弧部分的作用是使球面体与圆筒体圆滑过渡，以减小连接处及其附近由于形状突变而产生的局部应力。碟形封头高度（深度，不包括直边）的大小取决于它的过渡圆弧曲率半径与球面体半径的比值，即r/Rc。 r越小或Rc越大，则封头高度越小，加工制造就比较容易；但r/Rc越小，则在过渡圆弧部分与球面部分的连接处，形状突变也越严重，因而产生的局部应力也越大，封头承压所需的壁也越大。反之，则封头高度越大，加工制造越困难，但局部应力也就越小。要使封头的高度和壁厚都比较适当，就得合理地选用它的比值r/Rc。常用的压力容器碟形封头，球面半径与圆筒内径Di相等，r/Rc的值为0.1~0.15。如果此比值由于容器设计或制造的原因，例如压制封头时，胎具尺寸不精确，使过渡圆弧的半径变小，则封头在承压时就有可能因此处的压应力过大而在连接处塌瘪。国内引进某国有不锈钢容器就发生过此类事故。由于碟形封头的制造比较容易，可以用手工锻打的方法成型，早期制造的压力容器，大多采用碟形封头。但它的受力状况不太好，近年来已逐渐被椭圆形封头所取代。二十一、椭圆形封头 椭圆形封头是个半椭球体。它的纵剖面是条半椭圆曲线。曲线的曲率半径连续变化，没有形状突变处。因而封头的应力分布比较匀称，受力状况比碟形封头优越。椭圆形封头的最大应力值取决于它的长短轴比值（实际上就是封头半径与封头高度比，即Ri/r）。封头的相对高度大，加工制造比较困难，但壳壁应力较小；封头高度小一些虽然成形较易，但壳壁应力较大。高度过小（即长短轴比太大）的封头，会在封头的赤道处产生很大的环向压缩应力，其数值可以达到封头顶部最大应力的几倍。在这种情况下，会使封头因受过高的压应力而产生局部塌瘪，或因受过高的剪应力而破裂。压力容器椭圆形封头的长短轴比（半径与高度比）一般不应超过2.5。我国规定的标准椭圆形封头，半径与高度之比为2.0。这样，封头和与它相连接的圆筒体就可以采用相同的材料和相等的壁厚，组焊比较方便。近期制造的锅炉与压力容器，大部分都采用椭圆形封头。二十二、锥形封头（Conical head） 锥形封头实际上是一段锥形圆筒体。因为它的顶端并不以锥尖封闭，而是用法兰等结构与小盖板或管道连接。锥形封头的大端，可以与容器的圆筒体直接焊接，也可以用过渡圆弧部分（俗称折边）与圆筒体焊接连接。前者称为无折边的锥形封头；后者，即带有过渡圆弧部分的，称带折边锥形封头。无折边锥形封头由锥体直接连接圆筒体壳体形状发生突变，在连接处附近产生较大的附加弯曲应力，压力容器用得较少。只是一些压力较低、直径也较小的容器有时采用，但锥体半顶角不能大于30度;，并应采用局部加强结构。带折边锥形封头有过渡圆弧部分，锥体与筒体的形状过渡比较平缓，受力情况比无折边的好一些。这种封头的最大应力值与半顶角大小有关，半顶角越大，最大应力值越高，承压所需的壁厚也越大。标准带折边锥形封头的半顶角有30度;与45度;两种，过渡部分的曲率半径与筒体直径之比值规定为0.15。就耐压强度而论，锥形封头比半球形、椭圆形、碟形封头都要差。有一部分压力容器采用锥形封头，首先是因为它制造比较方便。厚度较小而直径又不很小的锥体，只要用普通的卷板机加上简单的辅助装置即可卷轧成形。但更主要的是因为操作使用工艺过程的需要。例如当容器内的介质含有颗料状或粉未状的物料，或者是粘稠的液体时，为了便于汇集并卸放物料，容器的底部就行用锥形封头。有时为了使气体在容器内均匀分而或者要稳定地改变流体的流速，也须采用锥形封头。