本發(fā)明涉及壓縮空氣儲(chǔ)能工程壓力鋼襯領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝系統(tǒng)及安裝方法。

背景技術(shù)：

1、壓縮空氣儲(chǔ)能是利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)的多余電量，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)，將空氣壓入作為儲(chǔ)氣室的密閉大容量地下洞穴、報(bào)廢礦井、沉降的海底儲(chǔ)氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲(chǔ)氣井等儲(chǔ)存，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)電量不足時(shí)，將壓縮空氣經(jīng)換熱器與油或天然氣混合燃燒，導(dǎo)入輪氣機(jī)作功發(fā)電。

2、壓縮空氣儲(chǔ)能電站主要利用儲(chǔ)氣裝置儲(chǔ)存壓縮空氣。小規(guī)模壓氣儲(chǔ)能電站可采用地上式鋼制儲(chǔ)罐作為儲(chǔ)氣裝置，對(duì)于大規(guī)模壓氣儲(chǔ)能電站，儲(chǔ)氣所需空間可達(dá)十萬甚至百萬立方米級(jí)別，若采用地上式儲(chǔ)氣罐，占地過大且成本過高，儲(chǔ)氣裝置一般采用地下式。地下儲(chǔ)氣裝置主要可利用已開采的地質(zhì)洞穴、天然形成的含水巖層、已開采或?qū)ｉT挖掘的鹽溶洞、在堅(jiān)硬巖石中人工挖掘的地下洞穴等結(jié)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)外已建的壓氣儲(chǔ)能電站多利用天然的地質(zhì)構(gòu)造，但這些地質(zhì)構(gòu)造往往可遇而不可求，這使得電站項(xiàng)目的選址和大規(guī)模建設(shè)受到很大的制約。對(duì)于有建設(shè)需求但無鹽巖、咸水層、廢棄礦坑等特殊地質(zhì)條件的地區(qū)，在堅(jiān)硬巖石中人工開挖地下洞室作為地下儲(chǔ)氣洞成為一條重要的途徑。在堅(jiān)硬巖石中人工開挖地下洞室時(shí)，可采用鋼襯作為密封結(jié)構(gòu)，而如何在洞內(nèi)進(jìn)行大直徑鋼襯結(jié)構(gòu)的快速施工是亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，提供一種環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝系統(tǒng)及安裝方法，實(shí)現(xiàn)了將管節(jié)的制造車間或制造系統(tǒng)由洞外轉(zhuǎn)移布置在洞內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)氣洞鋼襯由瓦片到大節(jié)管節(jié)的洞內(nèi)機(jī)械化、智能化的流水線式施工作業(yè)，減少每道工序的施工時(shí)間，加快施工進(jìn)度，同時(shí)可節(jié)約人工成本，并滿足項(xiàng)目施工工期短的要求。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝系統(tǒng)，包括至少一個(gè)洞內(nèi)車間，每個(gè)所述洞內(nèi)車間包括：

3、瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)工位，位于施工支洞內(nèi)，用于將瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)至單節(jié)組焊工位；

4、單節(jié)組焊工位，位于儲(chǔ)氣洞主洞內(nèi)且靠近施工支洞，用組焊裝置將瓦片組圓成為單節(jié)鋼襯管節(jié)；

5、大節(jié)組焊工位，位于儲(chǔ)氣洞主洞內(nèi)且靠近單節(jié)組焊工位，用于將3個(gè)或3個(gè)以上的單節(jié)鋼襯管節(jié)組焊成為鋼襯大節(jié)；

6、大節(jié)運(yùn)輸工位，位于儲(chǔ)氣洞主洞內(nèi)且靠近大節(jié)組焊工位，用于將組焊完成的鋼襯大節(jié)運(yùn)輸?shù)桨惭b位置進(jìn)行安裝。

7、優(yōu)選地，所述瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)工位包括至少一臺(tái)瓦片移運(yùn)臺(tái)車，用于瓦片的橫向及縱向轉(zhuǎn)運(yùn)。

8、優(yōu)選地，單節(jié)組焊工位能夠利用自動(dòng)埋弧焊接裝置進(jìn)行縱縫的自動(dòng)焊接。

9、優(yōu)選地，單節(jié)組焊工位通過組焊裝置將瓦片組圓成為單節(jié)鋼襯管節(jié)。

10、優(yōu)選地，所述組焊裝置包括組圓機(jī)和回轉(zhuǎn)式組焊平臺(tái)。

11、優(yōu)選地，所述大節(jié)組焊工位位于單節(jié)組焊工位前方，包括至少一臺(tái)可調(diào)式滾輪架。

12、優(yōu)選地，所述大節(jié)運(yùn)輸工位位于大節(jié)組焊工位前方，包括至少一組可調(diào)式滾輪架或鋼管運(yùn)輸車。

13、優(yōu)選地，所述大節(jié)運(yùn)輸工位設(shè)置有臨時(shí)支撐，用于支撐鋼襯大節(jié)。

14、優(yōu)選地，一種環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝系統(tǒng)還包括：

15、大節(jié)存放工位，位于大節(jié)組焊工位和大節(jié)運(yùn)輸工位之間，用于臨時(shí)存放大節(jié)組焊工位組焊完成的鋼襯大節(jié)。

16、優(yōu)選地，一種環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝系統(tǒng)包括兩個(gè)洞內(nèi)車間，兩個(gè)所述洞內(nèi)車間分別位于施工支洞與環(huán)形儲(chǔ)氣洞的兩直管段交叉處。

17、在第二方面，本發(fā)明提供一種環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝方法，施工支洞位于儲(chǔ)氣洞中部，一個(gè)洞內(nèi)車間布置于施工支洞左側(cè)，另一個(gè)洞內(nèi)車間布置于施工支洞的右側(cè)，包括以下步驟：

18、s1：鋼襯瓦片從洞外通過施工支洞運(yùn)輸至施工支洞內(nèi)的瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)工位處，利用頂部吊點(diǎn)將瓦片卸車并轉(zhuǎn)移至工位的瓦片移運(yùn)臺(tái)車上，或，利用瓦片移運(yùn)臺(tái)車直接從洞外通過施工支洞將鋼襯瓦片運(yùn)輸至瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)工位；

19、s2：利用瓦片移運(yùn)臺(tái)車將瓦片橫向運(yùn)輸至儲(chǔ)氣洞內(nèi)，瓦片移運(yùn)臺(tái)車車輪旋轉(zhuǎn)90°，然后繼續(xù)將瓦片縱向轉(zhuǎn)運(yùn)至單節(jié)組焊工位布置的組焊裝置下方；

20、s3：利用瓦片移運(yùn)臺(tái)車將瓦片頂起并安裝固定于組焊裝置上，組焊裝置帶動(dòng)已固定的瓦片旋轉(zhuǎn)，瓦片移運(yùn)臺(tái)車再將下一瓦片頂升并安裝固定，組焊裝置繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并安裝下一瓦片，直至所有瓦片均被安裝于組焊裝置上，形成一個(gè)整圓的鋼襯管節(jié)；

21、s4：組焊裝置旋轉(zhuǎn)，將瓦片之間的縱縫旋轉(zhuǎn)至頂部，在鋼襯管節(jié)的外側(cè)頂部安裝自動(dòng)埋弧焊接裝置，通過自動(dòng)埋弧焊接裝置自動(dòng)識(shí)別焊縫進(jìn)行縱縫的外焊縫焊接；

22、s5：一條縱縫外焊縫焊接完成后，撤去自動(dòng)埋弧焊接裝置，組焊裝置旋轉(zhuǎn)，使下一條縱縫處于頂部，重新安裝自動(dòng)埋弧焊接裝置并對(duì)縱縫外焊縫進(jìn)行自動(dòng)焊接，重復(fù)該步驟直至所有縱縫外焊縫焊接完成；

23、s6：將可調(diào)式滾輪架行走至組焊裝置底部，將組焊完成的單節(jié)鋼襯管節(jié)從組焊裝置上卸下，并利用兩臺(tái)可調(diào)式滾輪架托舉運(yùn)輸至大節(jié)組焊工位，等待與下一節(jié)鋼襯管節(jié)組焊；

24、s7：待組焊裝置將下一節(jié)單節(jié)鋼襯管節(jié)組焊完成后，利用可調(diào)式滾輪架將第二節(jié)鋼襯管節(jié)運(yùn)輸至大節(jié)組焊工位，并與之前已經(jīng)組焊完成的單節(jié)管節(jié)進(jìn)行組拼，然后將管節(jié)的節(jié)間環(huán)縫點(diǎn)焊以臨時(shí)固定兩節(jié)管節(jié)；

25、s8：將自動(dòng)埋弧焊接裝置安裝于鋼襯管節(jié)的外側(cè)頂部，利用自動(dòng)埋弧焊接裝置自動(dòng)焊接管節(jié)的節(jié)間外環(huán)縫，待外環(huán)縫焊接完成后，將自動(dòng)埋弧焊接裝置移除并重新安裝于鋼襯管節(jié)的內(nèi)側(cè)底部，自動(dòng)焊接管節(jié)的節(jié)間內(nèi)環(huán)縫，或者，將自動(dòng)埋弧焊接裝置移除并重新安裝于鋼襯管節(jié)的內(nèi)側(cè)底部，利用自動(dòng)埋弧焊接裝置自動(dòng)焊接管節(jié)的節(jié)間內(nèi)環(huán)縫，待內(nèi)環(huán)縫焊接完成后，將自動(dòng)埋弧焊接裝置移除并重新安裝于鋼襯管節(jié)的外側(cè)頂部，自動(dòng)焊接管節(jié)的節(jié)間外環(huán)縫；

26、s9：利用大節(jié)運(yùn)輸工位的可調(diào)式滾輪架或鋼管運(yùn)輸車將大節(jié)管節(jié)托舉運(yùn)輸至儲(chǔ)氣洞室內(nèi)的待安裝位置，將管節(jié)舉升并對(duì)位進(jìn)行安裝和安裝環(huán)縫的焊接；

27、s10：分別以兩側(cè)彎段上下的彎管第一節(jié)作為始裝節(jié)，重復(fù)以上步驟將彎段管節(jié)全部安裝完成后，再繼續(xù)以同樣的方式將直管段管節(jié)全部安裝完成；

28、s10：將左側(cè)洞內(nèi)車間的各工位拆除并重新安裝至施工支洞右側(cè)，將右側(cè)洞內(nèi)車間的各工位拆除并重新安裝至施工支洞左側(cè)，再按前述步驟同樣的安裝方法，分別將左右兩側(cè)剩余的直管段鋼襯管節(jié)制造并安裝完成；

29、s11：所有管節(jié)安裝完成后，將各工位布置的設(shè)備從施工支洞中拆除并運(yùn)輸退出；

30、s12：將設(shè)備安裝位置所剩余的管節(jié)人工湊合調(diào)整安裝，使得整個(gè)環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯全部施工完成。

31、優(yōu)選地，步驟s5之后若縱縫需要焊接內(nèi)部焊縫，待全部的外部焊縫焊接完成后，利用組焊裝置將待焊縱縫旋轉(zhuǎn)至最底部，在鋼襯管節(jié)的內(nèi)側(cè)底部安裝自動(dòng)埋弧焊接裝置，通過自動(dòng)埋弧焊接裝置自動(dòng)識(shí)別焊縫進(jìn)行縱縫的內(nèi)焊縫焊接；

32、一條縱縫內(nèi)焊縫焊接完成后，撤去自動(dòng)埋弧焊接裝置，組焊裝置旋轉(zhuǎn)，使下一條縱縫處于頂部，重新安裝自動(dòng)埋弧焊接裝置并對(duì)縱縫內(nèi)焊縫進(jìn)行自動(dòng)焊接，重復(fù)該步驟直至所有縱縫內(nèi)焊縫焊接完成。

33、優(yōu)選地，步驟s8之后，利用滾輪架將最后組焊完成的大節(jié)管節(jié)運(yùn)輸至大節(jié)存放工位，并放置于臨時(shí)支撐上，在大節(jié)存放工位進(jìn)行管節(jié)的尺寸檢測(cè)、外形檢測(cè)、焊縫探傷檢測(cè)，待管節(jié)檢驗(yàn)合格后再進(jìn)行步驟s9。

34、優(yōu)選地，組焊裝置采用回轉(zhuǎn)式組焊平臺(tái)的情況下，步驟s3能夠替換為：回轉(zhuǎn)式組焊平臺(tái)處于臥式狀態(tài)，利用隧洞頂部的吊具將瓦片依次吊裝至回轉(zhuǎn)式組焊平臺(tái)的回轉(zhuǎn)支撐上并固定，形成一個(gè)整圓的鋼襯管節(jié)，然后利用驅(qū)動(dòng)組件將回轉(zhuǎn)支撐頂升至立式狀態(tài)。

35、在第三方面，本發(fā)明提供一種環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝方法，施工支洞位于彎段與直段結(jié)合處，兩個(gè)洞內(nèi)車間分別布置于兩直管段同一側(cè)靠近施工支洞處，包括以下步驟：

36、s1：鋼襯瓦片從洞外通過施工支洞運(yùn)輸至施工支洞內(nèi)的瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)工位處，利用頂部吊點(diǎn)將瓦片卸車并轉(zhuǎn)移至工位的瓦片移運(yùn)臺(tái)車上，或，利用瓦片移運(yùn)臺(tái)車直接從洞外通過施工支洞將鋼襯瓦片運(yùn)輸至瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)工位；

37、s2：利用瓦片移運(yùn)臺(tái)車將瓦片橫向運(yùn)輸至儲(chǔ)氣洞內(nèi)，瓦片移運(yùn)臺(tái)車車輪旋轉(zhuǎn)90°，然后繼續(xù)將瓦片縱向轉(zhuǎn)運(yùn)至單節(jié)組焊工位布置的組焊裝置下方；

38、s3：利用瓦片移運(yùn)臺(tái)車將瓦片頂起并安裝固定于組焊裝置上，組焊裝置帶動(dòng)已固定的瓦片旋轉(zhuǎn)，瓦片移運(yùn)臺(tái)車再將下一瓦片頂升并安裝固定，組焊裝置繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并安裝下一瓦片，直至所有瓦片均被安裝于組焊裝置上，形成一個(gè)整圓的鋼襯管節(jié)；

39、s4：組焊裝置旋轉(zhuǎn)，將瓦片之間的縱縫旋轉(zhuǎn)至頂部，在鋼襯管節(jié)的外側(cè)頂部安裝自動(dòng)埋弧焊接裝置，通過自動(dòng)埋弧焊接裝置自動(dòng)識(shí)別焊縫進(jìn)行縱縫的外焊縫焊接；

40、s5：一條縱縫外焊縫焊接完成后，撤去自動(dòng)埋弧焊接裝置，組焊裝置旋轉(zhuǎn)，使下一條縱縫處于頂部，重新安裝自動(dòng)埋弧焊接裝置并對(duì)縱縫外焊縫進(jìn)行自動(dòng)焊接，重復(fù)該步驟直至所有縱縫外焊縫焊接完成；

41、s6：將可調(diào)式滾輪架行走至組焊裝置底部，將組焊完成的單節(jié)鋼襯管節(jié)從組焊裝置上卸下，并利用兩臺(tái)可調(diào)式滾輪架托舉運(yùn)輸至大節(jié)組焊工位，等待與下一節(jié)鋼襯管節(jié)組焊；

42、s7：待組焊裝置將下一節(jié)單節(jié)鋼襯管節(jié)組焊完成后，利用可調(diào)式滾輪架將第二節(jié)鋼襯管節(jié)運(yùn)輸至大節(jié)組焊工位，并與之前已經(jīng)組焊完成的單節(jié)管節(jié)進(jìn)行組拼，然后將管節(jié)的節(jié)間環(huán)縫點(diǎn)焊以臨時(shí)固定兩節(jié)管節(jié)；

43、s8：將自動(dòng)埋弧焊接裝置安裝于鋼襯管節(jié)的外側(cè)頂部，利用自動(dòng)埋弧焊接裝置自動(dòng)焊接管節(jié)的節(jié)間外環(huán)縫，待外環(huán)縫焊接完成后，將自動(dòng)埋弧焊接裝置移除并重新安裝于鋼襯管節(jié)的內(nèi)側(cè)底部，自動(dòng)焊接管節(jié)的節(jié)間內(nèi)環(huán)縫，或者，將自動(dòng)埋弧焊接裝置移除并重新安裝于鋼襯管節(jié)的內(nèi)側(cè)底部，利用自動(dòng)埋弧焊接裝置自動(dòng)焊接管節(jié)的節(jié)間內(nèi)環(huán)縫，待內(nèi)環(huán)縫焊接完成后，將自動(dòng)埋弧焊接裝置移除并重新安裝于鋼襯管節(jié)的外側(cè)頂部，自動(dòng)焊接管節(jié)的節(jié)間外環(huán)縫；

44、s9：利用大節(jié)運(yùn)輸工位的可調(diào)式滾輪架或鋼管運(yùn)輸車將大節(jié)管節(jié)托舉運(yùn)輸至儲(chǔ)氣洞室內(nèi)的待安裝位置，將管節(jié)舉升并對(duì)位進(jìn)行安裝和安裝環(huán)縫的焊接；

45、s10：以遠(yuǎn)離施工支洞的彎段中部管節(jié)作為始裝節(jié)，從始裝節(jié)向兩側(cè)同步進(jìn)行彎段管節(jié)安裝，待所有彎段管節(jié)安裝完成后，再以同樣的方式將兩側(cè)的直段管節(jié)同步安裝完成；

46、s11：將施工支洞靠?jī)?nèi)側(cè)洞內(nèi)車間的各工位拆除，并撤出洞外，再將施工支洞靠外側(cè)的洞內(nèi)車間調(diào)頭，按前述步驟同樣的安裝方法，將上部剩余的直管段管節(jié)及另一側(cè)所有彎管段管節(jié)安裝完成；

47、s12：所有管節(jié)安裝完成后，將工位布置的設(shè)備從施工支洞中拆除并運(yùn)輸退出；

48、s13：將設(shè)備安裝位置剩余的管節(jié)人工湊合調(diào)整安裝，使得整個(gè)環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯全部施工完成。

49、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

50、本發(fā)明提供的環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝系統(tǒng)，通過各個(gè)不同工位的合理布置，優(yōu)化了施工工序和流程，形成了一個(gè)完整的洞內(nèi)車間系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)氣洞鋼襯由瓦片到大節(jié)管節(jié)的洞內(nèi)機(jī)械化、智能化的流水線式施工作業(yè)，減少每道工序的施工時(shí)間，加快施工進(jìn)度，同時(shí)可節(jié)約人工成本，并滿足項(xiàng)目施工工期短的要求。本發(fā)明提供的環(huán)形儲(chǔ)氣洞鋼襯安裝方法，實(shí)現(xiàn)了將管節(jié)的制造車間或制造系統(tǒng)由洞外轉(zhuǎn)移布置在洞內(nèi)，使得管節(jié)在洞內(nèi)的制造安裝過程由原來的人工施工為主變成了機(jī)械化、自動(dòng)化施工為主，有效減少了人工工作量，提升了施工效率和施工質(zhì)量；鋼襯管節(jié)均以瓦片的形式運(yùn)輸進(jìn)洞后再進(jìn)行后續(xù)的施工，減少了施工支洞的開挖尺寸，也減小了洞外運(yùn)輸通道的大小，節(jié)約土建成本；洞內(nèi)借助自動(dòng)焊接設(shè)備實(shí)現(xiàn)大部分焊縫的自動(dòng)化施工，可以提升焊接施工效率及焊接質(zhì)量，繼而有效提升了整個(gè)工程的施工周期。附圖說明

51、圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的儲(chǔ)氣洞安裝系統(tǒng)總布置圖。

52、圖2為本發(fā)明實(shí)施例所述的安裝系統(tǒng)洞內(nèi)車間布置圖。

53、圖3為本發(fā)明實(shí)施例所述的瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)安裝主視圖。

54、圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的第一次施工鋼襯安裝示意圖（施工支洞在中部）。

55、圖5為本發(fā)明實(shí)施例所述的設(shè)備調(diào)頭后鋼襯安裝示意圖（施工支洞在中部）。

56、圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述的鋼襯湊合節(jié)安裝示意圖（施工支洞在中部）。

57、圖7為本發(fā)明實(shí)施例所述的第一次施工鋼襯安裝示意圖（施工支洞在彎段與直段結(jié)合處）。

58、圖8為本發(fā)明實(shí)施例所述的設(shè)備調(diào)頭后鋼襯安裝示意圖（施工支洞在彎段與直段結(jié)合處）。

59、圖9為本發(fā)明實(shí)施例所述的鋼襯湊合節(jié)安裝示意圖（施工支洞在彎段與直段結(jié)合處）。

60、圖10為本發(fā)明實(shí)施例所述的回轉(zhuǎn)式組焊平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖（立式狀態(tài)）。

61、圖11為圖10的側(cè)視圖。

62、圖12為本發(fā)明實(shí)施例所述的回轉(zhuǎn)式組焊平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖（臥式狀態(tài)）。

63、圖中標(biāo)記：

64、1-儲(chǔ)氣洞，2-施工支洞，3-軌道，4-直段鋼襯，5-彎段鋼襯，6-瓦片轉(zhuǎn)運(yùn)工位，7-單節(jié)組焊工位，8-大節(jié)組焊工位，9-大節(jié)存放工位，10-大節(jié)運(yùn)輸工位，11-多功能臺(tái)車，12-主動(dòng)多功能臺(tái)車，13-從動(dòng)多功能臺(tái)車，14-組圓機(jī)，15-瓦片移運(yùn)臺(tái)車，16-瓦片，17-左側(cè)始裝節(jié)，18-右側(cè)始裝節(jié)，19-末裝節(jié)，20-湊合節(jié)，21-彎段始裝節(jié)，22-回轉(zhuǎn)式組焊平臺(tái)，221-底座，222-水平油缸，223-支撐油缸，224-翻轉(zhuǎn)平臺(tái)，225-回轉(zhuǎn)盤，226-回轉(zhuǎn)支撐，227-絞軸。