CN101580211A - 大型电力设备安装用多功能组合式吊装构架 - Google Patents

Abstract

本发明的多功能组合式吊装构架是结合电力行业大型设备的安装施工要求发明的重型起重钢结构，主要包括移动架1、固定架2、轨道梁3及辅助构件等四部分。移动架1设有钢索式液压提升装置安装位置，实现被吊件4的水平移动；固定架2安装在汽机房5的端部外侧，为移动架1提供支撑；轨道梁3搭设在汽机房立柱6上，为移动架1提供行走轨道；辅助构件用于汽包和主变压器等的安装。多功能组合式吊装构架具有多功能和组合形式多样等特点，与钢索式液压提升装置配合使用可满足1000MW及以下各级别火力发电机组定子、汽包、主变压器等的安装需要，具有安全可靠、拼装和运输方便、施工效率高等优点，为大型电力设备安装提供了一种全新的解决方案。

Description

大型电力设备安装用多功能组合式吊装构架

技术领域

本发明属于电力行业大型设备安装施工用起重钢结构领域，具体涉及一种大型电力设备安装施工用吊装构架。

背景技术

电力工业是国家经济发展的重要支撑产业。为保证全国用电需求、切实落实国家“上大压小”以实现节能减排目标的决策措施，实现经济、社会、环境保护的谐调可持续发展，我国电力工业正处在一个前所未有的高速发展期，而火力发电在我国电力供应中占有较高比重。对火力发电机组而言，单机发电功率越大，对燃煤的利用率越高、污染越小，因此，600MW和1000MW火力发电机组已取代300MW机组，成为当前和今后我国火力发电建设项目的首选机型。而随着大机组的出现，发电机定子、汽包、主变压器等大型设备的重量、尺寸等也随之增加，需要有新的施工方案和相应设备以满足工程施工的需要。

以往大型电力设备的安装主要有两种施工方案：

1)卷扬机提升方案：早期电力建设领域大型设备的吊装主要使用卷扬机提升方案，该方案存在以下缺点：

(1)由于卷扬机起重能力有限，使用此方案需要在被吊件上设置多个吊点、使用多台卷扬机同时工作，而各台卷扬机同步动作难以实现，因此吊装过程冲击很大，安全性差，也不利于就位；

(2)为实现被吊件的移动，确保拖拽过程中设备不受额外载荷的影响，需要保证拖拽钢丝绳走向与被吊件移动方向的夹角不大于设计要求，这就需要在被吊件移动沿途的构筑物上为拖拽钢丝绳布置多个转向滑轮，对构筑物的强度等力学性能提出了许多附加要求，施工成本增加；

(3)施工占用场地大，由于需要通过多级滑轮组和钢丝绳等，导致整个系统危险点多、环节复杂，可控性差；

(4)卷扬机操控对于电源依赖程度高，吊装过程中不能失去电力，否则无法制动，导致吊装存在重大安全隐患。

由于以上缺点，这一施工方案已基本被淘汰。

2)行车抬吊方案：汽机房内一般安装有两台行车，对定子等大型设备而言，单台行车的起吊能力不足，需要使用刚性连接件将汽机房内两台行车并车，在行车主梁上搭设搁置梁，在搁置梁上布置钢索式液压提升装置，利用两台行车的起重能力抬吊。这一施工方案存在以下缺点：

(1)由于汽机房设计时并未考虑利用行车安装定子等大型设备，如果使用此方案，需要对汽机房立柱和行车承托梁进行特殊设计和加固，涉及方面多、复杂，费用高；

(2)需要根据现场情况，对行车进行特殊的加固处理；

(3)搁置梁一般与行车无有效连接；

(4)由于两台行车用于吊装，场地占用较大，对其它施工面影响大。

由于上述两种施工方案均存在无法克服的缺点和安全隐患，迫切需要一种安全、高效、新颖的施工设备及配套方案以满足大型电力设备安装施工的需要，钢索式液压提升装置就是一种较理想的可选起重设备。

由中国电力科学研究院(原国电电力建设研究所)研制的钢索式液压提升装置是一种新型的大吨位起重设备，具有体积小、重量轻、起吊重量大、起降负载平稳、自动化程度高、安全可靠(具有机械自锁功能)等优点，尤其是在起重空间狭小的情况下更具有明显优势，已在电力、建筑、冶金等行业的大件设备吊装中得到了广泛应用。钢索式液压提升装置由液压千斤顶、液压泵站和电气控制台组成，其中液压千斤顶(参见图2，长×宽×高的外形尺寸在600×600×1500mm以内，单台最大起重量可达500吨)的缸体23上端设有上承载机构22，在缸体下部设有下承载机构24。上、下承载机构之间穿有承力钢索束21，钢索束下端通过下锚头25与被吊件26相连。液压泵站输出的压力油推动液压千斤顶活塞作往复运动时，上、下承载机构交替进行负荷转换(卡紧或放松)，将穿在其间的钢索束收起或放出，从而实现被吊件的上升或下降。钢索式液压提升装置的使用需要配套的吊装构架，以实现其与同基础连接的建(构)筑物之间的载荷传递。本发明即是根据大型电力设备安装施工需要和钢索式液压提升装置特点研制的与钢索式液压提升装置配套使用的多功能组合式吊装构架，可完成1000MW及以下各种级别的火力发电机组定子、汽包、主变压等大型设备的安装任务。

发明内容

本发明的目的是解决大型电力设备以往安装施工设备及方案安全性差、效率低等缺点，为大型电力设备的安装提供一种与钢索式液压提升装置配合使用的、安全可靠的施工设备——多功能组合式吊装构架。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明的大型电力设备安装用多功能组合式吊装构架包括移动架1、固定架2、轨道梁3及辅助构件等四部分，其特征在于：所述移动架1上设有钢索式液压提升装置的安装位置，可实现被吊件4的水平移动；所述固定架2安装在汽机房5的端部外侧或汽机房内部的吊物孔上，为所述移动架1提供支撑；所述轨道梁3搭设在汽机房5的相应立柱6上，为所述移动架1提供行走移动用的轨道；辅助构件用于被吊件4的安装辅助任务，所述辅助构件主要包括辅助梁61和辅助梁62。

其中，所述移动架1为四支腿双门形架结构，每片门形架包括主梁31、调整节33、支腿34和行走机构36，两片门形架之间用数根端梁32和撑杆35连接，构成一个承载整体。

其中，所述移动架1的调整节33和支腿34的高度可根据被吊件4所要求的吊装空间的高度要求进行调整，当只使用支腿34不能满足要求的起吊高度时，可以通过增减不同的调整节33或其数量来实现对所述移动架1的内部吊装空间高度和吊装构架总高度的任意调节，从而满足不同被吊件4对吊装空间高度的要求，同时实现所述移动架1对汽机房5的总高度的适应。

其中，所述移动架1的主梁31、调整节33和支腿34相互之间的连接形式为螺栓群连接，通过合理布置筋板和螺栓孔的位置，从而实现主梁31与调整节33或支腿34在多种跨度下的可连接性，满足汽机房5两侧立柱6的不同跨度要求。

其中，所述固定架2为四立柱或六立柱框式结构，由主梁41、端梁42、立柱43和撑杆44组成，其主梁41满足所述移动架1的行走要求。

其中，所述固定架2的立柱43和端梁42均由不同长度的梁组合连接而成，可与各种汽机平台7的高度和移动架1的跨度相匹配。

其中，所述行走机构36可采用以下三种方案之一：方案一，轮式行走方案，在所述移动架1的下面安装轮式行走机构，轨道梁3上铺设钢轨供所述轮式行走机构在其上滚动；方案二，重物移运器行走方案，在所述移动架1的支腿34下方安装数个重物移运器37，所述重物移运器37在轨道梁3上运动；方案三，滑移行走方案，在所述移动架1的支腿34下面和轨道梁3上铺设聚四氟乙烯板或尼龙6板，从而使得所述移动架1在轨道梁3上滑行运动，上述三种方案均可使移动架1在自身动力或外力作用下沿轨道梁3做水平移动。

其中，当移动架1采用轮式行走方案时，轨道梁3包括钢轨51和箱形梁52；当移动架1采用重物移运器方案时，轨道梁3包括箱形梁52和重物移运器的行走限位装置；当移动架1采用滑移方案时，轨道梁3包括箱形梁52和聚四氟乙烯板或尼龙6板。

其中，轨道梁3的箱形梁52的两端腹板上开有若干销轴孔53，使用销轴可将多根轨道梁3连接在一起组成任意长度的轨道，满足吊运距离的要求。

其中，所述两根轨道梁3之间的连接端部可设在任意两根立柱6的跨内，即通过立柱支撑的轨道梁之间的连接端部可以悬空，从而满足汽机房同侧立柱不同间距的要求。

其中，所述移动架1的斜撑35和固定架2的斜撑44与相应支腿或立柱使用销轴或螺栓连接。

本发明还提出了一种使用上述的多功能组合式吊装构架配合钢索式液压提升装置进行定子吊装的方法，包括以下步骤：

1)根据汽机房和定子的参数选择多功能组合式吊装构架的各构件；

2)当由汽机房5端部起吊定子时，将固定架2安装在汽机房起吊端，轨道梁3铺设在汽机房立柱6上，一端与固定架主梁连接，另一端铺设至定子最终就位位置；

3)将钢索式液压提升装置布置在移动架1的设定位置上，将钢铰线穿入液压千斤顶、下端用下锚头与吊装框架相连，使用吊攀绳将定子挂在起重吊钩上，吊钩则悬挂于吊装框架上；

4)启动钢索式液压提升装置，将定子由汽机房5的0米层提升至适当高度，使定子的下表面高出汽机平台7至少200mm；

5)使用移动架自身动力或外力将移动架1和定子沿轨道梁3拖拽至定子最终安装位置上方；

6)再次启动钢索式液压提升装置，将定子降下就位。

本发明的多功能组合式吊装构架具有以下有益效果：

1)多功能性：可用于发电机定子、汽包、主变压器等多种大型电力设备的安装，满足了火电建设所有大型设备的安装施工需要；

2)组合方式多样：通过吊装构架不同构件的组合，可满足1000MW及以下不同等级的大型电力设备的安装空间、安装尺寸、安装重量等参数的需要；

3)多功能组合式吊装构架具有足够的强度、刚度等力学性能，安全性高；

4)安装、拆除方便，对周围构筑物的影响小；

5)灵活的组合方式和装拆性不仅方便了现场施工，还满足了道路运输要求。

使用本发明的多功能组合式吊装构架，配合钢索式液压提升装置进行大型电力设备的安装施工具有安全、可靠、灵活、高效等优点，已成功应用于多台、多种型号的大型电力设备的安装施工。

附图说明

为了使本发明的内容被更清楚的理解，并便于具体实施方式的描述，下面给出与本发明相关的附图，说明如下：

图1是本发明的多功能组合式吊装构架的主要组成和结构示意图及吊装定子的原理图，其中图1-1为本发明吊装构架的主视图，图1-2为图1-1的左视图；

图2是钢索式液压提升装置的液压千斤顶的结构示意图；

图3是本发明的多功能组合式吊装构架的移动架的实施例一的结构示意图，其中行走机构36采用轮式行走方案，图3-1为移动架的主视图，图3-2为移动架的侧视图；

图4是本发明的多功能组合式吊装构架的移动架的实施例二的结构示意图，其中行走机构36采用重物移运器行走方案，图4-1为移动架的主视图，图4-2为移动架的侧视图；

图5是本发明的多功能组合式吊装构架的采用四立柱框式结构形式的固定架实施例的结构示意图，其中图5-1为固定架的主视图，图5-2为固定架的侧视图；

图6是本发明的多功能组合式吊装构架的轨道梁的结构示意图；

图7是本发明的多功能组合式吊装构架的主要辅助构件示意图及吊装汽包的原理图。

具体实施方式

图1所示为本发明的多功能组合式吊装构架的组成和结构示意图及吊装定子的原理图。多功能组合式吊装构架包括移动架1、固定架2、轨道梁3及辅助构件等四部分，各部分的功能如下：

1)移动架1上设有钢索式液压提升装置的安装位置，实现被吊件4的水平移动(被吊件4的垂直升降由钢索式液压提升装置实现)；

2)固定架2安装在汽机房5的端部外侧(或汽机房内部的吊物孔上)，为移动架1提供支撑；

3)轨道梁3搭设在汽机房立柱6上，为移动架1提供行走轨道；

4)辅助构件用于汽包和主变压器等的安装辅助任务。

移动架1为四支腿双门形架结构(见图3和图4)，单片门形架由主梁31、调整节33、支腿34和行走机构36等组成，两片门形架之间用数根端梁32和撑杆35连接，构成一个整体共同承载被吊件。移动架1的调整节33和支腿34的高度根据被吊件所要求的吊装空间的高度要求确定和调整。当只使用支腿34不能满足要求的起吊高度时，可以通过增减不同的调整节33或其数量来实现对移动架1的吊装空间高度和总高度的任意调节，从而满足不同被吊件对吊装空间高度的要求，同时实现移动架1对汽机房5总高度的适应。移动架1的主梁31和调整节33(或支腿34)的连接形式为螺栓群连接，通过合理布置筋板和螺栓孔位置，实现了主梁31与调整节33(或支腿34)在多种跨度下的可连接性，满足了汽机房两侧立柱6的不同跨度要求。所述行走机构36可采用以下三种方案之一：方案一：轮式行走方案，此时在所述移动架1的下面安装轮式行走机构，轨道梁3上铺设钢轨供所述轮式行走机构在其上滚动；方案二：重物移运器行走方案，此时所述移动架1的支腿34下方安装数个重物移运器37，所述重物移运器37在轨道梁3上运动；方案三：滑移行走方案，此时在所述移动架1的支腿34下面和轨道梁3上铺设聚四氟乙烯板或尼龙6板，从而使得所述移动架1在轨道梁3上滑移运动。以上各方案均可实现移动架1在自身动力或外力作用下沿轨道梁3的水平移动。

固定架2为四立柱或六立柱框式结构(见图5)，由主梁41、端梁42、立柱43和撑杆44等主要构件组成，其主梁41可满足移动架1的行走要求。固定架2的立柱43和端梁42均可由不同长度的梁组合而成，与多种汽机平台7高度和移动架1跨度相匹配。

当移动架1采用轮式行走方案时，轨道梁3包括钢轨51和箱形梁52(见图6)；当移动架1采用重物移运器方案时，轨道梁3包括箱形梁52和重物移运器的行走限位装置；当移动架1采用滑移方案时，轨道梁3包括箱形梁52和聚四氟乙烯板或尼龙6板。轨道梁3的箱形梁52的两端腹板上开有一定直径、一定数量的销轴孔53，使用销轴可将多根轨道梁3连接在一起组成任意长度的轨道，满足吊运距离的要求。两根轨道梁3之间的连接端部可设在任意两根立柱6的跨内，即通过立柱支撑的轨道梁之间的连接端部可以悬空，从而满足汽机房同侧立柱不同间距的要求。

移动架1的斜撑35和固定架2的斜撑44与相应支腿或立柱使用销轴或螺栓连接，可方便现场的安装和拆除。

图1所示是使用本发明的多功能组合式吊装构架配合钢索式液压提升装置进行定子吊装的方法，按如下步骤进行：

1)根据汽机房和定子的参数选择多功能组合式吊装构架的各构件；

2)当由汽机房5端部起吊定子时，将固定架2安装在汽机房起吊端，轨道梁3铺设在汽机房立柱6上，一端与固定架主梁连接，另一端铺设至定子最终就位位置；

3)将钢索式液压提升装置布置在移动架1的设定位置上，将钢铰线穿入液压千斤顶、下端用下锚头与吊装框架相连，使用吊攀绳将定子挂在起重吊钩上，吊钩则悬挂于吊装框架上；

4)启动钢索式液压提升装置，将定子由汽机房5的0米层提升至适当高度，使定子的下表面高出汽机平台7至少200mm；

5)使用移动架自身动力或外力将移动架1和定子沿轨道梁3拖拽至定子最终安装位置上方；

6)再次启动钢索式液压提升装置，将定子降下就位。

当由汽机房吊物孔起吊定子时，只需使用固定架2的主梁41，将两根主梁41搭在汽机房吊物孔两端，吊装过程同上所述。

主变压器的卸车和安装就位过程与定子吊装过程基本相同。

当用于汽包63吊装时(见图7)，只需使用移动架1的主梁31和固定架2的主梁41，另外附加一些辅助构件(辅助梁61和辅助梁62等)。由于汽包63需要倾斜起吊、水平就位，因此将钢索式液压提升装置安装在装有滑靴的两层辅助梁61和62上，辅助梁则安装在移动架主梁31和固定架主梁41上，可以实现钢索式液压提升装置在水平面内的二维移动，从而满足吊装需要。

多功能组合式吊装构架具有足够的强度、刚度等力学性能，使用安全性高，与钢索式液压提升装置配合使用可满足1000MW及以下各种级别的发电机定子、汽包、主变压器等的安装施工需要，具有安全、可靠、灵活、高效的优点，为大型电力设备的安装提供了一种全新的解决方案。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。

Claims (12)

1、一种大型电力设备安装施工用多功能组合式吊装构架，包括移动架1、固定架2、轨道梁3及辅助构件等四部分，其特征在于：所述移动架1上设有钢索式液压提升装置的安装位置，可实现被吊件4的水平移动；所述固定架2安装在汽机房5的端部外侧或汽机房内部的吊物孔上，为所述移动架1提供支撑；所述轨道梁3搭设在汽机房5的相应立柱6上，为所述移动架1提供行走移动用的轨道；辅助构件用于被吊件4的安装辅助任务，所述辅助构件主要包括辅助梁61和辅助梁62等。

2、根据权利要求1所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：所述移动架1为四支腿双门形架结构，每片门形架包括主梁31、调整节33、支腿34和行走机构36，两片门形架之间用数根端梁32和撑杆35连接，构成一个承载整体。

3、根据权利要求2所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：所述移动架1的调整节33和支腿34的高度可根据被吊件4所要求的吊装空间的高度要求进行调整，当只使用支腿34不能满足要求的起吊高度时，可以通过增减不同的调整节33或其数量来实现对所述移动架1的内部吊装空间高度和吊装构架总高度的任意调节，从而满足不同被吊件4对吊装空间高度的要求，同时实现所述移动架1对汽机房5的总高度的适应。

4、根据权利要求2所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：所述移动架1的主梁31、调整节33和支腿34相互之间的连接形式为螺栓群连接，通过合理布置筋板和螺栓孔的位置，从而实现主梁31与调整节33或支腿34在多种跨度下的可连接性，满足汽机房5两侧立柱6的不同跨度要求。

5、根据权利要求1所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：所述固定架2为四立柱或六立柱框式结构，由主梁41、端梁42、立柱43和撑杆44组成，其主梁41满足所述移动架1在其上的行走要求。

6、根据权利要求5所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：所述固定架2的立柱43和端梁42均由不同长度的梁组合连接而成，可与各种汽机平台7的高度和移动架1的跨度相匹配。

7、根据权利要求1-6所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：所述行走机构36可采用以下三种方案之一：方案一，轮式行走方案，在所述移动架1的下面安装轮式行走机构，轨道梁3上铺设钢轨供所述轮式行走机构在其上滚动；方案二，重物移运器行走方案，在所述移动架1的支腿34下方安装数个重物移运器37，所述重物移运器37在轨道梁3上运动；方案三，滑移行走方案，在所述移动架1的支腿34下面和轨道梁3上铺设聚四氟乙烯板或尼龙6板，从而使得所述移动架1在轨道梁3上滑行运动，上述三种方案均可使移动架1在自身动力或外力作用下沿轨道梁3做水平移动。

8、根据权利要求7所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：当移动架1采用轮式行走方案时，轨道梁3包括钢轨51和箱形梁52；当移动架1采用重物移运器方案时，轨道梁3包括箱形梁52和重物移运器的行走限位装置；当移动架1采用滑移方案时，轨道梁3包括箱形梁52和聚四氟乙烯板或尼龙6板。

9、根据权利要求8所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：轨道梁3的箱形梁52的两端腹板上开有若干销轴孔53，使用销轴可将多根轨道梁3连接在一起组成任意长度的轨道，满足吊运距离的要求。

10、根据权利要求1-9所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：所述两根轨道梁3之间的连接端部可设在任意两根立柱6的跨内，即通过立柱支撑的轨道梁之间的连接端部可以悬空，从而满足汽机房同侧立柱不同间距的要求。

11、根据权利要求1-10所述的多功能组合式吊装构架，其特征在于：所述移动架1的斜撑35和固定架2的斜撑44与相应支腿或立柱使用销轴或螺栓连接。

12、一种使用权利要求1-11所述的多功能组合式吊装构架配合钢索式液压提升装置进行定子吊装的方法，包括以下步骤：

1)根据汽机房和定子的参数选择多功能组合式吊装构架的各构件；

2)当由汽机房5端部起吊定子时，将固定架2安装在汽机房起吊端，轨道梁3铺设在汽机房立柱6上，一端与固定架主梁连接，另一端铺设至定子最终就位位置；

3)将钢索式液压提升装置布置在移动架1的设定位置上，将钢铰线穿入液压千斤顶、下端用下锚头与吊装框架相连，使用吊攀绳将定子挂在起重吊钩上，吊钩则悬挂于吊装框架上；

4)启动钢索式液压提升装置，将定子由汽机房5的0米层提升至适当高度，使定子的下表面高出汽机平台7至少200mm；

5)使用移动架自身动力或外力将移动架1和定子沿轨道梁3拖拽至定子最终安装位置上方；

6)再次启动钢索式液压提升装置，将定子降下就位。

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