本發(fā)明創(chuàng)造屬于液化氣體存儲領(lǐng)域，尤其是涉及一種大型低溫液化天然氣儲罐穹頂安裝裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、液化天然氣儲罐穹頂是儲罐結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其設(shè)計需滿足低溫環(huán)境、氣密性、高強度和使用壽命的特殊要求。因此大型穹頂?shù)钠唇影惭b是目前天然氣儲罐組裝的最大難點之一。

2、由于穹頂?shù)捏w積大，多采用分段制造后進行現(xiàn)場拼接安裝的方式。而由于穹頂直徑可達數(shù)十米，重量達數(shù)百噸，精確控制吊裝的位置和角度困難，同時高空作業(yè)受到風(fēng)載環(huán)境的影響，安全系數(shù)難以保證，在實際安裝的時候多臺吊機協(xié)同作業(yè)，加大了安裝和精度準確的難度。

3、市面上存在的預(yù)裝工具和方法是將穹頂豎向分割成多塊，拼接完成后再進行高空吊頂安裝焊接，但每個拼接部分重量大，長度長，不易安裝和操作，且相鄰拼接部分的應(yīng)力形變?nèi)菀紫嗤?，進而組裝完成的穹頂產(chǎn)生疊加應(yīng)力問題更加突出，最終造成穹頂形變，儲罐不密封等問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種大型低溫液化天然氣儲罐穹頂安裝裝置及方法，以解決上述至少一個問題。

2、為達到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種大型低溫液化天然氣儲罐穹頂安裝裝置，其包括吊裝環(huán)形滑道組件、外齒旋轉(zhuǎn)軸承、內(nèi)外滑向軌道組件、環(huán)向滑道、吊裝電葫蘆和拼接電葫蘆；

4、外齒旋轉(zhuǎn)軸承安裝在儲罐上方，所述內(nèi)外滑向軌道組件與外齒旋轉(zhuǎn)軸承的外軸承連接，所述外齒旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)軸承底部與吊裝電葫蘆連接；

5、所述吊裝環(huán)形滑道組件環(huán)設(shè)在外齒旋轉(zhuǎn)軸承外部，轉(zhuǎn)動電機為外齒旋轉(zhuǎn)軸承轉(zhuǎn)動提供動力，外齒旋轉(zhuǎn)軸承的外軸承繞其軸線轉(zhuǎn)動，所述內(nèi)外滑向軌道組件設(shè)置為在外齒旋轉(zhuǎn)軸承和吊裝環(huán)形滑道組件之間往復(fù)移動的軌跡；

6、在所述內(nèi)外滑向軌道組件上安裝環(huán)向滑道，所述環(huán)向滑道預(yù)設(shè)以外齒旋轉(zhuǎn)軸承為圓心的弧形軌跡；

7、所述拼接電葫蘆安裝在滑動電機上并通過滑動電機在環(huán)向滑道上滑動。

8、通過以上組件的配合設(shè)置，可以完成多種場景和規(guī)格下的穹頂安裝，同時可以滿足預(yù)拼裝成多個小塊裝的穹頂部分的拼接安裝工作，減少了對于高空作業(yè)的要求。

9、進一步的，所述吊裝環(huán)形滑道組件包括至少兩個環(huán)形滑道，每個環(huán)形滑道均與所述內(nèi)外滑向軌道組件滑動連接。

10、設(shè)置多個環(huán)形滑道可以保證拼接電葫蘆運行操作時更加穩(wěn)定。

11、進一步的，所述內(nèi)外滑向軌道組件包括至少兩個內(nèi)外滑向軌道，每個內(nèi)外滑向軌道的前端與外齒旋轉(zhuǎn)軸承的外軸承連接；內(nèi)外滑向軌道的中部和尾端均與不同的環(huán)形滑道滑動連接。

12、進一步的，所述吊裝環(huán)形滑道組件包括吊裝內(nèi)環(huán)形滑道和吊裝外環(huán)形滑道，所述吊裝內(nèi)環(huán)形滑道設(shè)置在外齒旋轉(zhuǎn)軸承和吊裝外環(huán)形滑道之間；

13、每個內(nèi)外滑向軌道上包括至少兩個環(huán)向滑道，在外齒旋轉(zhuǎn)軸承和吊裝內(nèi)環(huán)形滑道間，以及吊裝內(nèi)環(huán)形滑道和吊裝外環(huán)形滑道間均設(shè)置至少一個環(huán)向滑道。

14、設(shè)置不同位置的環(huán)形滑道可以進一步提高安裝裝置的適配度，無論穹頂?shù)拇笮《伎梢园惭b，同時也增加了拼接電葫蘆的運行軌跡的范圍，進而保證了安裝時候預(yù)拼接的穹頂部分擁有足夠的空間避讓其他已經(jīng)存在的結(jié)構(gòu)。

15、進一步的，所述外齒旋轉(zhuǎn)軸承包括外軸承和內(nèi)軸承，所述外軸承設(shè)置有齒條，轉(zhuǎn)動電機的輸出軸與轉(zhuǎn)動齒輪連接，所述轉(zhuǎn)動齒輪與外軸承的齒條嚙合，所述轉(zhuǎn)動電機為外齒旋轉(zhuǎn)軸承提供轉(zhuǎn)動動力。

16、采用最低成本的齒輪與齒條配合的結(jié)構(gòu)形式實現(xiàn)以外齒旋轉(zhuǎn)軸承為圓心的轉(zhuǎn)動動作。

17、進一步的，所述內(nèi)外滑向軌道組件包括多個內(nèi)外滑向軌道，在所述內(nèi)外滑向軌道的內(nèi)軌道壁上設(shè)置滑動齒條，內(nèi)外滑向電機安裝在內(nèi)外滑向安裝座上，所述內(nèi)外滑向電機的輸出軸穿過內(nèi)外滑向安裝座，并與滑動齒輪連接，所述滑動齒輪與滑動齒條嚙合；

18、所述環(huán)向滑道安裝在內(nèi)外滑向安裝座上，所述環(huán)向滑道上開設(shè)有環(huán)向滑道槽，環(huán)向滑道槽內(nèi)安裝有環(huán)向齒條，導(dǎo)向輪與環(huán)向齒條嚙合連接，所述導(dǎo)向輪通過滑動電機提供轉(zhuǎn)動動力在環(huán)向滑道槽中移動。

19、內(nèi)外滑向軌道、環(huán)向滑道和吊裝環(huán)形滑道組件的配合設(shè)置，可以使得拼接電葫蘆在三個方向上發(fā)生位移，滿足不同規(guī)格預(yù)拼接穹頂結(jié)構(gòu)的要求。

20、進一步的，還包括成對配合的第一連接塊和第二連接塊，所述第一連接塊一側(cè)端開設(shè)第一插接槽，所述第二連接塊對應(yīng)側(cè)端安裝有與第一插接槽插接配合的第二插接件；

21、所述第一連接塊和第二連接塊上均開設(shè)有安裝螺紋孔。

22、進一步的，所述第一插接槽為梯形槽，梯形槽的下底設(shè)置在第一連接塊的表面，梯形槽的上底設(shè)置在第一連接塊的內(nèi)部；所述第二插接件為梯形塊，所述第二插接塊的下底位于第二連接塊的表面。

23、第一連接塊和第二連接塊的設(shè)置可以使得預(yù)拼接過程更加順利與精確；第一插接槽和第二插接件的設(shè)置也可以使得電機和操作人員及時了解到預(yù)拼接是否到位的狀況，以最小成本滿足了拼接的準確性和高效性要求。

24、進一步的，所述外齒旋轉(zhuǎn)軸承、吊裝環(huán)形軌道組件呈同心圓狀布設(shè)。

25、進一步的，以外齒旋轉(zhuǎn)軸承為圓心布設(shè)多個內(nèi)外滑向軌道，每個內(nèi)外滑向軌道上均配設(shè)有至少兩個環(huán)向滑道。

26、進一步的，所述吊裝內(nèi)環(huán)形滑道和吊裝外環(huán)形滑道均為拼接軌道組裝完成。

27、一種使用大型低溫液化天然氣儲罐穹頂安裝裝置進行穹頂安裝的方法，其具體方法如下：

28、在儲罐內(nèi)部中心處搭設(shè)中心安裝支撐架，中心安裝支撐架頂部安裝外齒旋轉(zhuǎn)軸承，中心安裝支撐架包括中空的運輸通道；

29、在儲罐內(nèi)部和/或外部加設(shè)安裝支架，吊裝環(huán)形滑道組件被安裝支架加設(shè)在儲罐上方；

30、將穹頂以中心部位、過度部位和外緣部位劃分，并進行預(yù)拼接；

31、中心部位通過運輸通道被吊裝電葫蘆提升到高空，過度部位和外緣部位均通過其他的拼接電葫蘆吊提至高空，并通過拼接電葫蘆可移動軌跡與已在高空中的其他部位拼接，直至全部的穹頂拼接完成。

32、以上安裝方法不僅可以滿足穹頂支架的拼接要求，還能打破原始預(yù)拼接好的穹頂部分過重帶來的再次組裝不便利的傳統(tǒng)思路，降低了對于吊裝設(shè)備的性能要求，同時更加符合穹頂結(jié)構(gòu)形狀的劃分預(yù)拼接結(jié)構(gòu)，使得組裝過程的部件更加靈巧，而安裝后由于將穹頂拆裝成三種部位而分擔(dān)了應(yīng)力產(chǎn)生點，降低了應(yīng)力過于集中對組裝好的穹頂質(zhì)量影響。

33、進一步的，在儲罐內(nèi)設(shè)置多個內(nèi)部安裝支撐架，在儲罐外部設(shè)置多個外部安裝支撐架，所述內(nèi)部安裝支撐架可以穿過穹頂預(yù)拼接部位中的孔洞；

34、根據(jù)穹頂預(yù)拼接部位劃分結(jié)構(gòu)分布，設(shè)置內(nèi)部安裝支撐架的位置，避免吊裝穹頂預(yù)拼接部位時存在干涉；

35、每個內(nèi)外滑向軌道上包括至少兩個環(huán)向滑道，在外齒旋轉(zhuǎn)軸承和吊裝內(nèi)環(huán)形滑道間，以及吊裝內(nèi)環(huán)形滑道和吊裝外環(huán)形滑道間均設(shè)置至少一個環(huán)向滑道，環(huán)向滑道上均設(shè)置至少一個與其滑動配合的拼接電葫蘆；

36、通過環(huán)向滑道上的拼接電葫蘆的位移，首先將過度部位與中心部位吊裝拼接并進行預(yù)焊接，而后再將外緣部位吊裝至高空與預(yù)拼接好的部位進行組裝拼設(shè)。

37、可以有效比如拼接過程中安裝裝置對于不同預(yù)拼接部分的吊裝軌跡的影響，且可快速將不同部位的部件組裝好。

38、進一步的，將地面上預(yù)拼接好的中心部位、過度部位和外緣部位的端部均安裝上第一連接塊或者第二連接塊；

39、中心部位的外端部一側(cè)安裝第一連接塊，過度部位與中心部位拼接的位置的同側(cè)安裝第二連接塊；

40、過度部位與外緣部位拼接的位置的一側(cè)安裝有第一連接塊，外緣部位與過度部位拼接的位置的同側(cè)安裝第二連接塊；

41、通過拼接電葫蘆在環(huán)向滑道的滑動，使得第二連接塊上的第二插接件逐漸插入到第一插接槽內(nèi)；

42、設(shè)置有控制滑動電機停機的電流傳感器，當(dāng)?shù)诙褰蛹耆M入到第一插接槽內(nèi)，電流傳感器檢測到電流數(shù)值變化并控制滑動電機停止，此時兩個預(yù)拼接部位組裝完成；

43、完成預(yù)拼接組裝的拼接電葫蘆待完成預(yù)焊接后被釋放，被釋放的拼接電葫蘆繼續(xù)吊裝其他待拼接的部位。

44、巧妙的利用第一連接塊和第二連接塊使得電機在拼接完成后自動停止，提高了整個安裝裝置和方法的自動化程度，還能進一步保證拼接的準確性。

45、進一步的，所述中心部位為穹頂?shù)闹虚g部位；所述過度部位為穹頂?shù)闹虚g部位，中間部位被分割成多塊預(yù)拼接的中間部位塊，每個中間部位塊投影均為長方形；所述外緣部位為穹頂?shù)耐馔饩壊课?，外緣部位被分割成多塊預(yù)拼接的外緣部位塊，每個外緣部位塊投影均為梯形。

46、根據(jù)穹頂?shù)耐庑谓Y(jié)構(gòu)特點進行三個部位的劃分，并且每個部位需要進一步分割時候設(shè)置不同分割形狀，拼接時因不同部位特性而提高準確度。

47、進一步的，設(shè)置中心部位面積相比穹頂總體面積占比10％，過度部位面積相比穹頂總體面積占比為40％，外緣部位的面積相比穹頂總體面積占比為50％；

48、穹頂總面積：a總＝πr2

49、中心部位面積：a中心＝10％a總

50、過度部位面積：a過度＝40％a總

51、外緣部位面積：a外緣＝50％a總

52、中心部位環(huán)外半徑計算：

53、過度部位環(huán)外半徑計算：

54、通過上述公式計算出三個不同部位劃分半徑；

55、根據(jù)不同部位設(shè)置每塊面積，中心部位面積設(shè)定為一整塊；

56、過度部位半徑小于10米，過度部位的每小塊設(shè)定為4-8平方米，過度部位半徑大于10米，過度部位每小塊設(shè)定為8-12平方米；

57、外緣部位半徑小于15米，外緣部位的每小塊設(shè)定為15-20平方米，外緣部位半徑大于15米，外緣部位每小塊設(shè)定為30-40平方米。

58、根據(jù)不同部位的特點進行分割面積劃分，更加滿足不同曲度的穹頂部分的特點要求。

59、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種大型低溫液化天然氣儲罐穹頂安裝裝置及方法具有以下優(yōu)勢：

60、穹頂?shù)陌惭b裝置可以滿足不同大型規(guī)格穹頂?shù)陌惭b，同時也能適應(yīng)地上或者地下儲罐的安裝環(huán)境要求；無論地上還是地下均可使用本發(fā)明的安裝裝置。

61、穹頂?shù)陌惭b方法根據(jù)穹頂?shù)耐庑蝿澐至巳课唬γ總€部分的分割進行了規(guī)定和要求，降低了每次吊裝高空時候穹頂部分的重量，同時結(jié)合安裝裝置，提高了高空拼接的效率和準確度。