一种吸热器吊装的支撑横梁

技术领域

本发明涉及一种吸热器安装技术领域，特别是一种吸热器吊装的支撑横梁。

背景技术

塔式熔盐光热发电技术以较高的聚光比、较高的光热转换效率和晚间持续发电、自主调峰的优势已经大量商业化。

光热发电站的主要建设区域分为镜场区域以及动力岛区域，其中动力岛区域是整个电站的核心，所有经常的太阳能源将被汇集到动力岛核心建筑-光塔上的吸热器中，从而将太阳能转换为熔盐的热能，在熔盐与水进行换热时产生蒸汽从而发电，而光塔属于高耸建筑，一般高度在190m以上，其区别于普通火力发电厂烟囱的不同点在于其是集结构、设备、管道、隔热、吸热、楼电梯等于一体的综合结构，施工难度大。

现有技术大部分机构以及设备施工均借助外附塔式起重机进行吊装，吸热器钢架一般为非独立式全钢结构，钢架整体结构模型和施工过程中，钢架下部支撑于离地一定高度的混凝土塔筒顶部，与混凝土塔筒顶部钢梁采用螺栓连接。吸热器钢架外形为圆筒形结构，16根主承重柱呈圆柱形布置在熔盐吸热器内侧，内部另有4根钢柱，作为电梯井道以及支撑顶部旋转起重机设备；吸热器钢架柱脚采用螺栓与混凝土塔筒顶部支撑钢梁固定，现场在浇筑塔筒顶部楼板前，需要将吸热器钢架柱脚连接所用螺栓固定于支撑钢梁上，螺栓需要进行额外的防护，防止螺栓以及螺纹损坏，安装过程中，需要保证构件牢固连接以确保在恒载、风载、地震作用以及安装载荷情况下都做到安全可靠，目前的吊装方案对此难以保证。

此外，涉及到塔机选型和安装的各种细节问题都需要进行全面论证与策划，较难获得科学、合理、经济的机械配备和安装方案，从而拖慢了光塔施工进度，施工成本极高，具体来说存在如下典型的技术问题：

1、塔机的选型复杂，包括最大起重量、最大起升高度、臂长的选择，综合以上选择塔机过程复杂，很难选择经济性和效果最好的塔机；

2、塔机需要进行安装前的检查、检修、改造，还需要进行塔机附着的安装，顶升时间的选择与工期难以协调，以保证吊装机械的高可靠性和较短的吊装时间，最大限度减少塔机顶升工作对工程工期的影响；

3、为了节省人员上下时间同时保存顶升作业人员的体力，需要设计单独的上人步道，后期还需要进行拆除，从而增加了工程损耗，作业效率降低；

4、塔机吊装工程风险大，塔机吊装机械设置在聚光吸热系统顶部，布置高度约为220m，体积较大很难保证被吊装的重量巨大的吸热器能够在装配在聚光吸热系统顶部之前可靠悬吊在顶部。

因此，有必要研究一种新的吸热器吊装流程对应的吸热器吊装的支撑结构来解决上述的一个或多个技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中的一个或多个技术问题，本发明提供一种吸热器吊装的支撑横梁，设置在所述吸热器底部，其特征在于包括：

设置在上方的第一横梁、设置在下方的第二横梁以及设置在吸热器底部支撑横梁推拉装置，所述第一横梁以及第二横梁之间相隔一定间距并通过第一螺杆连接为一个整体，所述支撑横梁推拉装置与所述支撑横梁邻接且活动连接。

根据本发明的又一方面，所述第一螺杆为M64螺杆，所述第一横梁与所述第二横梁之间的间距为2450mm。

根据本发明的又一方面，所述支撑横梁推拉装置包括顶推装置滑轨、顶推装置托架以及便携式液压动力装置，其中所述顶推装置滑轨在吸热器组合场焊接在吸热器底部的钢梁上，所述顶推装置托架安装在吸热器底部的钢梁下方，所述顶推装置托架在所述便携式液压动力装置推动下滑动。

根据本发明的又一方面，所述顶推装置托架采用螺栓安装在所述顶推装置滑轨下方，所述支撑横梁利用M30螺栓固定在所述顶推装置托架上。

根据本发明的又一方面，所述便携式液压动力装置为液压千斤顶，包括液压软管以及附件，所述附件的长度根据所述液压千斤顶的位置、工作位置平台以及与设备操作相关的变量确定，所述变量由操作人员定义。

根据本发明的又一方面，所述附件的截面形状为T型，工字形或倒梯形。

根据本发明的又一方面，所述支撑横梁被吊装至安装位置后，所述吸热器的钢架底部梁下表面与所述吸热器所在光热塔的塔体顶部标高一致。

根据本发明的又一方面，还包括防碰撞装置，所述支撑横梁被吊装至安装位置后，所述支撑横梁推拉装置被移除，所述支撑横梁的上部螺帽及垫片被移除并将MSR(吸热器)整体缓慢下落。

根据本发明的又一方面，所述支撑横梁被吊装至安装位置后，将第二螺杆穿入所述吸热器底部钢梁安装位置，直至MSR底部钢梁与塔顶标高一致，所述支撑横梁的上表面与所述吸热器的底部钢梁具有间隙，所述第二螺杆为M64螺杆。

根据本发明的又一方面，所述支撑横梁末端最靠近塔体内壁安装有无线监视仪以及防碰撞模块，避免吸热器直接碰撞到塔体内壁。

与现有技术相比，本发明具有以下一个或多个技术效果：

1)采用内吊装而非塔吊的形式，避免所有涉及到塔机选型和安装的各种细节问题的全面论证与策划，从而获得科学、合理、经济的机械配备和安装方案，提高光塔施工进度，降低施工成本；

2)所使用的吊装结构简单，吊装部件体积小，重量轻，能够保证安全施工，施工工艺简单；

3)支撑横梁作为吊装过程自始至终均使用的部件，与其他部件能够做到灵活的配合，并且支撑横梁为多个环形布置，提高设备的冗余性及均一性，适合所有吊装工程使用，适用范围广；

4)可实现低廉常见的机械形式与支撑横梁配合，进一步降低施工成本。

5)吸热器的吊装支撑横梁应用于吸热器然后整体滑移吊装，整体滑移吊装方案可以减少高空作业工序，降低高坠风险，由于塔上作业时间大幅度缩短，和塔底交叉作业降低。整体滑移吊装施工方案，比传统高空散拼节约了220天(工期优势)，减少了大量的大型起重设备的使用时间和人工费用，整体提升所有构件地面拼装，减少大量高空作业，减少施工人员投入。施工人员投入量较常规方法减少3900人·天，成本也相应大幅降低，施工难度降低(成本优势)。

附图说明

为了能够理解本发明的上述特征的细节，可以参照实施例，得到对于简要概括于上的发明更详细的描述。附图涉及本发明的优选实施例，并描述如下：

图1为根据本发明优选实施例的吸热器(MSR)底部支撑横梁的结构示意图；

图2为采用根据本发明优选实施例的支撑横梁所搭设吸热器底部脚手架操作平台示意图；

图3为根据本发明优选实施例的支撑横梁安装过程中千斤顶位置变化示意图；

图4为根据本发明优选实施例的支撑横梁被推拉至凹槽后的结构示意图；

图5为根据本发明优选实施例的吸热器塔内支撑横梁防碰撞措施结构示意图。

图中附图标记说明：1：支撑横梁，2：支撑横梁推拉装置，11：第一横梁，12：第二横梁，21：顶推装置滑轨，22：顶推装置托架，23：便携式液压动力装置，3：碰撞块。

具体实施例

现在将对于各种实施例进行详细说明，这些实施例的一或更多个实例分别绘示于图中。各个实例以解释的方式来提供，而非意味作为限制。例如，作为一个实施例的一部分而被绘示或描述的特征，能够被使用于或结合任一其他实施例，以产生再一实施例。本发明意在包含这类修改和变化。

在以下对于附图的描述中，相同的参考标记指示相同或类似的部件。一般来说，只会对于个别实施例的不同之处进行描述。除非另有明确指明，否则对于一个实施例中的部分或方面的描述也能够应用到另一实施例中的对应部分或方面。

参见图1，其示出了根据本发明优选实施例的吸热器吊装的支撑横梁1，支撑横梁1设置在吸热器底部，围绕吊塔底部环形布置多个支撑横梁1，多个支撑横梁1之间的间距合理设置，每个独立的支撑横梁1包括：设置在上方的第一横梁11、设置在下方的第二横梁12以及设置在吸热器底部支撑横梁推拉装置2，第一横梁11以及第二横梁12之间相隔一定间距并通过第一螺杆连接为一个整体，支撑横梁推拉装置2与支撑横梁1邻接且活动连接。本实施例中，第一螺杆选择使用M64螺杆，螺杆长度有其他单位确定以保证可以正确的嵌入梁中。当然根据工程的要求，本领域技术人员可以选择其他类型或者直径的螺杆或连接件。考虑的支撑梁总重量为2744*1.2＝3292kg。本实施例中，第一横梁11与第二横梁12之间通过1个10.9级M30*200半丝螺栓和螺母连接焊接板，两个横梁的间距为2450mm。类似的，根据工程的需要，该间距可以根据施工工艺要求调整，调整的前提要进行强度计算和校核，并且该间距与第一螺杆的选择相关。

本实施例中，支撑横梁推拉装置2包括顶推装置滑轨21、顶推装置托架22以及便携式液压动力装置23，其中顶推装置滑轨21在吸热器组合场焊接在吸热器底部的钢梁上，顶推装置托架22安装在吸热器底部的钢梁下方，顶推装置托架22在便携式液压动力装置23推动下滑动。

根据本发明的又一实施例，所述顶推装置托架22采用M64螺栓安装在所述顶推装置滑轨21下方，支撑横梁1利用M30螺栓固定在顶推装置托架22上。根据支撑横梁1以及顶推装置托架22的尺寸以及材料，选用直径适当的其他连接件，这同样在本发明的保护范围内。

如图3所示，本实施例中，便携式液压动力装置采用液压千斤顶(本实施例中采用双动液压千斤顶，行程能够为1200mm)，包括液压软管以及T型附件，T型附件的长度根据所述液压千斤顶的位置、工作位置平台以及与设备操作相关的变量确定，所述变量由操作人员定义，附件的截面形状根据安装的空间要求进行适当的选择，还可以采用工字形，倒梯形等其他截面形式的附件。

本实施例中，液压千斤顶工作压力为200Bar，最小推力能力为12.7公吨，最小拉力为8.7公吨。

当支撑横梁1被吊装至安装位置后，要求吸热器的钢架底部梁下表面与吸热器所在光热塔的塔体顶部标高一致。还包括防碰撞装置，当支撑横梁1被吊装至安装位置后，支撑横梁顶推系统2被移除，支撑横梁1的上部螺帽及垫片被移除并将MSR整体缓慢下落。

同时，支撑横梁1被吊装至安装位置后，操作将第二螺杆穿入吸热器底部钢梁安装位置，直至MSR底部钢梁与塔顶标高一致，此时支撑横梁1的上表面与所述吸热器的底部钢梁间隙为17mm。其中本实施例中第二螺杆为M64螺杆，当然根据工程的要求，本领域技术人员可以选择其他类型或者直径的螺杆或连接件。

支撑横梁1末端最靠近塔体内壁安装有无线监视仪以及防碰撞模块，避免吸热器直接碰撞到塔体内壁。

本发明的工作原理以及在吸热器吊装过程中的安装过程：

1、吸热器底部支撑横梁推拉装置2的安装：支撑横梁推拉装置2由顶推装置滑轨21、顶推装置托架22、便携式液压动力装置23组成，顶推装置滑轨21在吸热器组合场焊接在吸热器底部钢梁上，顶推装置托架22利用螺栓连接在顶推装置滑轨下方，顶推装置托架可以在便携式液压动力装置23推动下滑动。

2、底部支撑横梁1与支撑横梁顶推装置2的组合和转运：在地面组合完成后，总重为2.7t，利用5t的叉车转运至安装位置正下方并提升，用3t链条葫芦将支撑横梁1提升至就位位置，施工人员站位在塔内举杆车上，将支撑横梁1利用M30的螺栓固定在顶推装置托架2上。

3、搭设吸热器底部脚手架操作平台：如图2所示，吸热器到达就位位置时，需要施工人员在吸热器下部操作支撑横梁滑移以及调整支撑横梁等操作，所以在支撑横梁安装完成后搭设直径23m，高度为3.5m的双层脚手架吊架平台，此平台不得影响底部支撑横梁推进。脚手架平台在塔内213m正式平台就位完成后拆除。

4、如图4所示，吸热器支撑横梁1的安装：

(1)操作支撑横梁推拉装置将支撑横梁推送至塔体凹槽内；

(2)底部支撑横梁顶推2进入安装位置后，在滑动支座安装位置底部加入调整垫片，在下部支撑横梁底部垫入木方。受力后，在底部横梁下方安装一个凹型钢盒子，用于顶升支撑横梁千斤顶安装。顶升该油顶，使上部支撑横梁顶面标高与吸热塔混凝土顶部低17mm时，停止顶升。

(3)检查所有系统均已受力，并稳定。移除支撑横梁顶推系统，移除支撑横梁上部螺帽及垫片，缓慢将MSR整体下落，将M64螺杆穿入MSR底部钢梁安装位置，直至MSR底部钢梁与塔顶标高一致。此时支撑横梁上表面与MSR底部钢梁间隙为17mm。

(4)使用链条葫芦，将支撑横梁1整体提升，同时穿入上部支撑横梁1与MSR底部钢梁连接螺栓(M30*140)，紧固该部分螺栓，此时底部滑动支座与混凝土表面间隙为27mm。

(5)调整支撑横梁1左右侧缓冲垫片，保证缓冲垫片与混凝土无间隙。过程中可使用调整垫片进行间隙调整。

(6)滑动支座二次灌浆(灌浆料为微伸缩灌浆料，由土建单位施工)。

(7)在下部支撑横梁1底部设置两台超薄液压油顶及链条葫芦，将下部支撑横梁提升至安装位置。同时将M64第二螺杆紧固完成；拆除油顶及链条葫芦。

参见图5，在塔内时，吊装过程中，因受风力影响吸热器或塔身横向位移，吸热器和混凝土塔内壁之间的间距可能发生变化，导致吸热器撞击塔筒内壁，为避免因发生碰撞造成吸热器设备损坏，将碰撞块3安装在吸热器底部支撑横梁1的后端，用螺栓进行固定，此碰撞块3是防止吸热器碰撞混泥土塔身内壁；碰撞块3由连接钢板和橡胶块组成，用螺栓固定在吸热器底部钢梁与支撑横梁连接螺栓孔位置。在16件支撑梁末端上方安装各安装1台无线监视议，安排专人负责监测并记录吸热器每个支座梁与塔筒内壁的距离，并及时反馈给吊装负责操作人员。

本实施例吸热器吊装采用内吊装而非塔吊的形式，避免所有涉及到塔机选型和安装的各种细节问题的全面论证与策划，从而获得科学、合理、经济的机械配备和安装方案，提高光塔施工进度，降低施工成本；所使用的吊装结构简单，吊装部件体积小，重量轻，能够保证安全施工，施工工艺简单；支撑横梁作为吊装过程自始至终均使用的部件，与其他部件能够做到灵活的配合，并且支撑横梁为多个环形布置，提高设备的冗余性及均一性，适合所有吊装工程使用，适用范围广；可实现低廉常见的机械形式(螺栓、液压机、常见截面形状机械标准件)与支撑横梁配合，进一步降低施工成本。吸热器的吊装支撑横梁应用于吸热器然后整体滑移吊装，整体滑移吊装方案可以减少高空作业工序，降低高坠风险，由于塔上作业时间大幅度缩短，和塔底交叉作业降低。整体滑移吊装施工方案，比传统高空散拼节约了220天(工期优势)，减少了大量的大型起重设备的使用时间和人工费用，整体提升所有构件地面拼装，减少大量高空作业，减少施工人员投入。施工人员投入量较常规方法减少3900人·天，成本也相应大幅降低，施工难度降低(成本优势)。

虽然前述内容是关于本发明的实施例，但可在不背离本发明的基本范围的情况下，设计出本发明其他和更进一步的实施例，本发明的范围由下列的权利要求确定。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，这些实施例中不互相违背的技术特征可彼此结合。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。