一种储罐顶梁框架结构以及天然气储罐的制作方法

本发明涉及天然气储罐结构，特别涉及一种储罐顶梁框架结构以及天然气储罐。

背景技术：

1、lng储罐内部存储大量超低温液化天然气，其结构稳定性在建设和运营阶段至关重要，直接影响接收站和周围环境的安全。储罐穹顶直径接近100m，内部无支撑，整个穹顶钢筋混凝土结构重量超过一万吨，故施工阶段模板的安全稳定至关重要。顶梁框架结构的上部焊接顶衬板，经气顶升升高近50m与抗压圈抗压环固定，随后在内部保压的条件下顶部分环或分层浇筑混凝土，整个施工过程受荷载工况复杂，受力变形状态难以分析和模拟，目前针对lng储罐顶梁框架结构健康状态的感知手段和工程化应用较少，无法实现智能化感知，难以提供实测数据用于判断结构状态，对保证结构安全带来巨大的挑战。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明提供一种储罐顶梁框架结构以及天然气储罐，在顶梁框架结构的内部绕设光纤传感器，并引出数据输出端，后续外接数据输出端能够通过内部的光纤传感器，实现顶梁框架结构全生命周期高效可行的结构状态监测，支持储罐安全可靠运行。

2、为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

3、一种储罐顶梁框架结构，包括框架梁以及光纤传感器绕线组；

4、所述框架梁整体呈平板状设置或弧形板状设置；

5、所述光纤传感器绕线组设置在所述框架梁上，所述光纤传感器绕线组包括环形光纤，所述环形光纤设置有若干段且相互间电性连接，所述环形光纤呈同心圆式逐渐向外扩展分布；所述光纤传感器绕线组具有数据输出端。

6、在其中一个实施例中，所述框架梁包括：

7、中心环；

8、环向梁，所述环向梁与所述中心环同轴式设置，所述环向梁设置有多段，且多段所述环向梁呈间隔向外扩展式设置；以及

9、径向梁，所述径向梁沿所述环向梁的径向间隔分布，所述径向梁设置有多段，所述径向梁的一端均与所述中心环连接，另一端向外放射式设置。

10、在其中一个实施例中，所述环形光纤与所述中心环同轴式设置。

11、在其中一个实施例中，所述光纤传感器绕线组还包括驳接光纤，所述环形光纤通过所述驳接光纤相互电性连接。

12、在其中一个实施例中，所述光纤传感器绕线组还包括径向光纤，所述径向光纤沿所述环形光纤的径向间隔分布。

13、在其中一个实施例中，所述径向光纤的一端均与所述中心环连接，另一端向外放射式设置。

14、在其中一个实施例中，所述径向光纤沿所述环形光纤的周向均匀分布。

15、在其中一个实施例中，所述径向光纤与所述环形光纤相互电性连接，并汇合形成一个所述数据输出端。

16、在其中一个实施例中，所述光纤传感器绕线组中的光纤传感器外部均包裹设置有保护层。

17、本发明还提供了一种天然气储罐，包括上述方案所述的储罐顶梁框架结构。

18、本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

19、与天然气储罐中现有的顶梁框架结构相对比，本顶梁框架结构在建造阶段时，在框架梁的内部布置光纤传感器，并引出数据输出端，最后再进行混凝土的浇筑施工，故实际使用储罐时，通过将光纤传感器绕线组的数据输出端接入到采集仪4中，随后即可对顶梁框架结构整体的内部结构进行实时的监测，得出结构应变、应力和温度等状态参数，得到的监测数据能够定量评估，为制定lng储罐运营策略提供支持。另外，在混凝土的浇筑工作过程中，通过外接数据输出端还能够在混凝土浇筑施工阶段感知整个结构温度变化情况，分析水化热演变规律，与现有技术相对比，内置光纤传感器绕线组的设置，能够实现顶梁框架结构全生命周期高效可行的结构状态监测，支持储罐安全可靠运行，具有较大的实用性。

技术特征：

1.一种储罐顶梁框架结构，其特征在于，包括框架梁以及光纤传感器绕线组；

2.根据权利要求1所述的储罐顶梁框架结构，其特征在于，所述框架梁包括：

3.根据权利要求2所述的储罐顶梁框架结构，其特征在于，所述环形光纤与所述中心环同轴式设置。

4.根据权利要求2所述的储罐顶梁框架结构，其特征在于，所述光纤传感器绕线组还包括驳接光纤，所述环形光纤通过所述驳接光纤相互电性连接。

5.根据权利要求2所述的储罐顶梁框架结构，其特征在于，所述光纤传感器绕线组还包括径向光纤，所述径向光纤沿所述环形光纤的径向间隔分布。

6.根据权利要求5所述的储罐顶梁框架结构，其特征在于，所述径向光纤的一端均与所述中心环连接，另一端向外放射式设置。

7.根据权利要求5或6所述的储罐顶梁框架结构，其特征在于，所述径向光纤沿所述环形光纤的周向均匀分布。

8.根据权利要求5所述的储罐顶梁框架结构，其特征在于，所述径向光纤与所述环形光纤相互电性连接，并汇合形成一个所述数据输出端。

9.根据权利要求1所述的储罐顶梁框架结构，其特征在于，所述光纤传感器绕线组中的光纤传感器外部均包裹设置有保护层。

10.一种天然气储罐，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的储罐顶梁框架结构。

技术总结
本发明涉及一种储罐顶梁框架结构以及天然气储罐，储罐顶梁框架结构包括框架梁以及光纤传感器绕线组。其中，框架梁整体呈平板状设置或弧形板状设置。光纤传感器绕线组设置在框架梁上，光纤传感器绕线组包括环形光纤，环形光纤设置有若干段且相互间电性连接，环形光纤呈同心圆式逐渐向外扩展分布。光纤传感器绕线组具有数据输出端，且数据输出端整体呈外突设置，以供外部电子设备连接。在顶梁框架结构的内部绕设光纤传感器，并引出数据输出端，后续外接数据输出端能够通过内部的光纤传感器，实现顶梁框架结构全生命周期高效可行的结构状态监测，支持储罐安全可靠运行。

技术研发人员：张超,扬帆,赵铭睿,刘洋,张博超,李宇航,黄欢,夏梦莹,计宁宁,李欣欣,宋玥
受保护的技术使用者：中海石油气电集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16