• 工程简介

    Project Introduction

    2017年11月3日,由该中交天津航道局有限公司投资并联合设计,上海振华启东造船厂建造的6600kW绞刀功率重型自航绞吸船“天鲲号”在启东下水。“天鲲号”融合了当前世界最新科技,各项性能指标均超过现役亚洲第一大自航绞吸挖泥船“天鲸号”。

    “天鲲号”泥泵输送功率达到17000千瓦,为世界最高功率配置;其远程输送能力15000米,为世界之最。

    工程参数

    Engineering parameters

    工程故事

    Engineering story

    总师:天鲲号不是世界最大挖泥船 但绝对最先进

    “天鲲”号3日下水的消息吸引了来自各地的众多媒体,船坞附近的手机网络信号甚至一度堵塞。《环球时报》记者在现场看到,整装待发的“天鲲”号在前一晚就挂上了巨大的庆祝条幅。3日10时30分,一艘牵引船牵引着“天鲲”号从早已注水的船坞内缓缓驶出,驶向宽阔的江面,全程不到10分钟。 在下水的前一天,《环球时报》记者登上已完成陆地建造最后阶段的“天鲲”号。现场工作人员形象地把它称作“毛坯房”,因为一些重要设施,譬如在作业时当作“支点”的钢桩尚未安装,船体线路还未完全铺设完毕。记者在船舱内看到,一些工人正在船员宿舍安装家具。继续沿着窄窄的楼梯上行,就到达了“天鲲”号顶层的驾驶舱,长长的航行操作台还盖着塑料薄膜。航行操作台对面是挖泥操作台,总体布局与“天鲸”号完全一样。 监造组船体工程师孔凡震告诉《环球时报》记者,由于在干船坞内船体受力与日常作业不同,重要设备的安装和调试只能在下水后才能进行。建成后,船长140米、宽27.8米的“天鲲”号将成为亚洲最大、最先进的绞吸挖泥船。 “天鲲”号定位为全电力驱动、双定位系统、全球无限航区的重型自航绞吸挖泥船。记者在采访中了解到,与之前的挖泥船相比,“天鲲”号的性能提升和技术创新点非常多。以挖泥船作业时的“支点”钢桩为例,孔凡震向《环球时报》记者列了对比数据:“天鲸”号的钢桩98吨,而“天鲲”号的重型钢桩则是183吨,几乎翻了一番。以前的钢桩可以扎入海底泥沙来定位,“天鲲”号则能扎入岩石。对于“天鲲”号的挖掘能力,孔凡震形象地介绍说:“如果用‘天鲲’号挖相当于一座水立方的泥沙,功率最大的情况下只要6天半。” “天鲲”号的先进之处还不仅限于施工作业。在甲板上,《环球时报》记者注意到船舱底部和甲板之间有很多圆盘一样的东西。“天鲲”号船长告诉记者,那是主动空气减震装置,能大幅减少和隔绝船舶施工期间的低频振动,保证船员居住生活舒适和设备运转的安全。“施工期间在舱里打开电脑,把鼠标放在桌子上,光标会纹丝不动。” 在码头,一个外国面孔引起《环球时报》记者的注意。他来自比利时,名叫弗朗西斯科,是这里唯一的外方顾问。谈起“天鲲”号,弗朗西斯科很兴奋:“我干这行(指船舶建造)已经16年了,曾在比利时和荷兰的大公司工作过。在来中国之前,我以为中国的项目标准很低,结果发现我错了。有些设备非常复杂,甚至欧洲造船强国都不愿意独自研发,但中国做到了,中国完全可以跟欧洲国家竞争。” 自主研发对中国制造业意味着什么?在2日的记者会上,《环球时报》记者听顾明提到一个细节:“在无法自己造船的年代,国家特批从荷兰换来一艘耙吸船,花了4吨黄金。”顾明说,船舶制造业是技术和资金密集行业,以前想要进口一个泥泵,整条船就都得按照人家的设计来造。“现在‘天鲲’号是自己设计、自己建造,标志着我们国家的关键技术、制造水平都达到了世界先进水平,这是买不来的!”

    “天鲲号”逐梦“国轮国造”,突破西方“高技术禁运”

    江苏启东码头,“天鲲号”正在上海振华启东船厂调试。每小时挖泥6000立方米!这艘亚洲最大、最先进的自航绞吸挖泥船,一周之内就可以在岛礁上搭建起一个“水立方”游泳馆大小的砂石滩。从来,人们经常听到西方发达国家对我国实行所谓“高技术禁运”,而现在“天鲲号”则被列为我国禁止出口商品清单。   20年前,我国还只能设计产量150立方米、200立方米小型挖泥船。“天鲲号”设计主管、中国船舶工业集团公司第七〇八研究所副总工程师费龙说,这些年每当在直接进口与自主创新的十字路口徘徊时,他都坚持选择自主创新,这才有了今天的“天鲲号”。   “国轮国造”,一定不能堵死自主设计这条路   创新,之于船舶设计,尤其艰难。因为,这不仅取决于船舶设计师,首先得船东愿意尝试,还要看船厂能不能根据图纸造出来。   这也是要实现“国轮国造”这简单的四字目标困难之所在!1987年,费龙大学毕业被分配到七〇八所,所里的老专家就将这个梦想植入了他的心底。   当时,国产挖泥船只能用在水利部门,无法胜任交通部门疏浚港口航道的任务,大中型挖泥船几乎全部靠进口。国际疏浚船权威建造商曾断言,中国不具备研制4000立方米以上耙吸挖泥船的能力。   老专家们希望,在费龙这一代船舶设计师手中,局面能够得以扭转。   机会在1998年来临。这一年,长江口深水航道治理工程启动,急需大型耙吸式挖泥船。上海航道局提出“货改耙”的大胆设想,委托七〇八所进行这一国际上史无前例的方案的可行性论证。而立之年的费龙,出任该项目设计主管。仅用十个月,世界上首例“货改耙”——1.2万立方米绞吸式挖泥船“新海象”在中国获得成功!   紧接着,“新海虎”“新海凤”“新海牛”“通途”“通程”等一系列大型疏浚船的设计方案从费龙团队手中诞生。   “要后来居上,就必须绕过领先者的专利篱笆!这也是创新的困难所在。”费龙说。   2013年,费龙带领团队完成工业和信息化部3.8万立方米巨型耙吸挖泥船开发,2016年又攻克用于岛礁建设的5000千瓦绞刀功率大型绞吸挖泥船关键技术。去年11月,“天鲲号”下水,费龙觉得,自主设计能力的提升,已在追逐挖泥船“国轮国造”梦想的道路上迈出了关键一步。   要有敬畏之心,设计不过一年半载,船要用几十年   年过半百的费龙,如果头发不染,就是满头白发了。这20多年,每设计一条船,他都承受着巨大的压力。   设计一条船,不过半年一年,可这条船,一用就是几十年。“设计没有最好,只有更好!”他说,有时候,扶梯倾斜度平缓一些、空间设计紧凑一点,就能为船员航行的每一天带来舒适,给船东带去更高效益。   尽管费龙领衔的设计项目在行业中有口皆碑,但他念念不忘的却是那些曾经的失误:有一艘船刚下水就触底漏水;新船试航时,一个浪打来,就将船艏外板打得变了形……   费龙认为,只要船还在图纸上,就必须尽量根据船东需求,修改得更经济、高效和合理。在为天津航道局设计1.5万立方米挖泥船“通途”时,设计已近收尾阶段,费龙突然接到船东电话,希望加大到1.8万立方米。这一改动意味着挖泥船从大型迈向超大型,船厂的建造周期至少延长半年。2008年船市火热,船厂船位档期难求,这可怎么办?   “这样做,的确明显提升了挖泥船的经济性!”费龙决定,改!不过,为了不影响船厂工期,他想出了在原设计中插入分段、加入浮力舱的办法,既满足了船东的要求,又使整个工期基本保持不变。   七〇八所海洋工程部李志雨是费龙的研究生,他深深感到,老师设计中的每一点滴“神来之笔”,都离不开踏踏实实的研究。同时,及时将造船行业不断更新的标准、规范用到设计中,也是费龙对自己和团队的要求。在设计时多点考虑,多争取到几个船级符号和标志,就可能为船东带来潜在的利润空间。   事情是干出来的!瞄准开拓风电“蓝海”   “国轮国造”并不单纯是争一口气,而牵涉到实实在在的经济利益。最初,国外垄断大型耙吸挖泥船,我国只能整船购买。后来,可以卖设计,但必须强制搭卖相关疏浚设备,价格也高得离谱。当我国具有了设计、建造能力后,价格、售卖条件都有了很大松动。   “我们不能总跟着别人跑!”闯过了这一关,费龙又将眼光放到新兴的船舶市场——海上风电安装设备。   可再生能源中,海上风电资源丰富却技术难度大、安装成本高。“十二五”时期,原本计划发展500万千瓦海上风电装机容量,可由于安装能力不足,只完成了一小部分。   2009年,费龙从欧洲海上风电的快速发展中,感知到了中国未来海上风电安装设备的需求。于是,他向所里提出介入这一领域的建议。当时,海上风电的盈利模式尚不清晰,在第一艘风电安装船的研制过程中,连投资人都失去信心,撤了资。可费龙不泄气,又找来第二个投资人……   终于,“精铟1号”诞生了! 原先,海上风力达到六级时,就无法进行风电设备安装,而现在七八级风的海况下也可以进行作业;原先,每年的海上安装季节只有半年左右,现在则可全年进行。这使得海上风电产品的安装费用下降了近一半!   近两三年,船舶市场低迷,但七〇八所的业绩却逆势上涨,其中就有来自风电海工项目的贡献。如今,该所已占据了国内风电安装海工市场的60%以上。   成绩是干出来的,创新更是闯出来的。去年,在七〇八所,由费龙领衔的海工领域“大师工作室”正式挂牌,他的科研之路也翻开新的一页。

    “天鲲号”造岛神器:匠心磨砺 国之重器

    清晨。长江口。“天鲲号”在淡淡的阳光下,颜色格外鲜艳。   7点,陡峭的登船梯上,传来密集的脚步声,工人们上岗了。   “天鲲号”太不简单。因为它,中国的绞吸式挖泥船建造水平一下提高到了亚洲第一、世界第三,被人称为“造岛神器”。   挖得了泥沙浆   啃得动风化岩   望着水中的“天鲲号”,作为这条船的总体策划者,振华海洋工程集团副总经理奚璐好生感慨:“当时拿下这条船的建造合同,很光荣,很激动。知道建造难点多,但真的造起来,发现难点远比预想的还多。可把兄弟们累坏了。”   “天鲲号”是国内自主研发的一条挖泥船。它功能强大,配置先进,挖泥的绞刀电机有两台,每台功率在3300千瓦,总功率可达6600千瓦。这是什么概念呢?意味着它不仅可以挖泥挖沙,50MPa强度的风化岩石、珊瑚礁挖起来都会很轻松。而且,泥浆最远可以输送到15公里外,一天可以堆出一个足球场的面积。更重要的是,它可以实现全智能化,一个按键下去,就可以自动定位,自动挖泥作业,建造“天鲲号”的振华重工启东海洋工程公司副总陈新华介绍。   “天鲲号”11月3日下水的那一刻,项目经理何银栋的心情说不出的复杂,眼睛都湿润了,“建造的过程太煎熬了”。85后的他,是这条船的项目负责人。他造过许多大船,但这条船却给他从未有过的挑战。“因为比现有的挖泥船功能更强大,配置领先,因而建造也就非常艰难。没有可借鉴的例子,一切都要靠自主摸索前行。”   造的是千钧担   凭的是绣花活   绞吸挖泥船的核心是绞刀,承载它的叫桥架,里面搭载了绞刀以及各种电机设备,总重量达1600吨,放在地上犹如一座山,高度相当于14层楼高。   难以想象的是,将这个1600吨重的桥架嵌入船体,安装间隙只有13毫米。这要求桥架与船体的制作高度精密,几乎就是严丝合缝。但是,船体和桥架都是露天制造的,一面有阳光,一面没有,船体与桥架的材料在温差下是会变形的,如何保证精度在规定的范围之内?   “一个有效的方法,是要找到钢板最稳定的时间段,特别是在高温季节”,生产部部长张立新说,为了找这个时间段,工人们24小时跟踪测量钢板的变化,最后发现晚上某段特定时间钢材的变化最小,最稳定。于是工人们每天工作的时间从深夜开始,持续了两个多月。   质量部副部长李晓波谈到,“天鲲号”共分成96段建设,最后将所有段拼接而成,一般船的建造拼接误差为±4—6毫米,而“天鲲号”的分段误差只有±2毫米,桥架的拼接误差只有±1毫米。这些分段的精度实现,是建造者用一丝不苟的工作态度和严谨作风换来的。   这个庞然大物造完,最终要与船体连接。常规挖泥船桥架与船体的连接处就是一副水平绞合点,而“天鲲号”设计了上下两副水平的绞合点。“‘天鲲号’可挖6.5米到35米深,浅挖时,提升桥架,深挖时,通过桥架转换加大挖深。这个设计理念是前所未有的,但实际建造难度也是呈几何级数增加。目前世界上仅‘天鲲号’具有此功能。” 设计部宋玉甫说。   下的是苦功夫   靠的是使命感   桥架与船体的连接处,共有12个绞点,船体6个,桥架6个。这些独立耳轴点要相对接上并插上轴,才能将船与桥架固定,而轴与连接点的安装空隙是多少呢?3毫米!3个手指甲的厚度。这意味着耳轴与轴孔的总误差不能超过1.5毫米。为实现这一点,耳轴自身的零部件误差不能超过0.03毫米。   “当时,工人们对这样的精度大惑不解,这要求也太高了,太难了。后来,工人们理解了:连接点的轴孔与轴必须严丝合缝,不能产生空隙,否则空隙太大,会产生振动,从而出现轴和套之间的磨损,对桥架非常不利”,何银栋说。   所有参与者都以强烈的使命感来参与制造。   桥架采用的是钢铸件,轴孔要加上内衬和外套。可是,钢铸件在加工的过程中出现了较多的铸造缺陷,按钢铸件的标准,这是允许的。但是,奚璐没有松口,他强调,不允许存在一个缺陷!“我们一生可能只造一条这样的船,这是荣誉,不能带着一丝遗憾交船。我们必须为荣誉而战!宁愿放慢些节奏,也必须做出精品!”奚璐这样鼓励大家。   最小轴孔的直径只有62厘米左右,只是一个人身的大小,钻进去,几乎不能动,有时还必须躺着,仰面朝上焊。这是非常艰难的,按工艺,铸体要加热到150度以上,人才进入,再电焊补空洞。150度,人靠近它都要窒息,但工人们还要钻进去,再打开电焊焊接。每个焊工只能工作10分钟,然后换人,2—3人一班进行轮换,不完成不下线。   由于空间太小,穿常规的焊接防护服,不能够隔阻母材加热后的高温,只能穿着棉袄进行隔温施工。但是,焊接的火花,特别是仰面焊的火花,直接就掉落在了焊工的身上,“每个焊接工人的身上都有伤疤……”生产部车间副主任沈超说。   桥架头部,就是挖泥船实现挖掘的绞刀头的轴端,因为要输出如此大的扭矩,内部的结构极其复杂,施工难度异常高。里面的狭窄空间仅能同时容下两人施焊,是需要“慢工”磨出的“细活”。由于经验不足、前期困难预计不足,进度有所滞后。虽然被领导批评,生产部部长助理牛业兴没有争辩和抱怨,为保进度保质量,他带着车间团队重新调整施工人员,24小时不间断地工作,最终完成了任务。   就是这样,“天鲲号”的焊接交出了漂亮的答卷:全部焊接长度1.4765万米,通过2653张X光探测,合格率达到了99%以上,这大大超出了常规标准。   破的是高难题   创的是第一次   一山放过一山拦。轴孔制造完成,如何将1600吨的桥架安装到位,又是一个难题。   桥架上装有100多项设备,经不起丝毫的碰擦。桥架对接船体的平移行程只有30米,但是,要确保万无一失,严丝合缝,必须有一套完整的方案。这个方案从工艺评审就开始了,反复评审,历时两年。   宋玉甫说,最简单的方式是用吊车吊起来,平放入船体,但是,船坞吊车的最大吊重能力只有500吨,而桥架本身突破了1600吨,吊车无法吊起桥架。起初制定了多个方案,最后选用了轨道平移的方式,成功将船体与桥架对接,天衣无缝。并采用起桥绞车应急电机,将桥架尾部成功吊起。综合车间主任杨德军不善言辞,但如此庞然大物的移运、安装,离不开他和手下那些兄弟的默默付出……   “天鲲号”下水,只是告一个段落。此后,大量设备开始调试。   “船上钢桩台车安装了4个大油缸,单个就达38吨,所有安装误差都只有0.2毫米”,安装轮机车间主任沙胜红说,“考验还在继续”。轮机车间的工人全部是训练有素的技术员工,他们克服了难以想象的困难,硬是拿下全船高难度的设备安装工作,质量赢得船东、船检的一致好评。   “天鲲号”有好多个系统首次应用:国内首次应用气动减震系统,减震器达到148个,这是目前世界上采用最多的,所有减震器的平面误差在±1毫米之内;首次采用三缆定位系统;首次实行柔性移动钢桩系统,钢桩还可以倒桩前行……   邵海担任项目经理助理,从“天鲲号”建造开始,几年间,与项目经理何银栋搭班轮岗,两人假期轮休回家。儿子问邵海:“爸爸,我也想像别的小朋友一样,天天有爸爸陪,你天天回家好不好?”听到这里,邵海眼泪出来了。他抚摸着儿子的头说:“爸爸造好‘天鲲号’就天天回家!”

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    两艘亚洲最大绞吸挖泥船将亮相宝博会

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    “天鲲号”有多牛-新华网

    “天鲲号”有多牛---前不久,首艘由我国自主设计建造的亚洲最大自航绞吸挖泥船——“天鲲号”完成了首次试航。这次试航成功,标志“天鲲号”向着成为一艘真正的疏浚利器迈出了关键一步。

    我国自主研发的疏浚重器“天鲲号”首次试航成功

    我国自主研发的疏浚重器“天鲲号”首次试航成功 ---首艘由我国自主设计建造的亚洲最大自航绞吸挖泥船——“天鲲号”成功完成首次试航。这标志着“天鲲号”向着成为一艘真正的疏浚利器迈出了关键一步。

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