CN103343875B - 一种双层球罐及其吊装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双层球罐，其包括外层球罐、内层球罐、多个支柱、及填充于所述内层球罐和外层球罐之间的保温材料层，所述多个支柱的一端分别与所述内层球罐的多块壳板相切连接，所述外层球罐与所述多个支柱的连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上。本发明还提供该双层球罐的吊装方法，它包括以下步骤：1）将连接有多个支柱的内层球罐吊装到位；2）按照外层球罐与所述多个支柱相连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，依次进行外层球罐的壳板吊装，直至整体双层球罐调整成型。本发明可降低深冷双层球罐的安装难度，并提高整体安装质量，缩短安装周期。
Description
技术领域
本发明涉及深冷不锈钢双层球罐领域，尤其涉及一种双层球罐及其吊装方法。
背景技术
深冷双层球罐适用于容量大的LNG储罐，相对于其他立式或卧式储罐，双层球罐在相同容积和相同压力下，球罐的表面积最小，故所需钢材面积最少；在相同直径情况下，球罐壁内应力最小，而且均匀，其承载能力比圆筒形容器大1倍，故球罐的板厚只需相应圆筒形容器壁板厚度的一半，采用球罐，可大幅度减少钢材的消耗，一般可节省钢材30%～45%。液化天然气(LNG)球罐在设计温度为-196℃条件下内外层球罐之间必须采取可靠的保冷措施，通常LNG球罐采用双层结构，即两层球罐之间填充珠光砂进行绝热保冷。
如图1所示，现有的LNG球罐包括内层球罐2、外层球罐1、多个支柱3、及内层球罐2和外层球罐1之间的珠光砂填充层（图未示）。由于液化天然气(LNG)球罐在设计温度为-196℃条件下内外层球罐之间必须采取可靠的保冷措施，因此LNG球罐采用双层结构，即两层球罐之间填充珠光砂进行绝热保冷。外层球罐1结构形成与内层球罐2基本相同，内外罐共用支柱3。
内层球罐或外层球罐可以为三带球罐、四带或五带球罐。以三带球罐结构形式为例，其由赤道带、下极带、上极带共三带组成。如图2至图4所示，支柱3与内层球罐的赤道壳板4相切，与外层球罐1的下温带壳板5相穿，相交处通过焊接相连，即内外罐的重量全部由支柱承担。因此，双层球罐安装施工时，根据传统的外罐排版方法，支柱要从外罐的壳板中穿过，这必将使内罐赤道板吊装前就要将支柱先穿过外罐的壳板，即与支柱相连接的内罐和外罐壳板要一起吊装，否则内罐吊装完后，外罐壳板将无法穿过支柱，具体说明见下述内容：
1、传统外层球罐排版方法中球罐支柱将穿插外层球罐赤道带球壳板或下温带球壳板，现场安装时须在内罐吊装前将外罐球壳板开孔并预装在内层球罐支柱外侧然后整体吊装，吊装难度较大，而且外层球罐一般较薄，吊装时易发生变形和碰撞，影响外罐整体的质量。
2、施工现场情况复杂，球罐基础质量、标高的偏差都会增大外层球罐安装难度，影响外罐现场安装的质量。
3、外层球罐与内罐的间隙以及整体成型质量也较难控制，现场施工难度大。
4、外层球壳板预装在支柱上后，导致现场安装所需的脚手架搭建困难，不便于内层球罐的安装和焊接工作。
为解决以上因外层球罐传统排版方法而导致施工难度增大和施工质量无法保证的问题，本发明既能简化施工工艺又能保证外层球罐安装质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种能够简化施工工艺又能保证外层球罐安装质量的双层球罐及其吊装方法。
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：
一种双层球罐，其包括外层球罐、内层球罐、多个支柱、及填充于所述内层球罐和外层球罐之间的保温材料层，所述多个支柱的一端分别与所述内层球罐的多块赤道带壳板相切连接，其特征在于，所述外层球罐与所述多个支柱的连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上。
上述方案中，所述保温材料为珠光砂。
上述方案中，所述双层球罐为液化天然气双层球罐。
上述方案中，所述外层球罐的上下两带为赤道带和下温带或者下温带和下极带或者赤道带和下极带。
上述方案中，所述内层球罐中每间隔一个赤道带壳板连接有一个支柱。
上述双层球罐的吊装方法，其特征在于，它包括以下步骤：
1）将连接有多个支柱的内层球罐吊装到位；
2）按照外层球罐与所述多个支柱相连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，依次进行外层球罐的壳板吊装，直至整体双层球罐调整成型。
上述方案中，所述步骤2）具体为：
1）将所述外层球罐的上带的一块壳板的底部形成一个第一凹槽，将一个支柱的上部置于所述第一凹槽内，固定所述壳板；
2）将所述外层球罐的下带的一块壳板的顶部形成一个第二凹槽，将所述支柱的下部置于所述第二凹槽内，所述第一凹槽和第二凹槽界定的空间与所述支柱的外壁相匹配，然后将所述上带的壳板与下带的壳板连接，在所述上带的壳板与下带的壳板之间形成部分环缝；
3）重复步骤1）和步骤2）的方法，使所述多个支柱与外层球罐相连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，再进行其余带壳板的吊装，直至整体双层球罐调整成型。
上述方案中，所述步骤2）具体为：
1）将所述外层球罐的上带的第一块壳板的底部形成一个第一凹槽，将一个支柱的上部置于所述第一凹槽内，固定所述第一块壳板；
2）重复步骤1），将所述上带的其余壳板依次置于多个支柱于相应凹槽中；
3）将所述外层球罐的下带的第一块壳板的顶部形成一个第二凹槽，将步骤1）所述的支柱的下部置于所述第二凹槽内，所述第一凹槽和第二凹槽界定的空间与所述支柱的外壁相匹配，然后将所述上带的第一块壳板与下带的第一块壳板连接，在所述上带的第一块壳板与下带的第一块壳板之间形成部分环缝；
4）重复步骤3），将所述下带的其余壳板依次置于多个支柱于相应凹槽中，使所述多个支柱与外层球罐相连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，再进行其余带壳板的吊装，直至整体双层球罐调整成型。
上述方案中，所述外层球罐的上下两带为赤道带和下温带或者下温带和下极带或者赤道带和下极带。
上述方案中，所述步骤1）中的内层球罐中每间隔一个赤道带壳板连接有一个支柱。
与现有技术相比，本发明取得的技术效果是：
1）与一般双层球罐外层球罐排版方法相比，本发明将内外两层球罐分别进行吊装，内外罐的吊装相对独立互不影响，内层球罐采用传统分带分片式吊装，内层球罐的安装完成后，再进行外层球罐球壳板与支柱的组装，组装时控制好球壳板的位置和弧度以及与内层球罐的间距，然后精修穿插口大小进行焊接固定，其他需与支柱相接的球壳板也按此方案实行，最终完成外层球壳板的吊装，从而降低深冷双层球罐的安装难度，并提高整体安装质量，缩短安装周期。
2）外罐形式上是球罐，并非压力容器，只是受重力，不受压力而己。因此，将支柱穿插在外罐壳板之间的焊缝处，并没有增加外罐的重量和焊缝的总长，也没有改变外罐整体的受力形式，因此，对双层球罐的受力几乎没有影响。同时还能够简化安装难度，提高安装质量。
附图说明
图1为现有技术的双层球罐的结构示意图。
图2为图1中的支柱、内层球罐的赤道壳板、及外层球罐的下温带壳板的结构示意图。
图3为图2的侧视图。
图4为图1中的支柱及外层球罐的下温带壳板的结构示意图。
图5为本发明实施例提供的双层球罐的主视图。
图6为图5的剖视图。
图7为图5中第一块赤道带壳板、第一块下温带壳板、及支柱的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，当然下述实施例不应理解为对本发明的限制。
如图5至图7所示，其为本发明实施例提供的双层球罐，其包括外层球罐6、内层球罐7、多个支柱8、及填充于内层球罐7和外层球罐6之间的保温材料层9。多个支柱8的一端分别与内层球罐7的多块赤道壳板相切连接。在本实施例中，内层球罐7中每间隔一个赤道壳板连接有一个支柱，故外层球罐6也是每间隔一个壳板连接一个支柱。外层球罐6与多个支柱8的连接处为外层球罐6的上下两带球壳板间组成的环缝12上。环缝12由多个部分环缝14首尾连接而成。每间隔一个部分环缝14连接一个支柱8。在本实施例中，外层球罐6的上下两带为赤道带11和下温带13，可以理解的是，其还可以为下温带和下极带或者赤道带和下极带。在本实施例中，保温材料为珠光砂，可以理解的是，其还可以为其他隔热保冷的材料。在本实施例中，支柱8的截面为圆形，可以理解的是，其还可以为其他形状，如椭圆或方形等等。
本实施例还提供上述双层球罐的吊装方法，它包括以下步骤：
1）将连接有多个支柱的内层球罐吊装到位；
2）按照外层球罐与所述多个支柱8相连接处为该外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，依次进行外层球罐的壳板吊装，具体为（如图5所示）：
a）将外层球罐的赤道带的一块壳板的底部形成一个第一凹槽，将一个支柱的上部置于该第一凹槽内，固定该壳板；
b）将该外层球罐的下温带的一块壳板的顶部形成一个第二凹槽，将该支柱的下部置于该第二凹槽内，该第一凹槽和第二凹槽界定的空间与该支柱的外壁相匹配，然后将该赤道带的壳板与下温带的壳板连接，在该赤道带的壳板与下温带的壳板之间形成部分环缝14；
c）重复步骤1）和步骤2）的方法，使多个支柱与外层球罐相连接处为外层球罐的赤道带和下温带球壳板间组成的环缝上，再进行其余带壳板的吊装，直至整体双层球罐调整成型。
上述步骤2）还可以通过以下方法来实施，具体为：
a）将该外层球罐的赤道带的第一块壳板的底部形成一个第一凹槽，将一个支柱的上部置于该第一凹槽内，固定该第一块壳板，然后将赤道带第二块壳板与第一块通过卡具和临时支撑固定；
b）重复步骤1），将该赤道带的其余壳板每间隔一块依次置于多个支柱于相应凹槽中；
c）将该外层球罐的下温带的第一块壳板的顶部形成一个第二凹槽，将步骤1）所述的支柱的下部置于该第二凹槽内，该第一凹槽和第二凹槽界定的空间与该支柱的外壁相匹配，然后将该赤道带的第一块壳板与下温带的第一块壳板连接，在该赤道带的第一块壳板与下温带的第一块壳板之间形成部分环缝，然后将第二块下温带壳板与第一块通过卡具和临时支撑固定；
d）重复步骤3），将该下温带的其余壳板每间隔一块依次置于多个支柱于相应凹槽中，使多个支柱与外层球罐相连接处为该外层球罐的赤道带和下温带球壳板间组成的环缝上，再进行其余带壳板的吊装，直至整体双层球罐调整成型。
需要说明的是，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1. 一种双层球罐，其包括外层球罐、内层球罐、多个支柱、及填充于所述内层球罐和外层球罐之间的保温材料层，所述多个支柱的一端分别与所述内层球罐的多块赤道带壳板相切连接，其特征在于，所述外层球罐与所述多个支柱的连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，所述上下两带球壳板的球壳板均为整块壳板。
2. 如权利要求1所述的双层球罐，其特征在于，所述保温材料为珠光砂。
3. 如权利要求1所述的双层球罐，其特征在于，所述双层球罐为液化天然气双层球罐。
4. 如权利要求1所述的双层球罐，其特征在于，所述外层球罐的上下两带为赤道带和下温带或者下温带和下极带或者赤道带和下极带。
5. 如权利要求1所述的双层球罐，其特征在于，所述内层球罐中每间隔一个赤道带壳板连接有一个支柱。
6. 如权利要求1所述的双层球罐的吊装方法，其特征在于，它包括以下步骤：
1）将连接有多个支柱的内层球罐吊装到位；
2）按照外层球罐与所述多个支柱相连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，依次进行外层球罐的壳板吊装，直至整体双层球罐调整成型。
7. 如权利要求6所述的吊装方法，其特征在于，所述步骤2）具体为：
1）将所述外层球罐的上带的一块壳板的底部形成一个第一凹槽，将一个支柱的上部置于所述第一凹槽内，固定所述壳板；
2）将所述外层球罐的下带的一块壳板的顶部形成一个第二凹槽，将所述支柱的下部置于所述第二凹槽内，所述第一凹槽和第二凹槽界定的空间与所述支柱的外壁相匹配，然后将所述上带的壳板与下带的壳板连接，在所述上带的壳板与下带的壳板之间形成部分环缝；
3）重复步骤1）和步骤2）的方法，使所述多个支柱与外层球罐相连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，再进行其余带壳板的吊装，直至整体双层球罐调整成型。
8. 如权利要求6所述的吊装方法，其特征在于，所述步骤2）具体为：
1）将所述外层球罐的上带的第一块壳板的底部形成一个第一凹槽，将一个支柱的上部置于所述第一凹槽内，固定所述第一块壳板；
2）重复步骤1），将所述上带的其余壳板依次置于多个支柱于相应凹槽中；
3）将所述外层球罐的下带的第一块壳板的顶部形成一个第二凹槽，将步骤1）所述的支柱的下部置于所述第二凹槽内，所述第一凹槽和第二凹槽界定的空间与所述支柱的外壁相匹配，然后将所述上带的第一块壳板与下带的第一块壳板连接，在所述上带的第一块壳板与下带的第一块壳板之间形成部分环缝；
4）重复步骤3），将所述下带的其余壳板依次置于多个支柱于相应凹槽中，使所述多个支柱与外层球罐相连接处为所述外层球罐的上下两带球壳板间组成的环缝上，再进行其余带壳板的吊装，直至整体双层球罐调整成型。
9. 如权利要求6或7或8所述的吊装方法，其特征在于，所述外层球罐的上下两带为赤道带和下温带或者下温带和下极带或者赤道带和下极带。
10. 如权利要求6所述的吊装方法，其特征在于，所述步骤1）中的内层球罐中每间隔一个赤道带壳板连接有一个支柱。
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