CN113371581B - 一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，步骤1：对GIL垂直段管道附件进行固定或拆除；步骤2：安装管道提升工装提拉GIL垂直段管道，解除GIL垂直段管道重力压缩状态；步骤3：从下向上单节切割GIL垂直段管道；步骤4：运用滑轨小车工装将切割下的单节GIL管道从切割平台吊转至平洞层；步骤5：采用垂直转水平工装将单节GIL管道转运到指定位置；步骤6：采用从上向下的方式回装焊接新GIL管道；步骤7：恢复GIL垂直段管道附件设备。对全面掌握GIL管道分解检修技术，实现GIL故障快速检修，具有重大推动作用。对恢复电力通道供应，减少发电损失，保障电网的稳定运行，具有重大意义。

Description

一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法

技术领域

本发明涉及超高压GIL设备检修技术领域，特别是涉及一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法。

背景技术

GIL全称为气体绝缘金属封闭输电线路(Gas Insulated Transmission Lines)，500kV的GIL是一种采用SF6气体绝缘、外壳与导体同轴布置的高电压、大电流电力传输设备。GIL设备具有传输容量大、使用寿命长、单位损耗低、受环境影响小、占地空间小，运行可靠高等特点。

GIL的外壳和导体均采用铝合金材质，充入纯SF6气体。整条GIL由竖井内的垂直段和水平隧洞内及出线场的水平段组成。大型水电站的单个竖井垂直段达到两百多米左右，一般将竖井垂直段设计成两个气体隔室，水平段设计成一个气体隔室。每个气体隔室的最大长度不超过134米，每个气体隔室大约由10节GIL管节焊接组成，GIL标准段通管长度为11.5米。

焊接型GIL管道在制作安装过程中把关不严，管道内部存留的杂质会落在绝缘盆子上，造成表面放电闪络、烧损盆子，导致SF6气体分解，致使整个气室受污染，就需要对垂直段气体隔室进行吊装更换。GIL垂直段管道具有作业空间狭小、单个气体隔室高度落差大、管道壁薄易拉变形等难点，致使GIL垂直段管道在检修更换过程中吊装操作难度大，不易控制。为简单高效地完成GIL垂直段管道的吊装检修工作，本发明提出了一种500kV焊接型GIL管道垂直段吊装检修工法。

发明内容

针对焊接型GIL垂直段管道吊装检修所述难点，本发明提出了一种500kV焊接型GIL管道垂直段吊装检修工法。它主要包括在工作现场运用管道提升工装、从下向上单节切割吊装、运用轨道小车从切割平台转运到平洞层，垂直转水平的吊装等操作步骤。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，主要包括如下步骤：

步骤1：对GIL垂直段管道附件进行固定或拆除；

步骤2：安装管道提拉工装提拉GIL垂直段管道，解除GIL垂直段管道重力压缩状态；

步骤3：从下向上单节切割GIL垂直段管道；

步骤4：运用滑轨小车工装将切割下的单节GIL管道从切割平台吊转至平洞层；

步骤5：采用垂直转水平工装将单节GIL管道转运到指定位置；

步骤6：采用从上向下的方式回装焊接新GIL管道；

步骤7：恢复GIL垂直段管道附件设备。

对出线场空气/SF6套管钢支架进行固定，对出线场水平段管道和上平洞内水平段管道的滑动导向支撑及伸缩节进行固定，并做好标记，防止弯头模块拆除后出线场水平段管道发生位移；拆除管道上部的弯头模块，用单节标准段管道模拟起吊，拆除影响阻碍管道起吊的竖井底部固定点支撑平台及辅助支撑平台上的相应钢梁及钢格栅、电缆桥架。

将电子秤和手拉葫芦安装在桥机吊钩上，在待拆除的GIL垂直段管道上端安装管道提拉工装，将管道提拉工装悬挂在手拉葫芦上，在GIL垂直段管道下方的滑动导向支撑上做标记，用手拉葫芦逐步缓慢提拉GIL垂直段管道，每提拉1到2吨的重量时，暂停一段时间，待管道提升变形稳定后再开始下次提拉，一直提拉到整个GIL垂直段管道达到其自重时停止；要求全程关注电子秤，通过电子秤读数能够判断GIL垂直段管道受力情况，防止在拉伸过程中损伤管道，时刻观察滑动导向支撑标记移位情况，要求管道提升距离不超过10mm；

待管道形变稳定后，拆除滑动抱箍和滑动导向支撑，滑动导向支撑拆除顺序：先拆除其余层的支撑再拆除最下端的支撑，为防止管道第一刀切割后上方管道受桥机提拉力而突然弹起，最下端滑动导向支撑在管道第一刀切割完成后拆除；

所述管道提拉工装由带360°旋转吊耳的罩式提升法兰，配合垫板使用，来保护管道法兰。

GIL管道采用从下向上的切割拆除原则，依次为调整段管道、单节标准段管道和法兰型管道；将管道环切机架设在调整段管道距下端焊缝中心线上方300mm处进行切割，切割完成后，拆除上段管道固定措施，将上段管道整体提升1.6m，在切口上方管道内装入导体星型安装工具将导体固定牢固，启动桥机将上段管道整体下降11.5m，再将上段管道固定，按相同的切割工艺流程切割剩余管道，在切割过程中时刻观察电子秤，避免在切割过程中因GIL管道受力不足而夹刀，或是GIL管道受力过大在切割后期拉断GIL管道或跳动。

在切割管道平台上安装滑轨运输小车将管道进行临时固定后进行切割，切割完成后，再将上段管道提升300mm，安装导体星型安装工具，用滑轨运输小车将已切割管道平移转运至吊装点下方，在带滑轮的抱箍上安装梯形悬挂工具，将已切割的单节管道缓慢下落至平洞层；

所述滑轨运输小车由栅板移开式滑轨和两侧带滑轮的抱箍组成，抱箍的滑轮在滑轨上行走，实现管道由安装位置移至桥机起吊工位，实现管道起吊转运，管道移开前，栅板平铺便于人员作业，管道移开时，栅板打开便于抱箍抱紧管道在滑轨上移动；

所述梯形悬挂工具由等腰三角形钢支架和铁链组成，作为桥机与管道起吊的衔接工具使用。

在降落至平洞层的管道下端安装垂直转水平工装，推动垂直转水平工装前移，同时慢落桥机吊钩使管道上端缓慢下落至管道运输推车上，待管道水平固定好后，运送到指定位置处存放；

所述垂直转水平工装为带翻转式抱箍的小车，通过翻转式抱箍抱紧管道下端，配合桥机实现管道姿态调整转换。

新GIL管道回装为GIL管道拆除的逆过程，采用从上向下的方式安装，顺序依次为法兰型管道、单节标准段管道和调整段管道；将预组装好的管道调整好方向后，保证有盆子侧为上端，无盆子侧为下端，运至平洞吊装点；在管道有盆子一端安装管道环形运输小车，要求管道环形运输小车的抱箍上沿距管口1.6m，用桥机和梯形悬挂工具将管道有盆子一端吊起，由垂直转水平工装将管道由水平姿态转为垂直姿态，从竖井平洞起吊至切割焊接平台，将管道提升工装安装到管道环形运输小车下方，吊点由管道环形运输小车转至管道提升环，将管道通过滑轨移至安装位置；用桥机将上段管道整体下降至距下段管口300mm处停止，对上方管道进行临时固定；用管道提升工装将管道对接完整，安装管道自动环形焊机进行焊接，管道焊接完成后，用桥机将上段管道整体提升11.5m，开始下一节管道回装焊接流程，最后一节为调整段管道安装。

所述管道提升工装由轮式抱箍和环形轨道组成，桥机吊住上端整体管道，需要焊接的新GIL管道用提升工装调整对接面同轴心对齐，保证焊接缝隙满足焊接要求。

垂直管道焊接完成后，用桥机将管道整体提拉，关注电子秤读数，当提拉力为提拉的垂直段管道重力，再回装管道滑动导向支撑，拆除手拉葫芦和管道提拉工装，连接好管道上部弯头模块，回装固定点及辅助支撑平台钢梁、钢格栅及钢构件，管道吊装完成。

所述导体星型安装工具用于在安装、拆卸、运输GIL管道内部导体时，用于对GIL管道内部导体进行连接或者拆卸，包括位于中心部位的呈剖分式的卡箍，在卡箍的外壁固定有顶紧螺杆，所述卡箍与管道内部导体相配合，并将其夹紧；所述顶紧螺杆的另一端支撑在GIL管道内壁上。

本发明有如下有益效果：

本发明公布了一种GIL垂直段管道吊装检修方法。GIL竖井中垂直段单个隔室长度约100m，采用标准段长度为11.5米直径为500mm、厚度6mm的铝合金管道焊接而成。针对作业空间狭小、单个气体隔室高度落差大、管道壁薄易拉变形等难点，运用了管道提拉工装、滑轨小车、管道姿态转换工装多种检修工装，在切割拆解和回装焊接过程中完成GIL垂直段管道的吊装转运工作，是GIL管道母线分解检修中的重要一环，对全面掌握GIL管道分解检修技术，实现GIL故障快速检修，具有重大推动作用。对恢复电力通道供应，减少发电损失，保障电网的稳定运行，具有重要意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明GIL垂直段管道吊装检修流程图。

图2为本发明GIL管道输电线路结构图。

图3（a）（b）（c）（d）为本发明GIL管道吊装示意图。

图4为本发明GIL垂直段管道提拉和电子秤安装图。

图5为本发明GIL管道滑轨小车图。

图6为本发明GIL管道垂直转水平工装图。

图7为本发明GIL管道垂直焊接对接示意图。

图8为本发明导体星型安装工具结构图。

图中：1GIL垂直段管道、2弯头模块、3上平洞内水平段管道、4出线场水平段管道、5桥机、6管道提拉工装、7法兰型管道、8单节标准段管道、9调整段管道、10切割焊接平台、11检修人员、12梯形悬挂工具、13垂直转水平工装、14电子秤、15手拉葫芦、16抱箍、17滑轮、18滑轨、19栅栏、20单节GIL管道、21管道运输推车、22管道提升工装、23导体星型安装工具、24顶紧螺杆、25卡箍。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

参见图1-8，一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，主要包括如下步骤：

步骤1：对GIL垂直段管道附件进行固定或拆除；

步骤2：安装管道提拉工装6提拉GIL垂直段管道1，解除GIL垂直段管道1重力压缩状态；

步骤3：从下向上单节切割GIL垂直段管道1；

步骤4：运用滑轨小车工装将切割下的单节GIL管道20从切割平台吊转至平洞层；

步骤5：采用垂直转水平工装13将单节GIL管道20转运到指定位置；

步骤6：采用从上向下的方式回装焊接新GIL管道；

步骤7：恢复GIL垂直段管道附件设备。

优选的，所述步骤1具体操作为：

对出线场空气/SF6套管钢支架进行固定，对出线场水平段管道4和上平洞内水平段管道3的滑动导向支撑及伸缩节进行固定，并做好标记，防止弯头模块2拆除后出线场水平段管道4发生位移；拆除管道上部的弯头模块2，用单节标准段管道8模拟起吊，拆除影响阻碍管道起吊的竖井底部固定点支撑平台及辅助支撑平台上的相应钢梁及钢格栅、电缆桥架。

优选的，所述步骤2的具体操作为：

将电子秤14和手拉葫芦15安装在桥机吊钩上，在待拆除的GIL垂直段管道1上端安装管道提拉工装6，将管道提拉工装6悬挂在手拉葫芦15上，在GIL垂直段管道1下方的滑动导向支撑上做标记，用手拉葫芦15逐步缓慢提拉GIL垂直段管道1，每提拉1到2吨的重量时，暂停一段时间，待管道提升变形稳定后再开始下次提拉，一直提拉到整个GIL垂直段管道1达到其自重时停止；要求全程关注电子秤14，通过电子秤14读数能够判断GIL垂直段管道1受力情况，防止在拉伸过程中损伤管道，时刻观察滑动导向支撑标记移位情况，要求管道提升距离不超过10mm。

进一步的，待管道形变稳定后，拆除滑动抱箍和滑动导向支撑，滑动导向支撑拆除顺序：先拆除其余层的支撑再拆除最下端的支撑，为防止管道第一刀切割后上方管道受桥机提拉力而突然弹起，最下端滑动导向支撑在管道第一刀切割完成后拆除。

进一步的，所述管道提拉工装6由带360°旋转吊耳的罩式提升法兰，配合垫板使用，来保护管道法兰。

优选的，所述步骤3的具体操作为：

如图4所示，GIL管道采用从下向上的切割拆除原则，依次为调整段管道9、单节标准段管道8和法兰型管道7；将管道环切机架设在调整段管道9距下端焊缝中心线上方300mm处进行切割，切割完成后，拆除上段管道固定措施，将上段管道整体提升1.6m，在切口上方管道内装入导体星型安装工具将导体固定牢固，启动桥机5将上段管道整体下降11.5m，再将上段管道固定，按相同的切割工艺流程切割剩余管道，在切割过程中时刻观察电子秤14，避免在切割过程中因GIL管道受力不足而夹刀，或是GIL管道受力过大在切割后期拉断GIL管道或跳动。

优选的，所述步骤4的具体操作为：

如图5所示，在切割管道平台上安装滑轨运输小车将管道进行临时固定后进行切割，切割完成后，再将上段管道提升300mm，安装导体星型安装工具，用滑轨运输小车将已切割管道平移转运至吊装点下方，在带滑轮的抱箍16上安装梯形悬挂工具12，将已切割的单节管道缓慢下落至平洞层；

进一步的，所述滑轨运输小车由栅板移开式滑轨18和两侧带滑轮17的抱箍16组成，抱箍16的滑轮17在滑轨18上行走，实现管道由安装位置移至桥机起吊工位，实现管道起吊转运，管道移开前，栅板19平铺便于人员作业，管道移开时，栅板19打开便于抱箍16抱紧管道在滑轨18上移动；

进一步的，所述梯形悬挂工具12由等腰三角形钢支架和铁链组成，作为桥机5与管道起吊的衔接工具使用。

优选的，所述步骤5的具体操作为：

在降落至平洞层的管道下端安装垂直转水平工装13，推动垂直转水平工装13前移，同时慢落桥机5吊钩使管道上端缓慢下落至管道运输推车21上，待管道水平固定好后，运送到指定位置处存放；

进一步的，所述垂直转水平工装13为带翻转式抱箍的小车，通过翻转式抱箍抱紧管道下端，配合桥机实现管道姿态调整转换。

优选的，所述步骤6的具体操作为：

新GIL管道回装为GIL管道拆除的逆过程，采用从上向下的方式安装，顺序依次为法兰型管道7、单节标准段管道8和调整段管道9；将预组装好的管道调整好方向后，保证有盆子侧为上端，无盆子侧为下端，运至平洞吊装点；在管道有盆子一端安装管道环形运输小车，要求管道环形运输小车的抱箍上沿距管口1.6m，用桥机5和梯形悬挂工具12将管道有盆子一端吊起，由垂直转水平工装13将管道由水平姿态转为垂直姿态，从竖井平洞起吊至切割焊接平台10，将管道提升工装22安装到管道环形运输小车下方，吊点由管道环形运输小车转至管道提升环，将管道通过滑轨移至安装位置；用桥机5将上段管道整体下降至距下段管口300mm处停止，对上方管道进行临时固定；用管道提升工装22将管道对接完整，安装管道自动环形焊机进行焊接，管道焊接完成后，用桥机将上段管道整体提升11.5m，开始下一节管道回装焊接流程，最后一节为调整段管道9安装。

进一步的，所述管道提升工装22由轮式抱箍和环形轨道组成，桥机吊住上端整体管道，需要焊接的新GIL管道用提升工装调整对接面同轴心对齐，保证焊接缝隙满足焊接要求。

优选的，所述步骤7的具体操作为：

垂直管道焊接完成后，用桥机5将管道整体提拉，关注电子秤14读数，当提拉力为提拉的垂直段管道重力，再回装管道滑动导向支撑，拆除手拉葫芦15和管道提拉工装6，连接好管道上部弯头模块2，回装固定点及辅助支撑平台钢梁、钢格栅及钢构件，管道吊装完成。

优选的，所述导体星型安装工具23用于在安装、拆卸、运输GIL管道内部导体时，用于对GIL管道内部导体进行连接或者拆卸，包括位于中心部位的呈剖分式的卡箍25，在卡箍25的外壁固定有顶紧螺杆24，所述卡箍与管道内部导体相配合，并将其夹紧；所述顶紧螺杆的另一端支撑在GIL管道内壁上。

Claims (6)

1.一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：对GIL垂直段管道附件进行固定或拆除；

步骤2：安装管道提拉工装（6）提拉GIL垂直段管道（1），解除GIL垂直段管道（1）重力压缩状态；

步骤3：从下向上单节切割GIL垂直段管道（1）；

步骤4：运用滑轨小车工装将切割下的单节GIL管道（20）从切割平台吊转至平洞层；

步骤5：采用垂直转水平工装（13）将单节GIL管道（20）转运到指定位置；

步骤6：采用从上向下的方式回装焊接新GIL管道；

步骤7：恢复GIL垂直段管道附件设备；

所述步骤2的具体操作为：

将电子秤（14）和手拉葫芦（15）安装在桥机吊钩上，在待拆除的GIL垂直段管道（1）上端安装管道提拉工装（6），将管道提拉工装（6）悬挂在手拉葫芦（15）上，在GIL垂直段管道（1）下方的滑动导向支撑上做标记，用手拉葫芦（15）逐步缓慢提拉GIL垂直段管道（1），每提拉1到2吨的重量时，暂停一段时间，待管道提升变形稳定后再开始下次提拉，一直提拉到整个GIL垂直段管道（1）达到其自重时停止；要求全程关注电子秤（14），通过电子秤（14）读数能够判断GIL垂直段管道（1）受力情况，防止在拉伸过程中损伤管道，时刻观察滑动导向支撑标记移位情况，要求管道提升距离不超过10mm；

待管道形变稳定后，拆除滑动抱箍和滑动导向支撑，滑动导向支撑拆除顺序：先拆除其余层的支撑再拆除最下端的支撑，为防止管道第一刀切割后上方管道受桥机提拉力而突然弹起，最下端滑动导向支撑在管道第一刀切割完成后拆除；

所述管道提拉工装（6）由带360°旋转吊耳的罩式提升法兰，配合垫板使用，来保护管道法兰；

所述步骤3的具体操作为：

GIL管道采用从下向上的切割拆除原则，依次为调整段管道（9）、单节标准段管道（8）和法兰型管道（7）；将管道环切机架设在调整段管道（9）距下端焊缝中心线上方300mm处进行切割，切割完成后，拆除上段管道固定措施，将上段管道整体提升1.6m，在切口上方管道内装入导体星型安装工具将导体固定牢固，启动桥机（5）将上段管道整体下降11.5m，再将上段管道固定，按相同的切割工艺流程切割剩余管道，在切割过程中时刻观察电子秤（14），避免在切割过程中因GIL管道受力不足而夹刀，或是GIL管道受力过大在切割后期拉断GIL管道或跳动；

所述步骤6的具体操作为：

新GIL管道回装为GIL管道拆除的逆过程，采用从上向下的方式安装，顺序依次为法兰型管道（7）、单节标准段管道（8）和调整段管道（9）；将预组装好的管道调整好方向后，保证有盆子侧为上端，无盆子侧为下端，运至平洞吊装点；在管道有盆子一端安装管道环形运输小车，要求管道环形运输小车的抱箍上沿距管口1.6m，用桥机（5）和梯形悬挂工具（12）将管道有盆子一端吊起，由垂直转水平工装（13）将管道由水平姿态转为垂直姿态，从竖井平洞起吊至切割焊接平台（10），将管道提升工装（22）安装到管道环形运输小车下方，吊点由管道环形运输小车转至管道提升环，将管道通过滑轨移至安装位置；用桥机（5）将上段管道整体下降至距下段管口300mm处停止，对上方管道进行临时固定；用管道提升工装（22）将管道对接完整，安装管道自动环形焊机进行焊接，管道焊接完成后，用桥机将上段管道整体提升11.5m，开始下一节管道回装焊接流程，最后一节为调整段管道（9）安装；

所述管道提升工装（22）由轮式抱箍和环形轨道组成，桥机吊住上端整体管道，需要焊接的新GIL管道用提升工装调整对接面同轴心对齐，保证焊接缝隙满足焊接要求。

2.根据权利要求1所述的一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，其特征在于，所述步骤1的具体操作为：对出线场空气/SF6套管钢支架进行固定，对出线场水平段管道（4）和上平洞内水平段管道（3）的滑动导向支撑及伸缩节进行固定，并做好标记，防止弯头模块（2）拆除后出线场水平段管道（4）发生位移；拆除管道上部的弯头模块（2），用单节标准段管道（8）模拟起吊，拆除影响阻碍管道起吊的竖井底部固定点支撑平台及辅助支撑平台上的相应钢梁及钢格栅、电缆桥架。

3.根据权利要求1所述的一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，其特征在于，所述步骤4的具体操作为：

在切割管道平台上安装滑轨运输小车将管道进行临时固定后进行切割，切割完成后，再将上段管道提升300mm，安装导体星型安装工具，用滑轨运输小车将已切割管道平移转运至吊装点下方，在带滑轮的抱箍（16）上安装梯形悬挂工具（12），将已切割的单节管道缓慢下落至平洞层；

所述滑轨运输小车由栅板移开式滑轨（18）和两侧带滑轮（17）的抱箍（16）组成，抱箍（16）的滑轮（17）在滑轨（18）上行走，实现管道由安装位置移至桥机起吊工位，实现管道起吊转运，管道移开前，栅板（19）平铺便于人员作业，管道移开时，栅板（19）打开便于抱箍（16）抱紧管道在滑轨（18）上移动；

所述梯形悬挂工具（12）由等腰三角形钢支架和铁链组成，作为桥机（5）与管道起吊的衔接工具使用。

4.根据权利要求1所述的一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，其特征在于，所述步骤5的具体操作为：

在降落至平洞层的管道下端安装垂直转水平工装（13），推动垂直转水平工装（13）前移，同时慢落桥机（5）吊钩使管道上端缓慢下落至管道运输推车（21）上，待管道水平固定好后，运送到指定位置处存放；

所述垂直转水平工装（13）为带翻转式抱箍的小车，通过翻转式抱箍抱紧管道下端，配合桥机实现管道姿态调整转换。

5.根据权利要求1所述的一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，其特征在于，所述步骤7的具体操作为：

垂直管道焊接完成后，用桥机（5）将管道整体提拉，关注电子秤（14）读数，当提拉力为提拉的垂直段管道重力，再回装管道滑动导向支撑，拆除手拉葫芦（15）和管道提拉工装（6），连接好管道上部弯头模块（2），回装固定点及辅助支撑平台钢梁、钢格栅及钢构件，管道吊装完成。

6.根据权利要求1或3所述的一种500kV焊接型GIL垂直段管道吊装检修方法，其特征在于，所述导体星型安装工具（23）用于在安装、拆卸、运输GIL管道内部导体时，用于对GIL管道内部导体进行连接或者拆卸，包括位于中心部位的呈剖分式的卡箍（25），在卡箍（25）的外壁固定有顶紧螺杆（24），所述卡箍与管道内部导体相配合，并将其夹紧；所述顶紧螺杆（24）的另一端支撑在GIL管道内壁上。

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