一种展臂式大型模块转运装置及系统的制作方法

1.本发明具体涉及一种展臂式大型模块转运装置及系统。


背景技术：

2.模块化技术是一种先进的设计建造技术，将其应用于核电厂设计建造过程能够显著减少现场施工量、降低安全隐患、缩短建造工期和降低工程造价，是核电厂设计建造技术提升的有效手段。目前的核电厂模块化设计建造技术还存在着单个模块规模不大、集成度不高的问题，核电模块“做大做全”最主要的制约因素是大型模块的吊装就位，核电厂模块化建造所采用的起重机吊装就位方式受大型履带吊车起吊能力以及吊车站位、净空高度等因素的影响，核电厂大型模块的整备质量已经达到重型起重机吊装能力的极限。
3.超级模块化设计和建造方法将传统的起重机吊装施工方式转变为顶升平移施工方式，突破了起重机起吊能力对模块规模和重量的限制。其中，“顶升-平移”技术是核电厂超级模块化设计和建造方法成功的关键。反应堆厂房分段模块的直径超过40米，高度超过20米，重达3000吨以上，如何将如此规模的大型模块转运至安装位置是超级模块化方法首先要解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种展臂式大型模块转运装置，能够实现大型模块的平稳运输和为转运装置的撤出提供条件的双重目的，还相应提供一种包括该装置的系统。
5.解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
6.本发明提供一种展臂式大型模块转运装置，包括转运单元，所述转运单元包括移动机构、支撑平台和多个支撑臂，
7.所述移动机构包括自行走车，所述自行走车与支撑平台相连，用于驱动支撑平台平移，
8.所述支撑臂转动连接于支撑平台的边缘，多个支撑臂沿支撑平台的周向间隔布置，
9.多个支撑臂能够绕各自的铰接点旋转至展开状态，以使多个支撑臂和支撑平台构成支撑大型模块的支撑结构；
10.多个支撑臂还能够在所述大型模块被其底面边缘布设的顶升机构顶升至脱离支撑平台后，绕各自的铰接点旋转至回收状态，以使得所述转运装置能够从目的地和大型模块之间撤出。
11.可选地，所述支撑臂位于回收状态时，其在经过支撑平台上表面的平面上的正投影位于所述支撑平台的上表面上。
12.可选地，所述转运单元设有两个，两个转运单元沿支撑平台的平移方向并行设置，且关于大型模块的纵向中心面对称设置。
13.可选地，所述转运单元的移动机构设有多个，多个移动机构沿相应的支撑平台的平移方向间隔布置。
14.可选地，所述移动机构还包括攀爬机构，所述自行走车通过攀爬机构与所述支撑平台相连，
15.所述攀爬机构包括爬杆和攀爬驱动部，
16.所述爬杆贯穿支撑平台，其下端与自行走车相连，其上端从大型模块中穿出，所述攀爬驱动部与支撑平台相连，用于驱动支撑平台相对爬杆升降，或驱动爬杆相对支撑平台升降。
17.可选地，所述攀爬驱动部包括多个伸缩缸，多个伸缩缸呈环向间隔分布在爬杆周围，所述伸缩缸与支撑平台固连，且为所述支撑平台提供支撑动力，
18.可选地，所述伸缩缸重复其固定部和伸缩部之一与爬杆相连，另一与爬杆解除连接-伸缩缸伸缩-其固定部和伸缩部之一与爬杆解除连接，另一与爬杆相连-伸缩缸复位的动作顺序，以使支撑平台相对爬杆升降，或使爬杆相对支撑平台升降。
19.可选地，所述伸缩缸的固定部和伸缩部均通过咬齿与爬杆相连。
20.可选地，所述支撑平台中设有安置孔，所述爬杆经所述安置孔贯穿支撑平台，所述攀爬驱动部位于所述安置孔中。
21.本发明还提供一种展臂式大型模块转运系统，包括上述的展臂式大型模块转运装置，以及顶升机构，所述顶升机构包括第一顶升机构和第二顶升机构，
22.第一顶升机构用于支撑于大型模块底面垂直于支撑平台平移方向的一端和目的地之间，第二顶升机构用于支撑于大型模块底面垂直于支撑平台平移方向的另一端和目的地之间。
23.可选地，所述转运单元设有两个，两个转运单元对称设于大型模块平行于支撑平台平移方向的纵向中心面的两侧；
24.所述顶升机构还包括第三顶升机构和第四顶升机构，
25.第三顶升机构用于支撑于大型模块底面沿支撑平台平移方向的一端和目的地之间，第四顶升机构用于支撑于大型模块底面沿支撑平台平移方向的另一端和目的地之间。
26.可选地，还包括轨道，所述轨道与转运单元对应，所述转运单元的自行走车滑设于相应的轨道上。
27.本发明中，通过在支撑平台的四周设置可展开和回收的支撑臂，支撑臂展开时能够和支撑平台共同托住大型模块，以防止其在运输过程中晃动至从支撑平台上掉落，在将大型模块运输至目的地后，由于相邻支撑臂之间具有空间，从而大型模块底面垂直于支撑平台撤回方向的两端和目的地之间能够对称布设顶升机构，以将大型模块顶升至脱离支撑平台，在支撑臂回收后，对称布置的顶升机构不会对转运装置的撤出造成干涉，从而本发明能够实现大型模块的平稳运输和为转运装置的撤出提供条件的双重目的。
附图说明
28.图1为本发明实施例1提供的展臂式大型模块转运装置的俯视结构示意图；
29.图2为转运单元的纵剖示意图；
30.图3为大型模块被转运装置顶升的示意图；
31.图4为前排爬杆和自行走车被提升的示意图；
32.图5为大型模块就位示意图；
33.图6为顶升机构将大型模块顶升至脱离支撑平台的示意图；
34.图7为后排爬杆安装后被下放的示意图；
35.图8为转运装置退至平地的示意图；
36.图9为顶升机构下放上一级大型模块至下一级大型模块上的示意图；
37.图10为本发明实施例2提供的展臂式大型模块转运系统的俯视结构示意图。
38.图中：1、支撑平台；2、贯穿孔；3、安置孔；4、铰链；5、支撑臂；6、轨道；7、大型模块；71、上一级大型模块；72、下一级大型模块；8、伸缩缸；9、爬杆；10、自行走车；11、搭接座；12、第三顶升机构；13、第四顶升机构；14、第一顶升机构；15、第二顶升机构；16、搭接车。
具体实施方式
39.下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
42.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
43.本发明提供一种展臂式大型模块转运装置，包括转运单元，所述转运单元包括移动机构、支撑平台和多个支撑臂，
44.所述移动机构包括自行走车，所述自行走车与支撑平台相连，用于驱动支撑平台平移，
45.所述支撑臂转动连接于支撑平台的边缘，多个支撑臂沿支撑平台的周向间隔布置，
46.多个支撑臂能够绕各自的铰接点旋转至展开状态，以使多个支撑臂和支撑平台构成支撑大型模块的支撑结构；
47.多个支撑臂还能够在所述大型模块被其底面边缘布设的顶升机构顶升至脱离支撑平台后，绕各自的铰接点旋转至回收状态，以使得所述转运装置能够从目的地和大型模块之间撤出。
48.本发明还提供一种展臂式大型模块转运系统，包括上述的展臂式大型模块转运装置，以及顶升机构，所述顶升机构包括第一顶升机构和第二顶升机构，
49.第一顶升机构用于支撑于大型模块底面垂直于支撑平台平移方向的一端和目的地之间，第二顶升机构用于支撑于大型模块底面垂直于支撑平台平移方向的另一端和目的地之间。
50.实施例1：
51.如图1所示，本实施例提供一种展臂式大型模块转运装置，包括转运单元，转运单元包括移动机构、支撑平台1和多个支撑臂5，
52.移动机构包括自行走车10，自行走车10与支撑平台1相连，用于驱动支撑平台1平移，
53.支撑臂5转动连接于支撑平台1的边缘，多个支撑臂5沿支撑平台1的周向间隔布置，
54.多个支撑臂5能够绕各自的铰接点旋转至展开状态，以使多个支撑臂5和支撑平台1构成支撑大型模块7的支撑结构；
55.多个支撑臂5还能够在大型模块7被其底面边缘布设的顶升机构顶升至脱离支撑平台1后，绕各自的铰接点旋转至回收状态，以使得转运装置能够从目的地和大型模块7之间撤出。
56.由此，通过在支撑平台1的四周设置可展开和回收的支撑臂5，支撑臂5展开时能够和支撑平台1共同托住大型模块7，以防止其在运输过程中晃动至从支撑平台1上掉落，在将大型模块7运输至目的地后，由于相邻支撑臂5之间具有空间，从而大型模块底面垂直于支撑平台1撤回方向的两端和目的地之间能够对称布设顶升机构，以将大型模块7顶升至脱离支撑平台，在支撑臂5回收后，对称布置的顶升机构不会对转运装置的撤出造成干涉，从而本发明能够实现大型模块7的平稳运输和为转运装置的撤出提供条件的双重目的。
57.具体地，自行走车10为自走式步履小车，使得转运装置具有自走平移能力，支撑平台1为箱梁式钢结构平台，支撑臂5的长度、铰接位置等根据现场布设的顶升机构灵活设置，保证顶升机构顶升大型模块至脱离支撑平台后，顶升机构不干涉支撑臂5的回收，且不干涉转运装置的撤回。
58.本实施例中，如图3所示，支撑臂5回收后，其在经过支撑平台1上表面的平面上的正投影位于支撑平台1的上表面上。
59.本实施例中，转运单元设有两个，两个转运单元沿支撑平台1的平移方向并行设置，且关于大型模块7的纵向中心面对称设置。
60.由此，大型模块7底面沿支撑平台撤回方向的两端，以及垂直于支撑平台撤回方向的两端均可布设顶升机构且不会对两个转运单元的撤回造成干涉，从而能够实现较大体积和重量的大型模块的平稳转运和顶升。
61.本实施例中，为进一步实现本装置对大型模块的平稳转运，转运单元的移动机构设有多个，多个移动机构沿相应的支撑平台1的平移方向间隔布置。
62.为实现核电厂房的竖向构建，需要将大型模块转运至已浇筑的成型模块上，本实施例中，如图2所示，移动机构还包括攀爬机构，自行走车10通过攀爬机构与支撑平台1相连，
63.攀爬机构包括爬杆9和攀爬驱动部，
64.爬杆9贯穿支撑平台1，其下端与自行走车10相连，其上端从大型模块7中穿出，攀
爬驱动部与支撑平台1相连，用于驱动支撑平台1相对爬杆9升降，或驱动爬杆9相对支撑平台1升降。
65.本实施例实现大型模块转运至已浇筑的成型模块上的过程如下：
66.s1：转运装置将上一级大型模块71运输至已完成浇筑的下一级大型模块72旁，
67.s2：如图3所示，攀爬驱动部带动支撑平台1在爬杆9上向上攀爬，至支撑平台1底面与下一级大型模块72之间的距离大于等于一个自行走车10的高度，
68.s3：如图4所示，提升转运装置前进方向上第一排未升起的爬杆9，至与该排爬杆9相连的自行走车10底面与下一级大型模块72顶面平齐，转运装置前移，至与该排爬杆9相连的自行走车10支撑在下一级大型模块72的顶面，
69.s4：如图5所示，重复步骤s3，直至所有的自行走车10均支撑在下一级大型模块72的顶面；
70.s5：如图6和图10所示，在下一级大型模块72和上一级大型模块71之间设置顶升机构，具体地，在上一级大型模块71底面垂直于支撑平台1平移方向的一端和下一级大型模块72之间设置第一顶升机构14，在上一级大型模块71底面垂直于支撑平台1平移方向的另一端和下一级大型模块72之间设置第二顶升机构15，在上一级大型模块71底面沿支撑平台1平移方向的一端和下一级大型模块72之间设置第三顶升机构12，在上一级大型模块71底面沿支撑平台1平移方向的另一端和下一级大型模块72之间设置第四顶升机构13，使得上一级大型模块71被平稳顶升至脱离支撑平台。而后将多个支撑臂5绕各自的铰接点旋转至回收状态，再将爬杆拆除，并将自行走车10与支撑平台相连；
71.s6：如图7所示，转运装置后移，至转运装置后退方向上第一排未下降的自行走车10悬空，将爬杆9穿过支撑平台1后与悬空的自行走车10相连，并解除悬空的自行走车10与支撑平台1的连接，下放爬杆9，至与其相连的自行走车10着地，
72.s7：重复步骤s6，直至所有的自行走车10均着地，转运装置继续后移至支撑平台1从上下两级大型模块之间移除，如图8所示，
73.s8：如图9所示，各顶升机构回缩至下一级大型模块72和/或上一级大型模块71内，以使上一级大型模块71支撑在下一级大型模块72上。
74.具体地，由于上一级大型模块71在浇筑前为框架结构，可通过对其进行适应性设计，在其底面设计能够容置回缩后的顶升机构的容置槽，且在其顶面设计与上述容置槽连通的回收通道，从而顶升机构能够经所述回收通道送入容置槽中，或从容置槽中经该回收通道移出。
75.本实施例中，支撑平台底面的前缘设有搭接座11，步骤s3之前还包括：转运装置前移，至搭接座11伸入下一级大型模块72的上部空间，将支撑于下一级大型模块72上且位于搭接座11下方的搭接车16与搭接座11可拆卸相连。
76.通过搭接车16将转运装置的前端支撑在下一级大型模块72上，可防止第一排移动机构提升后转运装置发生倾倒，且在第一排移动机构提升后，搭接车还用于驱动引导转运装置在下一级大型模块上72前移。
77.本实施例中，
78.攀爬驱动部包括多个伸缩缸8，多个伸缩缸8呈环向间隔分布在爬杆9周围，伸缩缸8与支撑平台1固连，且为支撑平台1提供支撑动力，
79.伸缩缸8重复其固定部和伸缩部之一与爬杆9相连，另一与爬杆9解除连接-伸缩缸8伸缩-其固定部和伸缩部之一与爬杆9解除连接，另一与爬杆9相连-伸缩缸8复位的动作顺序，以使支撑平台1相对爬杆9升降，或使爬杆9相对支撑平台1升降。
80.本实施例中，伸缩缸8的伸缩部位于其固定部的下方，上述攀爬机构实现支撑平台1相对爬杆9上升的过程如下：固定部与爬杆9相连，伸缩部与爬杆9解除连接-伸缩缸8回缩-固定部与爬杆9解除连接，伸缩部与爬杆9相连-伸缩缸8伸长，以此类推，从而实现支撑平台1在相对爬杆9的上升。
81.攀爬机构实现支撑平台1相对爬杆9下降的过程与上述上升过程相反，在此不再赘述。
82.上述攀爬机构实现某一排的爬杆9相对支撑平台1上升或下降的过程，与其实现支撑平台1相对爬杆9上升或下降的过程相同，在此不再赘述。
83.本实施例中，伸缩缸8的固定部和伸缩部均通过咬齿与爬杆9相连。
84.本实施例中，
85.支撑平台1中设有安置孔3和贯穿孔2，贯穿孔2与安置孔3同轴设置且贯穿支撑平台1的上下表面，贯穿孔2与爬杆9匹配，爬杆9经贯穿孔2贯穿支撑平台1，攀爬驱动部位于安置孔3中。
86.应用于超级模块化方法的“顶升-平移”系统首先要解决的是“顶升-平移”平台的设计。“顶升-平移”平台设计需要解决以下三个问题：1)承载能力要求高：以反应堆厂房分段模块为例，直径超过40米，高度超过20米，重达3000吨以上；2)载荷分布不均-以反应堆厂房分段模块为例，钢制安全壳和屏蔽厂房为圆形并且互不相连，载荷分布不均；3)“进入-撤出”流程复杂-单个超级模块分段在模块工厂建造完成后需要将“顶升-平移”平台移动至模块下部并由平台自身支撑模块重量，同时，平台托举模块移动至预定位置以后还需要撤出平台，也就是说，平台需要能够在承受模块重量的条件下实现纵向和横向平移。
87.进行核电厂大型分段模块顶升-平移操作时，多个支撑平台1在攀爬机构的同步托举下将核电厂大型模块7运输至预定位置，在大型模块支撑点安装多台千斤顶并由千斤顶支撑整个模块7的重量，为支撑平台1的撤出提供条件。此时，由于大型模块已经由千斤顶支撑，支撑平台1上的支撑臂5可以通过铰链4收回折叠，待所有支撑臂5折叠收回之后，箱梁式结构平台在自行走车10的承载下沿着轨道6撤出。
88.本发明提出上述转运装置，能够将核电厂大型模块的吊装就位方式转变成顶升平移就位方式，这样能够突破起重机起吊能力对模块规模和重量的限制，显著提升核电厂单个模块的规模和完成度，进而提升核电厂模块化设计建造水平，显著降低核电厂建造周期，提升经济性。
89.实施例2
90.如图3所示，本实施例提供一种展臂式大型模块转运系统，包括实施例1的展臂式大型模块转运装置，以及顶升机构。
91.顶升机构包括第一顶升机构14、第二顶升机构15、第三顶升机构12和第四顶升机构13，
92.第一顶升机构14用于支撑于大型模块7底面垂直于支撑平台1平移方向的一端和目的地之间，第二顶升机构15用于支撑于大型模块7底面垂直于支撑平台1平移方向的另一
端和目的地之间。
93.第三顶升机构12用于支撑于大型模块7底面沿支撑平台1平移方向的一端和目的地之间，第四顶升机构13用于支撑于大型模块7底面沿支撑平台1平移方向的另一端和目的地之间。
94.各顶升机构同时工作时，上一级大型模块被平稳顶升至脱离支撑平台，从而待所有支撑臂5折叠收回之后，转运装置可以从目的地和大型模块之间撤出。
95.本实施例中，还包括轨道6，轨道6与转运单元对应，转运单元的自行走车10滑设于相应的轨道6上。
96.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。