新一代超大型自航绞吸挖泥船性能论证及设计方案

近年来随着工程建设对绞吸挖泥船的要求不断提升,绞吸挖泥船正在向总装机功率超大型化、强挖掘能力、高疏浚性能、智能自动化、节能和环保方向发展,结合国内外超大型绞吸挖泥船的特点和发展趋势,对新一代超大型自航绞吸挖泥船的船舶首尾方向、船型、主尺度、动力配置、疏浚设备配置、船舶主要功能和总布置等设计要点进行论证分析,形成了超大型绞吸式挖泥船船型论证分析的总体思路和设计方案,为超大型自航绞吸式挖泥船的总体设计提供参考。

超大型自航绞吸挖泥船发展现状及设计特点

随着疏浚事业的不断发展和科学技术的进步,为了适应各种不同工况的需要和满足海上施工的要求,绞吸挖泥船挖掘能力越来越强,疏浚距离越来越远,自动化程度越来越高,越来越节能和环保。文章介绍了国内外超大型自航绞吸挖泥船的发展现状和主要技术特点,通过对目前国内外自航绞吸挖泥船主要性能参数进行调研分析对比,有针对性地分析了各大型船舶的配置情况,提出了未来超大型自航绞吸挖泥船一些关键参数、技术指标和设计要点,为船舶设计提供理论和技术参考。

“昊海龙”超大型自航绞吸挖泥船开发

超大型自航绞吸挖泥船不仅具备海底岩土超强挖掘和长距离高效输送的作业能力,还具有高海况适应和高度自治能力,已成为港口、人工岛和吹填造陆等重大基础设施建设不可替代的装备,为大型疏浚公司发展的首选船型。该文分析了国际上超大型自航绞吸挖泥船的发展态势,回顾了我国大型绞吸挖泥船的发展历程。简述了绞吸挖泥船的工作原理和系统组成,从疏浚土质、产量、挖深、排距和环境条件等方面分析了绞吸挖泥船设计应重点考虑的因素。全面分析了“昊海龙”设计方案中的船型与总布置、绞刀驱动、桥架结构设计、泥砂输送、柔性钢桩、全电力驱动和居住舱室减振等关键技术,其采用的绞刀双电机长轴驱动、双壳箱型桥架结构、泥泵三泵组合、柔性钢桩和全电力驱动等技术对超大型绞吸挖泥船是非常适宜的。文中提出的绞吸挖泥船设计原理和对“昊海龙”设计技术的介绍,可为超大型自航绞吸挖泥船开发提供参考。

“天鲲”号超大型自航绞吸挖泥船总体设计技术

结合国内外超大型绞吸挖泥船的特点和发展趋势,对我国自主研发设计的"天鲲"号超大型自航绞吸挖泥船的船型、主尺度和总布置等总体设计要点进行详细论述,形成了大型绞吸式挖泥船船型论证分析的总体思路,为超大型自航绞吸式挖泥船的总体设计提供参考,提升了国内整体绞吸船的设计和建造水平。

“天鲲”号超大型自航绞吸挖泥船

“天鲲”号超大型自航绞吸挖泥船由中国船舶及海洋工程设计研究院（MARIC）设计,上海振华船厂建造,已于2017年11月3日顺利下水.

“昊海龙”号超大型自航绞吸挖泥船

“昊海龙”号超大型自航绞吸挖泥船由中国船舶及海洋工程设计研究院(MARIC)设计,中船黄埔文冲船舶有限公司建造,已于2021年4月30日顺利完成试航。整个试航过程中,各项设备运转正常,总体性能指标达到设计要求。

超大型自航绞吸式挖泥船结构设计与研究

针对国内自主设计装机功率最大的'天鲲'号绞吸式挖泥船的设计与建造,结合国内外其他超大型绞吸挖泥船的船型资料,阐述与梳理了超大型自航绞吸式挖泥船的主体结构设计,包括船体骨架型式、总纵强度分析以及船体振动分析等方面;针对龙门架结构、桥架耳轴绞点区域结构、柔性钢桩台车区域结构等关键区域结构进行分析与研究,为超大型自航绞吸式挖泥船结构设计和强度分析提供参考和设计思路。

超大型绞吸挖泥船泥沙输送系统优化设计

绞吸挖泥船的大型化可以显著加快疏浚速度,提升疏浚效率,降低环境破坏,减少人员劳动。因此,超大型化向来是疏浚业界努力追求的一个方向。上海交大船舶设计研究所设计了当前世界上最大装机功率(2.4 MW)、最大生产能力(在目标工况:排距8 km、挖深30 m、排高10 m、输送d50=0.23 mm中砂,产量大于8 000 m3/h)的绞吸挖泥船。介绍该船泥沙输送系统设计时所采用的基于目标工作点优化设计方法。该方法在前人对泥沙管道输送能耗、泥沙对泥泵性能影响等相关方面的研究成果的基础上,首次提出了针对设计工况施工效率优化,用极限工况作业能力进行校核的设计优化方法。结果表明:目标工况下,泥泵效率高达84%,柴油机效率高达90%,取得良好的节能减排和经济效果。

瓦锡兰为超大型自航式绞吸挖泥船提供动力与监控解决方案

日前,瓦锡兰与中国交通建设集团公司下属子公司天津航道局有限公司及新近成立的中交疏浚集团共同签署订单,订单包括瓦锡兰将为中交疏浚集团公司旗下天津航道局有限公司最新型的自航式绞吸挖泥船提供发动机以及所有必要的辅助设备。该挖泥船将是全球最大最先进的自航式绞吸挖泥船之一,建成后将成为中交集团天津航道局挖泥船的旗舰。目前该船正在中国上海振华重工股份有限公司的造船厂进行生产。

“天鲸”号大型自航绞吸式挖泥船

论文介绍了国内的第一艘自航绞吸式挖泥船"天鲸"号的主要要素、总布置概况、型线、柔性钢桩台车系统、输泥系统和推进装置,定性地探讨了它的艏部型线设计和灵活的输泥系统配置,对它的挖掘岩石能力作了计算.文中提出了法规对驾驶台翼桥宽度的要求,可供有关部门参考和探讨.

大型自航绞吸式挖泥船的发展和有关问题的思考

本文介绍了自航绞吸式挖泥船的产生、发展和优缺点,指出该船型的产生既是疏浚市场的需要,同时又是拓展疏浚业务的动力。探讨了自航绞吸式挖泥船设计过程中相对于非自航绞吸式挖泥船需要考虑的一些特殊问题,这些问题有的是法规和规范对自航船的要求,有的是为适应自航和充分发挥自航绞吸式挖泥船的优势而需要。总结了疏浚市场的发展方向,并在此基础上评估了挖泥船今后的发展趋势。

大型自航绞吸挖泥船智能化集成控制系统

依托国家工信部"5 000 k W绞刀功率绞吸式疏浚船关键技术研究"项目,针对目标船舶的技术特点和设备配置,研究了大型自航绞吸挖泥船智能化集成控制系统6个主要方面的技术内容:智能化疏浚集成控制系统框架模型研究、疏浚控制系统(DCS)开发、基于疏浚效率的船舶电站功率管理开发研究、疏浚轨迹与三维土质剖面显示系统开发研究、软件模型研究、自动控制系统开发研究;研制试验样机对研究成果进行了功能试验验证。该研究成果能够应用于我国自主建造大型自航/非自航绞吸挖泥船,具有较高应用推广价值。

内河大型自航绞吸挖泥船浅水阻力数值计算

利用CFD方法计算某内河大型自航绞吸挖泥船在浅水状态下的总阻力。在不同水深及不同航速下对船模周围流场进行数值模拟,计算过程考虑自由面的影响。将计算结果与模型试验作比较,计算结果有较高的可靠性。并通过分析这类船型的流场分布进一步理解船舶在浅水航行中的阻力成因。

大型自航绞吸挖泥船的耐波性预报

选取三维势流理论,使用SESAM软件计算大型自航绞吸挖泥船在规则波中六个自由度的运动响应,并根据线性系统的响应规律对甲板上浪和螺旋桨出水做了短期预报,在计算中考虑了短峰波和方向谱.为考察艏艉开槽对船舶耐波性能的影响,计算时选取了艏艉封口的船型作对比计算,计算结果表明艏艉开槽降低了船舶的耐波性能.

大型自航绞吸挖泥船的发展与新技术要求

绞吸挖泥船是一种复杂的吸扬式挖泥装备,是疏浚行业中的主导船型之一。文章介绍了国内外自航绞吸挖泥船的发展现状,通过对目前国内外疏浚控制系统的现状进行调研分析对比,设计控制系统构架、开发软件、人机界面、设备自动控制、疏浚仪表与自动化清单的研究,实现技术上领先,功能齐全、性能可靠、操作简便的疏浚集成控制系统的自主研发。现在绞吸挖泥船向着超大型、多功能化、浅吃水、大挖深、自调遣、大功率、高智能化、环保和新能源应用的方向进行发展。

超大型自航绞吸船的经济性分析及发展趋势

文章介绍了绞吸式挖泥船的特点及自航绞吸船为适应市场需要产生、发展的历史和现状,并在此基础上评估了自航绞吸挖泥船的发展趋势。同时,对自航和非自航绞吸式挖泥船的经济性进行了分析。

“长狮9”自航绞吸挖泥船电力系统设计

自航绞吸挖泥船兼具航行和疏浚两大功能,是一种高附加值船舶,设计和建造一直被国外公司垄断。"长狮9"在交通部长江航道局的鼎力支持下,完全实现了国内的自主设计。由于本船的推进电动机、绞刀电动机、水下泥泵电动机和封水泵电动机都为变频驱动,且功率较大,因此电力系统设计极其复杂,再加上本项目是内河船,整个设计更多了一些特殊性。文章在简要介绍了"长狮9"自航绞吸挖泥船的电力系统主要配置后,着重分析了其电力系统设计当中的技术要点和难点,包括优化航行和挖泥时动力系统配置、电站谐波抑制、功率限制、电站功率管理、电力推进新规范的适用性及若干问题分析等。

自航绞吸挖泥船全船结构强度和总振动特性评估

绞吸挖泥船有着不同于常规船型的结构特点,其首尾均有很大的开槽来设置桥架和台车。主甲板上的大开口以及放置在船体上的复杂工程设备会使其在结构强度、变形和振动特性等方面不同于常规船舶。通过建立一艘自航绞吸挖泥船的全船结构和桥架结构的有限元模型,对全船结构在航行及工作状态下的总强度以及总振动特性进行了分析和研究,以期对该类型船舶的设计提供参考和依据。

基于CFD的内河自航绞吸挖泥船阻力计算及分析

自航绞吸挖泥船在疏浚工程中具有广泛应用,船身常设有大型开槽用于特殊设备的装载。利用CFD方法进行某2000m3/h绞吸挖泥船的深水阻力计算,该船为内河超大型船舶,船身肥大。计算中考虑自由面的影响,比较不同航速下的阻力值与模型试验值,CFD数值模拟结果较为理想,证明了CFD技术在这类船舶阻力预报方面的适用性,可在进一步的深入研究之后部分取代船模试验。

5000 m^3/h非自航绞吸挖泥船全船结构振动特性分析

绞吸挖泥船因其结构复杂和工作状态特殊性,振动特性会异于常规船型,需对其进行振动特性分析.文中以5 000m3/h非自航绞吸挖泥船为研究对象,对全船结构进行总体振动特性分析和研究,讨论了不同工况条件下船舶振动特性的差异,分析了不同附连水质量计算方法对船舶总振动固有特性的影响,以及上层建筑对船舶总体振动模态的影响,得到了一些有益结论.文中采用的计算方法和相关结论为同类型船舶的振动特性分析研究提供参考.