一种不等波距压型金属板构造的低温储罐的内绝热吊盘

摘要

本发明公开了一种不等波距压型金属板构造的低温储罐的内绝热吊盘，包括径向主梁、环向辅梁、不等波距压型金属板、吊杆和边缘封板，在双壳储罐内罐与外罐圆周间隙填充珠光砂绝热保温层，由吊装于外罐罐顶网壳下翼缘，封闭内罐上部敞口的吊盘，内罐与吊盘构成一绝热的低温液体储存空间，通过在通用有限元中分析时采用等效为各向异性平板的计算方法及公式，给出了经承载试验验证的特定尺寸波形，波形考虑到人机工程的原理，避免施工人员在操作时由于脚部卡入波谷发生脚踝扭伤的事故，减少了现场安装工作量，在保证刚度、强度的同时，有效地提高现场的施工质量，加快施工进度，避免施工人员在施工过程中发生事故。

说明书

技术领域

本发明涉及不等波距压型金属板技术领域，具体为一种不等波距压型金属板构造的低温储罐的内绝热吊盘。

背景技术

大型低温液化气体储罐内罐顶部，由于内罐为敞口，需要安装绝热良好的吊盘，以隔绝内罐所储存的低温液化气体与外罐罐顶网壳构成的空间之间的换热，该吊盘安装于外罐罐顶网壳钢结构下，采用多支吊杆连接，在内罐边密闭，吊盘与吊盘上铺设的保温绝热材料为外罐网壳的附加载荷，对于外罐网壳来讲，吊盘的重量轻，对网壳承载是有利的，同时，吊盘本身还应有相当的强度与刚度，以便于施工过程中铺设保温绝热材料及人员活动，而且还需要从结构上考虑现场安装的便捷性，为此，我们提出一种不等波距压型金属板构造的低温储罐的内绝热吊盘，可用于该类储罐内罐顶部的绝热。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不等波距压型金属板构造的低温储罐的内绝热吊盘，通过在现场施工的大型低温储罐，外罐网壳施工完毕后，在车间预制好的径向主梁与环向辅梁在罐内采用螺栓连接件完成拼装，构成轴对称的平面梁系。经特殊设计的不等波距压型金属板铺设于该平面梁系上，同时，对应于罐顶网壳各个吊点，采用吊杆与吊盘的吊点连接，在随外罐网壳一起顶升后，安装吊盘边缘封板，与内罐加强圈一同构成封闭环。这种结构实现了梁系构件主径向梁、环向辅梁的车间预制，减少了现场安装工作量，本专利特有的不等波距压型金属板考虑到了人机工程的原理，在保证刚度、强度的同时，可有效地提高现场的施工质量，加快施工进度，避免施工人员在施工过程中发生事故。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种不等波距压型金属板构造的低温储罐的内绝热吊盘，包括径向主梁、环向辅梁、不等波距压型金属板、吊杆和边缘封板，在双壳储罐内罐与外罐圆周间隙填充珠光砂绝热保温层，由吊装于外罐罐顶网壳下翼缘，封闭内罐上部敞口的吊盘，内罐与吊盘构成一绝热的低温液体储存空间；

径向主梁、环向辅梁构成轴对称的平面梁系，该平面梁系上铺设不等波距压型金属板及边缘封板，与外罐罐顶网壳采用吊杆连接。

优选的，平面梁系与不等波距压型金属板的梁板平面有限元模型，在通用有限元软件中计算，其中，对于不等波距压型金属板计算出正确尺寸，计算有限元应力分析模型中不等波距压型金属板的刚度矩阵的各项参数。

优选的，金属平面梁系呈轴对称设置，在梁系上铺设不等波距压型金属板，保温材料铺设于该不等波距压型金属板上。

优选的，金属平面梁系上的吊点与外罐罐顶网壳下翼缘采用花篮螺母及金属吊杆组合件连接。

优选的，金属平面梁系为轴对称肋环圆盘结构，由径向主梁和环向辅梁构成，径向主梁和环向辅梁采用H型截面、T形截面的铝、不锈钢型材制造，径向主梁与环向辅梁的连接件在车间预先焊接于径向主梁上，在现场采用螺栓连接；或采用金属连接件连接径向主梁与环向辅梁。

优选的，吊盘梁上表面铺设不等波距压型金属板，金属板铺设的方向为：其主抗弯截面沿环向布置，不等波距压型金属板与梁采用标准件连接。

本发明的有益效果：

(1)在现场施工的大型低温储罐，外罐网壳施工完毕后，在车间预制好的径向主梁与环向辅梁在罐内采用螺栓连接件(无焊接工作)完成拼装，构成轴对称的平面梁系。经特殊设计的不等波距压型金属板铺设于该平面梁系上，同时，对应于罐顶网壳各个吊点，采用吊杆与吊盘的吊点连接，在随外罐网壳一起顶升后，安装吊盘边缘封板，与内罐加强圈一同构成封闭环。这种结构实现了梁系构件主径向梁、环向辅梁的车间预制，减少了现场安装工作量，本专利特有的不等波距压型金属板考虑到了人机工程的原理，在保证刚度、强度的同时，可有效地提高现场的施工质量，加快施工进度，避免施工人员在施工过程中发生事故；

(2)对于吊盘的设计采用了经有效承载验证的不等波距压型金属板当量为各向异性平板的方法，并基于此优化了不等波距压型金属板的尺寸，根据此，确定的主要承载结构由径向主梁、环向辅梁构成的平面梁系以轴对称方式均布，有效地提高吊盘的承载，不等波距压型金属板与平面梁系采用标准件(抽芯铆钉、螺钉、垫圈)连接，不等波距压型金属板其强轴方向位于环向，承载能力有保障，吊杆采用标准左右旋花篮螺母连接上下两段吊杆，吊杆的有效长度可进行调节，便于吊盘调平。构成平面梁系的径向主梁、环向辅梁均采用车间预制的方式，现场安装无焊接工作量，施工方便快捷；由平面梁系与不等波距压型金属板共同构成的梁壳承载体系，不仅重量轻，而承载力强。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的轴对称平面梁系示意图；

图2为本发明的局部详细结构示意图；

图3为本发明的不等波距压型金属板尺寸详图；

图4为本发明的不等波距压型金属板简化为各向异性平板的方法；

图5为本发明的不等距压型金属板的各向抗拉刚度和抗弯刚度计算方式对照表。

图中：1-径向主梁；2-环向辅梁；3-不等波距压型金属板；4-吊杆；5-边缘封板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种不等波距压型金属板构造的低温储罐的内绝热吊盘，包括在双壳储罐内罐与外罐(钢或混凝土材质)圆周间隙填充珠光砂绝热保温前提下，由吊装于外罐罐顶网壳下翼缘，封闭内罐上部敞口的吊盘，使内罐与吊盘共同构成一绝热良好的低温液体储存空间；该吊盘主要特征：径向主梁1、环向辅梁2构成轴对称的平面梁系，在该平面梁系上铺设本专利规定的不等波距压型金属板3及边缘封板5，与外罐罐顶网壳采用吊杆4连接；

对于本专利吊盘的设计计算方法，采用平面梁系(径向主梁1、环向辅梁3) 与当量各向异性的平板(不等波距压型金属板3)的梁板平面有限元模型，在通用有限元软件中计算，其中，对于不等波距压型金属板本专利从人机工程学角度考虑给出合理的尺寸，并应按本专利图4给出的计算方法来计算有限元应力分析模型中当量各向异性平板的刚度矩阵的各项参数；

采用轴对称的金属平面梁系及在梁系上铺设本专利规定新型不等波距压型金属板3；保温材料铺设于该不等波距压型金属板上；

所述吊盘所用的金属平面梁系上有吊点与外罐罐顶网壳下翼缘采用标准连接件(花篮螺母)及金属吊杆组合件4连接；

所述吊盘所用的金属平面梁系为轴对称肋环圆盘结构，由径向主梁1、环向辅梁2构成，径向主梁、环向辅梁可采用H型截面、T形截面的铝、不锈钢型材制造，径向主梁与环向辅梁的连接件在车间预先焊接于径向主梁上，在现场采用螺栓连接；也可采用金属连接件连接径向主梁与环向辅梁；

所述吊盘梁上表面铺设不等波距压型金属板3，金属板铺设的方向，其主抗弯截面沿环向布置，不等波距压型金属板3与梁采用标准件(抽芯铆钉或螺钉、垫圈标准件)连接；

在现场施工的大型低温储罐，外罐网壳施工完毕后，在车间预制好的径向主梁1与环向辅梁2在罐内采用螺栓连接件(无焊接工作)完成拼装，构成轴对称的平面梁系。经特殊设计的不等波距压型金属板3铺设于该平面梁系上，同时，对应于罐顶网壳各个吊点，采用吊杆4与吊盘的吊点连接，在随外罐网壳一起顶升后，安装吊盘边缘封板5，与内罐加强圈一同构成封闭环；

径向主梁1、环向辅梁2在车间预制完毕后，采用螺栓连接的方式，构成轴对称的平面梁系，经优化设计的不等波距压型金属板3与平面梁系采用标准件 (抽芯铆钉、螺钉、垫圈)连接，平面梁系与不等波距压型金属板3共同构成吊盘的承载体系，在吊盘上按所承载的大小采用吊杆4与外罐罐顶网壳连接，边缘采用封板5与内罐构成封闭体系。

本发明在工作时，1)根据吊盘的直径选择合适截面的型钢、型铝在通用有限元软件中采用梁单元构造平面梁系，采用规定的不等波距压型金属板当量为各向异性平板的计算方法，构造材料的刚度矩阵，在有限元软件中采用自定义的壳单元特性，在平面梁系上构造平板模拟不等波距压型金属板；按吊杆的实际长度、定位建立吊杆；

2)在通用有限元软件中对1)中构造的模型，考虑均布的设计载荷、施工过程中人员、机具的载荷，计算吊盘的变形、强度等，控制整体吊盘的挠度不超过直径的1/750，对平面梁系则应按铝合金结构规范、钢结构规范对构件的强度及稳定性进行校核。

3)经详细计算后，按计算结果得到的截面尺寸，将径向主梁、环向辅梁构成轴对称的平面梁系，采用吊杆连接于外罐罐顶网壳上，在该平面梁系上铺设经优化后特定的不等波距压型金属板，该不等波距压型金属板与径向主梁、环向主梁采用标准连接件连接，并在吊盘周边采用封板与内罐顶部的加强圈构成封闭结构。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。