上海交大研发成功世界最大非自航绞吸挖泥船

2018-12-28 08:44:17
来源:科学网 编辑: 国际船舶网 我有话要说

上海交大研发成功世界最大非自航绞吸挖泥船

“新海旭”的大型绞吸挖泥船

2017年4月,一艘船名为“新海旭”的大型绞吸挖泥船建造完工,它总长138.0米,总装机功率26100千瓦,标准疏浚能力6500立方米/小时,这是上海交大船舶设计团队设计的第56艘大型绞吸挖泥船,也是目前世界上最大的非自航绞吸挖泥船,它的核心设备均实现了国内设计和制造,标志我国的大型绞吸挖泥船的设计、制造、使用形成了完整的技术体系,总装建设和核心设备建造已形成了完整产业链。

12月27日,记者从上海交通大学获悉,由上海交大牵头负责,6家单位共同合作的项目《海上大型绞吸疏浚装备的自主研发与产业化》入选2018年度“中国高等学校十大科技进展”名单。

疏浚航道、吹填造陆、码头建设……在工程建设领域,疏浚一直扮演着举足轻重的角色。

2000年之前,中国的大型挖泥船主要是从国外进口。国外对中国采取严格的技术封锁,仅仅高价向中国出口整船。大型现代化的挖泥船是结构复杂、技术含量高的特种工程船,国际挖泥船市场基本被欧洲少数几个国家垄断。1966年,中交天航局从荷兰引进自航耙吸船“津航浚102”轮时,花费的“天价”可折合4吨黄金。

“核心技术受制于人,就如同在别人的墙基上砌房子,再大再漂亮也可能经不起风雨,甚至会不堪一击”。2002年起,上海交通大学在中交集团、交通运输部长江航道局、中铁建港航局集团和大型疏浚企业支持下,开始了大型绞吸挖泥船设计技术研究及专用疏浚设备开发,从此,“绞吸挖泥船世家”的传奇在不断上演。

当时我国在大型疏浚船方面是一片空白,上海交大科研人员和中交上海航道局技术人员一起实地调研了几乎所有相关的船型,第一步先看别人是怎么造出来的,接下来回来想为什么这么做,然后研究相关的计算方法与机理。他们秉承“做明白的设计”的理念,边学、边做、边改,一步步地解决关键的技术,慢慢地逐步掌握了绞吸疏浚装备的最核心技术,再也不受国外的制约。

2006年,上海交通大学与天津航道局联合开发建成了“天狮”号大型绞吸挖泥船,它是我国首艘自行设计和建造的采用浅水倒桩钢桩台车的大型绞吸挖泥船。

每一艘船的背后,都有一波三折的“造船故事”。2010年,设计建设“天鲸”号的时候,本来用的是德国的设计方案,结果德国的设计方案与当时的国内需求“水土不服”,排水量、结构、主要性能都要动“大手术”,对方却表示“方案没问题,你改你负责”。设计所前任所长谭家华老师带领团队科研人员们经过反复测算,大胆表示“我们改,我们交大负责”!毫不犹豫地按照我方的实际需求修改了船舶设计方案,最后成功设计制造出了这艘我国首艘自航绞吸挖泥船。天鲸号绞吸挖泥船,绞刀功率达4200千瓦,可以挖掘岩石和珊瑚礁,最大挖深30米,总装机功率20020千瓦,成为当时亚洲第一、世界第三的超大型自航绞吸挖泥船。

2018年3月,完全自主知识产权的世界上最大的重型非自航绞吸装备“新海旭”交付使用,随即开赴远海进行“一带一路”港口建设。从“航绞2001”到“新海旭”,我国大型绞吸挖泥船设计建造实力得到突飞猛进的发展,产学研用有机结合,自主创新能力显著提升,多项技术达到世界领先水平。目前,国产疏浚设备装船率超过95%,总造价不足国外同类型船50%,与国外同类产品比,具有性价比高和维修服务便捷等优势。至此,上海交通大学已经成功设计了56艘各种挖泥船,这些船的疏浚量达到全国疏浚总量的60%。

围海造地等大型基建工程,都需要用大型绞吸挖泥船来实现,而上海交通大学研发的系列绞吸船诞生后,这一切变得轻而易举。

坚硬岩石挖掘问题,一直是疏浚行业的世界性难题。针对远海快速成岛等国家战略需求,亟需解决水下“挖得动”和“挖得快”的关键技术难题。上海交大科研团队牵头联合国内各方力量经过多年探索实践,解决了“海底高强度岩礁快速挖掘技术(挖得快)、顺应式钢桩台车定位技术(定的稳)、大通道高效疏浚输送技术(排得远)、多复杂系统优化集成技术(效率高)”4项关键技术问题。

拥有强大的挖掘和输送能力“武装”,上海交大研发的系列海上大型绞吸挖泥船可以在不同海况和海底地质条件下进行作业,既可疏浚坚硬的风化岩或者珊瑚礁,也可疏浚疏松的沙土、黏土和淤泥,无论是哪种作业条件,都可以获得可观的产量。上海交大设计所团队负责人之一杨启教授举例说,如果每天按照16小时工作量来计算,上海交大研制的“新海旭”绞吸挖泥船挖掘细粉沙每天可以疏浚10-12万立方米沙土。“可以想象一下,一条船一天的挖掘、输送量可以把一个足球场堆高约18米。”

2017年5月26日,中国商务部发布2017年第28号公告,为维护国家安全,对大型挖泥船实施出口管制,未经许可任何单位和个人不得对外出口。这则毫不起眼的“小公告”,是中国疏浚设备领域的一个巨大进步。

一直以来,全球挖泥船设计和建造市场被欧洲船厂主导,世界上绝大多数绞吸挖泥船主要集中在欧洲四大疏浚公司。实践证明,只有拥有强大的自主创新能力,才能在激烈的市场竞争中把握先机、赢得发展的主动权。从“全靠进口”到“限制出口”,上海交大联合国内产学研用各单位,带领中国的疏浚设备走出了一条自主创新之路。

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