反应釜的顶盖结构设计从安全的角度考虑, 如果把顶盖与筒体相连接的部位设计成法兰螺栓连接, 因其密封面大, 工作温度高, 介质具有腐蚀性, 密封难以保证, 会造成安全隐患;另一方面从经济的角度考虑, 所使用的材料为0Cr18Ni9奥氏体不锈钢, 价格昂贵, 如果增加一对容器兰(约1 万元), 则提高了容器的制造成本。终决定采用如图1所示的结构, 使筒体与顶盖采用焊接连接结构, 为了方便内件的装卸和检修,在一侧开了一个426 mm×10 mm的人孔。采用这种釜体结构,可有效地保证釜内温度,使物料在温度下进行反应。　由于人孔的直径较大, 顶盖直径相对较小, 且其上还开有其他接管, 开人孔时, 必须同时跨顶盖和筒体, 这对压力容器设计产生了新的问题———顶盖的强度设计如何解决。

由于水热合成反应釜搅拌器组件由多点支撑, 而且在常规设计时考虑了机架、减速机和电机共同作用在顶盖上压力的影响和局部开孔的影响, 对封头进行了整体补强设计, 所以有限元建模时, 为了简化分析, 不考虑它们的影响, 只考虑跨顶盖和筒体开人孔的复杂结构。由于结构具有对称性, 所以取其1/2 作为研究对象。通常情况下,可能有以下几种材料可选作釜体的材质:①304不锈钢。筒体与接管长度的取值都大于2.5 RT(R为接管与筒体半径, T为接管与筒体的厚度), 筒体和封头的厚度取值为13.4 mm(封头成型后的实际厚度减去腐蚀裕量), 接管厚度为9 mm。材料特性人孔接管、筒体和封头的材质均为0Cr18Ni9,设计压力为0.8 MPa, 工作压力为0.7MPa, 设计温度为200 ℃, 工作温度为180 ℃,腐蚀余量为1 mm，在筒体底部的横截面上施加轴向固定约束，对称面上施加对称约束, 并在筒体底部横截面上一点(其坐标为(0, -475, 513.4))约束X方向的位移, 以防模型发生该方向的刚体运动。在封头、筒体及人孔筒节的内表面上施加内压载荷0.8MPa, 在人孔筒节的外端面上施加等效应力9.1MPa

开孔边缘沿接管环向薄膜应力强度、弯曲应力强度加薄膜应力强度及总应力强度的变化情况为了便于强度评定, 确定应力处理线的位置, 图7近似给出内贯线上薄膜应力强度、弯曲应力强度加薄膜应力强度及总应力强度的分布曲线。三种组合曲线的变化趋势是一致的, 薄膜应力强度加弯曲应力强度和总应力强度的分布曲线基本重合。三种组合曲线的变化趋势是一致的,薄膜应力强度加弯曲应力强度和总应力强度的分布曲线基本重合。这说明确定应力处理线的位置时, 只需确定总应力强度的位置即可。有限元结果强度评定按照JB4732— 95《钢制压力容器———分析设计标准》培训教材, 首先选取了AB, BC两条处理线;在筒体、封头相贯线上应力强度位置处, 又选取了DE处理线，分析设计应力失效机理及强度校核, 并以此为依据对所选应力处理线进行了应力评定, 可以看出所设计的厚度不满足强度要求, 这说明需要补强设计。

釜体结构反应釜采用三层式釜体结构, 上圆下锥,底部出料;外为保温层, 内为反应层。采用这种釜体结构, 可有效地保证釜内温度, 使物料在温度下进行反应。釜体各部件均采用1Cr18Ni9Ti 焊接,抗腐蚀性好。同时,由于在原粉处理中需要使用大量的乙醇,因而对设备的防燃防爆性要求极高,使得原粉反应设备台套数多、结构复杂、产品成本高。搅拌系统反应釜采用了双螺带式搅拌装置, 搅拌, 可对物料进行强制循环翻动, 保证了物料快速、充分、均匀地完成反应;同时, 避免了物料在搅拌装置上的粘附。为防止物料在釜壁上部的粘附, 搅拌装置上部安装有刮料板, 刮料板与釜壁间的距离可调;刮料板为尼龙制成, 具有一定的弹性, 在清除釜壁粘附物料的同时, 不损伤釜壁。搅拌装置各部件均采用1C r18Ni9Ti 加工, 抗腐蚀性好。液压控制系统反应釜自动化程度高, 其加料、出料方式均采用液压控制。