中国交通报:型自航绞吸船“天鲲号”顺利下水,真正实现了设计、研发、制造全周期的“中国化”——金石为开“天鲲”展翼入海

发布时间:2018-02-28 来源:中国交通报 分享:

不久前,亚洲最大的重型自航绞吸船“天鲲号”顺利下水。它是完全由我国自主设计研发制造的首艘重型绞吸挖泥船,真正实现了设计、研发、制造全周期的“中国化”,代表着中国疏浚船舶工业制造的最高水平。

离岸工程迫切需要疏浚大船

近年来,更多的离岸工程延伸到远海与深海,对疏浚装备提出了更高要求。“天鲲号”正是在这一背景下,于2011年,经工信部和财政部研究立项,由中交天航局牵头中国船舶工业集团第708研究所、上海振华重工等单位联合开展课题攻关,历时5年设计研发,2016年年初正式开始建造。

“总长140米、宽近30米、最大挖深35米、总装机功率25000多千瓦、设计每小时挖泥6000多立方米,相当于一周可以吹填一个水立方的体积,绞刀功率6600千瓦、吹填距离可达15公里……’:中交疏浚天航局副总工程师、“天鲲号”监造组组长王健说,“天鲲号”的每一项数据都是世界顶尖水半。

2003年以前,大型绞吸船的整船设计、关键设备及核心技术还主要集中在欧洲,对进口船舶的长期依赖,直接导致了我国疏浚装备研发制造领域技术人员匮乏、技术资料紧缺、技术积累薄弱,严重限制了我国疏浚业整体发展。”中交疏浚天航局总I程师顾明动情地说:“早日实现疏浚装备国产化是几代中交疏浚人的夙愿。”

建造难度不亚于航母

立项后,天航局联合参研单位,组织200多名专业人员组成强大的设计研发队伍,并按照船体、轮机和电气等不同系统,细分了11项子课题进行专项攻关。

“天鲲号”设计方案研制完成后,建造工作紧接着提上日程。在国内,工程船舶的建造周期通常是一年,监造配员人数一般为89人,而“天鲲号”的建造周期已远超一年,配员人数则达到了16人。天航局技术中心副主任丁树友说:“‘天鲲号’核心装备的建造难度不亚于国产航母!”

负责船体监造的孔凡震是最早进入监造组的一位成员,他对建造的难点印象深刻——从初步设计到技术规格书制定,再到生产设计,整个过程的每一步都充满艰辛,同时,桥架双耳轴设计、油缸可倾倒设计、全电驱设计、柔性台车系统等一系列的科技创新,也对船舶建造提出了更高更精密的要求。

“最难的是建造过程无法在实验环境下进行模拟,只能在实际生产过程中步步推进。”孔凡震回忆说,为了统筹建造过程,监造组细分为船体监造组、轮机监造组和电气监造组,各组互相密切配合。有一次,设计中桥架耳轴的材料,寻遍了国内各大供应商,最终都没能找到。他们马上联台设计单位和船厂召开协调会,经过了三天三夜的分析论证,才终于确定了可行的替代材料。

建造过程中,监造组发现原I设计的绞刀电机一旦达到最大挖深,绞刀电机会处于大幅度倾斜角,无法正常运转甚至严重损坏造价昂贵的绞刀,经反复试验,监造组以加装止推轴承的方式对其进行了优化,实现了“天鲲号”的挖掘深度亚洲第一、世界领先。

世界首创“双定位”系统

虽然与传统的货运船只相比挖泥船的体量并不大,但由于各种精密装备非常集中,其制造难度呈几何级上升。“这是我们建造过的水平最高、难度最大的一条挖泥船。”船舶制造方、振华重工启东公司副总经理陈新华说。

据了解,“天鲲号”的最大特点是:可以在深海与远海抗击更强的台风和海浪,同时其超大功率的绞刀可以挖掘高强度的岩石、礁石,这些功能在全世界都很少见。正因为有了这些功能,该船投产之后,可实现我国挖泥船在深海长时间、持续性地施工。“适应恶劣海况的能力全球最强。”王健说。

该船所首创的“双定位”系统——钢桩定位和三缆定位,是其在远海海域施工、提高工作效率的有力保障,这一点世界上还没有其它船舶能够做到。

钢桩定位为常规定位,是指主要依靠两根长50多米、直径2.2米、重达180吨的将制钢桩进行作业在深海作业时,其中一根插入海底,实现船舶固定,另一根则在需要移动时帮助船舶“迈步行走”。这两根巨型钢桩,就是船舶的“定海神针”。该钢桩的设计采用了国际上最先进的柔性系统,能够有效抗击高强度台风对钢桩的冲击,避免钢桩被强风浪打断。三缆定位系统是“天鲲号”所独有,可以在钢桩无力抗击台风时,帮助稳定船只,以实现继续作业或安全停靠目的。

他们耗费了整整一年时间来吃透柔性钢桩的技术要领。同时,考虑到船体结构较“天鲸号”出现了重大改变,传统的三缆定位系统技术在“天鲲号”的设计中难以适用,研发团队经过三个月反复论证,创造性地实现了三缆定位系统的合理布设,并结合柔性钢桩系统,使“天鲲号”成功拥有了全球最强的恶劣海况适应能力。此外,研发团队将疏浚三维土质建模与显示、实时潮位推算、能效管理、大数据分析和智能自动挖泥控制等前沿技术融入“天鲲号”,实现了绞吸船自动化技术的升级换代,形成了国际领先的新型自航绞吸挖泥船智能集成控制系统。

 此外,“天鲲号”采用了全电力驱动,可以挖掘坚硬的岩石、礁石甚至珊瑚礁;同时其另外一个核心部件——有着挖泥船“心脏”之称的泥泵输送能力也非常惊人,可将海底泥沙、岩石碎决吹到15公里以外,实现远距离造岛,且吹送距离也创造了世界第一。

据了解,在经历一系列设备调试之后,该船将于6月份正式投产。

(文章来源2018-02-27,《中国交通报》0005版 记者 孙喜保 何振男