沪东中华LNG船围护系统安装平台设计获专利,助

2019-11-09 作者:新闻资讯   |   浏览(150)

近日,沪东中华造船有限公司总装二部围护系统科设计的埃克森美孚/商船三井液化天然气船围护系统安装平台取得了整体专利,并实现了国产化制造,获得船东认可。据介绍,按建造4艘LNG船计算,此举可为沪东中华节约1000多万元。

2012年,中央电视台在拍摄大型纪录片《超级工程》时,将沪东中华造船有限公司的大型液化天然气船建造作为中国最具代表性的重大工程项目之一,专门拍摄了一集《超级LNG船》,全面展示了沪东中华创造“LNG船超级工程”的故事;2013年,在以记录中国重大装备制造业“创新超越,产业报国”为题材的央视大型纪录片《大国重器》中,沪东中华再次以大型LNG船建造者的身份亮相,成为入选该片的10个重点领域的18家领军企业之一。这份殊荣,国内很少有企业能够比肩。

据了解,LNG船围护系统安装平台是供工人在LNG船液货舱内各个层面安装围护系统的工作平台,对安装组合精度、受力计算、总体质量控制的要求都非常高。沪东中华在建造前5艘LNG船时,其围护系统安装平台采用的是意大利专利技术,专利引进费用不菲。而且,意大利方面设计的安装平台存在明显的缺陷,图纸修改单多达1000多份,沪东中华为此还花费了大量人力物力进行改装。

LNG船凭借极高的技术含量,被称为世界造船业“皇冠上的明珠”,其建造难度之大,堪称“超级工程”。更重要的是,在传统的石油能源日趋紧张、全球LNG需求不断增长、中国LNG进口量持续攀升的情况下,“LNG船超级工程”不仅是代表了世界造船巅峰的高端工程技术典范,更是保证我国能源安全的战略性基础装备工程。因此,沪东中华作为国内唯一、世界上也为数不多的“LNG船超级工程”的创造者,其重要地位和独特价值不言而喻。

同时,该平台结构复杂,要根据不同的LNG船进行“量体裁衣”、专门设计。自第一批LNG船开建后,沪东中华总装二部围护系统科就不断总结经验,深入开展该平台的国产化设计研发工作。自2010年6月启动埃克森美孚/商船三井LNG船项目设计研发工作以来,沪东中华设计人员通过整体布置图设计、局部优化设计、专利避让设计、模块划分、结构件详图设计、强度计算等,完成了1500多份图纸的绘制,取得了LNG船围护系统安装平台的设计专利。

2014年6月27日,沪东中华承接了澳大利亚柯蒂斯LNG运输项目4艘LNG船订单。此前,沪东中华已成功交付6艘14万立方米级LNG船,并手持10艘17万立方米级LNG船订单,是中国唯一具备LNG船批量建造能力的船舶总装企业。此次合同的签订,使沪东中华手持的17万立方米级LNG船订单数量达到14艘,标志着沪东中华在LNG船建造领域“中国唯一”、“世界领先”的发展道路上又迈出了坚实的一步。

参与设计工作的沪东中华总装二部围护系统科副科长沈杰介绍说:“我们完善了平台边角区域的设计细节,对斜支撑腿、大梁等10个功能区域进行了优化设计。边角区域设计优于意大利设计,这项设计专利正在受理中。我们设计、制造的安装平台更加稳固,更符合国产化LNG船建造要求。”

十年磨一剑,突破建造难关

在设计研发中,设计人员不仅要考虑零件的金属强度,而且要保证每个零件的重量精确到克。一船套围护系统安装平台有72000个结构,每个结构又由若干零件组成,如果每个零件均超重,那么安装平台总重量的误差就会达到几十吨。为此,设计人员将零件重量精确到克,全力确保工作最精细化。此外,船东要求安装平台与舱壁保留200毫米的间距。经过优化设计,该平台设计方案最终满足了船东要求,赢得了船东的称赞。

早在1997年,沪东中华就开始了LNG船的前期预研,并于1999年正式立项。对此,无论是时任国务院总理的朱镕基,还是时任国家发改委副主任、国家能源局局长的张国宝,都寄予了厚望。他们从国家战略高度出发,认为随着我国进口LNG需求量的不断增加,为了保证国家能源安全,我国必须早日拥有自己建造的LNG船。沪东中华承担了这一历史使命,既光荣,又艰巨,其经历的千般困难、万种艰辛,也是旁人难以想象的。

沪东中华有关人士表示,在我国对LNG 船需求越来越大、LNG船船型越来越多样化的今天,掌握围护系统安装平台设计制造技术,对加快LNG船配套设备国产化进程起到了重要的推动作用。这不仅可为船企节约高额的国外专利引进费,还能够提高沪东中华建造LNG船的核心竞争力。来源:中船集团网站

据了解,LNG船主要用于装载和长途运输零下163摄氏度的液化天然气,可靠性要求极高,船体和船上各种部件都必须保证安全使用40年。而沪东中华建造的是难度更大的薄膜型LNG船,为了做到高度安全和可靠,货舱内部必须用殷瓦钢全部覆盖,并通过焊接殷瓦钢形成一个“天衣无缝”的“内胆”。据统计,一艘大型LNG船仅货舱区域的殷瓦钢焊缝就长达130公里,而殷瓦钢的厚度仅有0.7毫米,薄得如同一张纸,一滴水滴上去就会将其腐蚀了;同时,货舱内部用于隔热的绝缘箱种类有1100多种、总数量超过55000个,其安装的精度要求极高,允许误差一般都以“丝”为单位,细微程度堪比一根头发丝!

为了掌握LNG船建造技术,沪东中华先后开展并独立完成了12个专项课题研究,包括“结构设计分析技术开发”、“超低温系统等重要系统的设计技术开发”、“货舱围护系统的现场管理、安装、试验及焊接工艺等研究”、“绝缘箱制造和绝缘材料国产化研究”、“液货系统的制造、安装工艺和调试技术研究”等。同时,该公司开展了大量的LNG船建造人员培训。其中,殷瓦钢焊接技术十分独特,必须由持有G证的殷瓦钢焊工完成,而建造1艘LNG船需要近百名这样的焊工。根据国外船厂的经验,将一名优秀焊工培养成持有G证的殷瓦钢焊工,一般要半年以上,而培训费也要20多万元。培养这样的焊工在中国完全是新鲜事物,沪东中华只能从零开始。

为了更加全面了解LNG船实际建造过程中可能碰到的技术及工艺难题,从而在第一艘船建造中少走弯路,沪东中华按照国际上通行的做法,提前制作了一个模拟舱进行实战演练,以检验自身的建造技术,并利用实践改进和提高。在模拟舱制作过程中,虽然遇到了很多困难,但沪东中华迎难而上,积极攻关,终于将模拟舱制作完成,其质量受到了外国专家的高度肯定。通过模拟舱制作,沪东中华在设计、建造工艺等方面掌握了大量第一手资料。

首艘LNG船开工以后,为了保证LNG船建造过程严密可控,沪东中华对每一道工序都制定了详细的施工计划,连细枝末节都考虑得十分周全,比如,对工人制作绝缘箱时怎么敲钉子都作了详细规定。此外,沪东中华设计人员和生产人员积极开动脑筋,根据LNG船建造的特殊要求,自行设计和制作了许多专用工装,保证了施工精度。

2008年,首艘国产LNG船在沪东中华成功交付,掀开了中国造船史全新的一页。到2009年,沪东中华顺利完成了国内首批5艘14.7万立方米大型薄膜型LNG船的研制工作。至此,沪东中华通过十余年坚持不懈的努力,打破了国外先进造船国家在这一领域的技术垄断,为我国能源战略的顺利实施提供了重大技术装备保障。

高水平研发,打入国际市场

2010年2月,中国船舶工业集团公司携旗下沪东中华向市场推出了自主研发的16万立方米电力推进LNG船、17.5万立方米电力推进/高效蒸汽透平推进/低速机推进加再液化装置LNG船和22万立方米电力推进/低速机推进加再液化装置LNG船3款新船型。这一举动表明,中国造船人不仅具备了建造优质LNG船的能力,而且具备了设计先进LNG船的能力。

沪东中华为什么有这样的底气?秘密在于,沪东中华在建造LNG船之初,虽然是通过购买国外的专利技术起步的,但在将图纸转换为实船建造的过程中,该公司没有被动地全盘接受外国的设计,而是充分发挥主观能动性,结合自身的生产要素情况,在深入消化、吸收国外成果的基础上,做了大量的本土化改造和创新工作。比如在LNG船内装设计中,沪东中华不受原图纸的局限,开拓思路,转变观念,采用了很多新技术,应用了许多新材料、新工艺。

仅在LNG船首制船关键技术攻关方面,沪东中华就先后完成了攻关项目80个,成功申请了“专用绝缘箱制造专利”、“泵塔制造专利”、“殷瓦部件制造专利”等31项与LNG船关键技术相关的专利,其中发明专利22项、实用新型专利9项。截至2013年年底,沪东中华申请的有关LNG船的专利达44项,已获得授权的专利有24项,包括发明专利12项、实用新型专利12项。通过引进消化吸收再创新的方式,沪东中华在LNG船建造的关键技术开发方面取得突破,形成了自主知识产权,并在此基础上结合国际市场需求和世界海事业的最新发展潮流,自主研发了先进的LNG船。

凭借这些自主开发的新船型,2011年1月,沪东中华中标世界知名的埃克森美孚石油公司/日本商船三井株式会社的4艘LNG船建造项目,并于当年7月正式签署了4艘17.2万立方米LNG船建造合同。对于沪东中华来说,收获的不仅是几十亿元订单,更是国外知名船东和世界造船强国对中国LNG船设计、建造能力的认可与接受。这是沪东中华第一次批量承接出口LNG船订单,也是国产LNG船成功打入国际市场的开始。

天然气作为21世纪最热门的清洁能源之一,其市场前景一直被看好。据埃克森美孚石油公司预测,2030年前,全球天然气消费需求年均增长率为2%,而石油和煤炭需求的年均增长率仅为0.7%。国际能源机构发布的天然气中长期需求预测显示,到2035年,全球天然气需求量将达到 5.1万亿立方米,占全球能源需求总量的25%。美国能源署则预测,未来数年,中国LNG进口量将维持快速增长态势,到2020年有望达到6000万吨,占亚太地区的市场份额将从现在的8%上升至20%;到2035年,中国天然气需求量将占全球需求总量的1/5,天然气的进口份额将达到43%,其中LNG将占很大比例。同时,到2035年,全球LNG相关基础设施建设投资将超过5900亿美元。

随着全球天然气产业的大发展,可以预见,作为运载LNG的理想工具, LNG船需求也将十分强劲。作为国内唯一拥有大型LNG船成功建造经验的企业,沪东中华现已具备了批量生产16万立方米、17.4万立方米、17.5万立方米和22万立方米等大型LNG船的能力,基本完成了1.2万立方米、2万立方米及3.2万立方米等小型LNG船的研发工作,并根据LNG船市场需求,现已具备年产6艘LNG船的能力,既可以满足国内对LNG船的需求,还可以批量建造出口LNG船。本次澳大利亚柯蒂斯LNG运输项目造船合同的签订,再次表明沪东中华在LNG建造领域的实力已经在世界范围内得到了认可。

着眼长远延伸产业链

2012年8月,“国家能源LNG海上储运装备重点实验室”在沪东中华揭牌。作为目前我国在LNG海上储运装备领域唯一的国家级研发中心,该实验室紧密围绕建设创新型国家和能源结构优化升级的战略需要以及能源科技进步的需求,利用现有研发基础和条件,充分调动产、学、研各方积极性,通过产、学、研结合的方式,开展LNG海上储运装备关键研发技术攻关,研究制定重要技术标准,凝聚和培养产业技术创新人才,构建LNG海上储运装备的研发、推广和服务体系,形成行业自主创新能力,提升我国船舶工业核心竞争力,为国家能源战略的顺利实施奠定装备基础,为国家做大做强LNG产业提供技术支撑。

沪东中华很早就开展了LNG船关键装备国产化研制工作,目前已经实现了绝缘箱、泵塔、殷瓦三面体、连接件等配件以及液货舱安装平台等施工设备的国产化。近年来,沪东中华通过开展国产化工作,进一步扩大LNG专用设备、材料和核心部件等的国产化规模。同时,该公司大力开展新型LNG围护系统的专利技术研究。

与此同时,沪东中华加快产业链延伸步伐,全面打造LNG产业链新型装备。该公司积极响应国家“十二五”海洋油气开发走向深海的号召,开展了满足最新的船级社规范与国际规则的浮式LNG生产储卸装置、浮式LNG储存及再气化装置、LNG海上转运系统等与LNG有关的海洋工程船型的关键技术研究,目前已完成一型适应我国海域边际油气田开采条件的具有自主知识产权的穿梭LNG船的概念设计和初步设计。此外,LNG移动接收站关键技术、天然气动力系统在主流船型上的应用等重大科技项目研究工作也正在进行中。 来源:中船集团网站

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