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中船708所坚持创新发展,开拓民船产业化之路,LNG产业突出

十年很长,山川易容,命运改变;十年很短,不夺其志,不改初心。党的十八大以来,中国船舶集团第七〇八研究所民用船舶研究设计事业部(民船部)全体员工始终牢记关于“建设海洋强国是实现中华民…

十年很长,山川易容,命运改变;十年很短,不夺其志,不改初心。党的十八大以来,中国船舶集团第七〇八研究所民用船舶研究设计事业部(民船部)全体员工始终牢记关于“建设海洋强国是实现中华民族伟大复兴的重大战略任务”的嘱托,在集团公司和所党委的领导下,撸起袖子加油干,风雨无阻向前行,十年来结出了累累硕果。

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第七〇八研究所民船部以技术创新为驱动力,以服务客户为宗旨,在巩固民用船型技术优势和市场占有率的基础上,依托总体所优势,扎实推进产业化产品的研发和市场开拓,以厚积而薄发之势逐渐赢得客户和市场的信赖。

燃料舱设计

气体船型设计是第七〇八研究所传统优势领域,随着近年来绿色能源发展,该船型也越来越多受到市场关注。低温液货舱/围护系统是气体运输船及双燃料船型的低温货品/低温燃料储运装置,是该类型船舶的核心组成部分。出于安全考虑,规范规则提出了高于一般船舶系统的设计制造要求。近年来,国内该领域设计和制造技术发展很快,十多年前,相对技术和工艺较为简单的C型舱设计还多被国外几家知名厂家垄断,如今已有大量国内厂家能向市场提供自己的C型舱产品。

第七〇八研究所民船部液货系统研发团队瞄准市场需求,在2010年左右就着手自主研发LNG C型舱围护系统,联合船东、制罐厂、船级社开展了大量的研究,2014年获得第一个完全自主知识产权的小型LNG运输船订单(含C型舱设计),从此敲开了液货舱独立自主设计的大门 。

建造中的C型舱

B型舱是另一种技术要求更高的,当下主流的气体货物、燃料储存装置。相比传统的C型舱,B型舱形状灵活,能更加充分的利用船上的有限空间,为船舶提供更好的经济性;同时相比薄膜舱,能有效的避免液舱晃荡问题,且能与船体并行建造,缩短船厂建造周期。B型舱设计难度大,涉及的技术领域繁多,所需结构分析内容几乎涵盖了现有所有船体计算分析技术:水动力预报、强度分析、疲劳分析、温度场分析以及进阶的断裂力学分析等,因此对设计者提出了更高的要求。

第七〇八研究所民船部液货系统研发团队紧密联合钢厂、制罐厂、绝缘厂商、船级社和高校等单位对B型舱设计开展多年的技术攻关,先后参与了多个国家课题研究项目,自主研发了多个双燃料船型的B型燃料舱,并取得了船级社的认可。研发的B型燃料舱主要技术指标、物量成本、建造便利性达到或优于国际市场主流水平。得益于充分的技术准备,2022年民船部成功获得了第一个B型舱实船项目设计订单,实现了第七〇八研究所在该技术领域的突破。

B型舱结构模型

LNG燃料系统

在LNG燃料系统开发方面,第七〇八研究所民船部在2014年就开展了14000m³ LNG运输船实船的LNG液货系统及LNG燃料系统的独立自主设计。2019年,基于21万吨双燃料散货船船型,完成了LNG燃料系统方案论证、设计计算与设备选型、系统模块3D设计集成等工作,该设计也获得BV船级社HAZID & HAZOP风险评估认可,取得了LNG燃料系统原型认可证书(Prototype Approval)。在此基础上,民船部项目团队奋力拼搏,继续开展大型LNG燃料控制系统产品及LNG燃料系统仿真平台研发工作,计划于2022年年底取得BV船级社的LNG燃料控制系统型式认可证书,并实现LNG燃料控制系统及仿真系统的联调测试,为今后LNG燃料系统的研发、升级及离线仿真调试提供有力的试验平台。

– 风险评估报告&LNG燃料系统原型认可证书 –

2021年,第七〇八研 究所民船部液货系统研发团队自主研发设计的自增压式LNG燃料系统试验样机及控制系统开展了液氮低温联调试验,有效验证了整体设计方案。

LNG燃料供应系统样机联调试验

2022年年初,项目团队依托所内支撑,并与相关部门通力合作,成功收获LNG燃料系统集成首份实船订单,该船型为国内首艘总装机功率达4400kW的纯气体动力电力推进船,第七〇八研究所自主开发的LNG燃料控制系统取得CCS型式认可证书,实现了“0”的突破。

GasMacTM FGSS控制系统架构

集装箱船绑扎系统

绑扎系统是集装箱船货物系统的重要组成部分,货物堆装能力体现了集装箱船的装载能力及配货的灵活性,是航运公司关注的核心指标。第七〇八研究所民船部绑扎系统研发团队自进入大型、超大型集装箱船领域以来,以“十年磨一剑”的精神打破绑扎系统国内设计“受制于人”的状态。从“堆重计算”“强度计算”开始,研发团队通过“内部取经学习”和“外部交流学习”相结合的方式,逐步克服困难,终有所成。基于扎实的科研成果,研发团队于2018年成功取得第一个绑扎设计实船项目订单。该箱船项目应用第七〇八研究所设计的绑扎系统,顺利通过试验并于2020年6月交付;无论是建造过程中还是营运中,该船的绑扎系统都得到了船厂和船东的一致好评。

三层桥实物VS三维模型

“十年磨一剑”,人才是根基。近十年来,研发团队引进十余名新员工投入绑扎系统研发,逐步建设成为一支有梯度、有深度、有广度的人才队伍,并给年轻同志“压担子”,助力他们快速成长。研发团队诞生了以汤霄扬同志为队长的“民船部集装箱绑扎系统设计青年突击队”,并获第七〇八研究所授旗。值得一提的是,疫情封闭期间,民船部青年突击队成员主动提前回所封闭复工,争分夺秒追赶进度,为第七〇八研究所设计团队赢得了口碑。

创新驱动引领八所高质量发展。由于产业化项目的实施,加快了研发团队的设计手段由二维向三维的转型。通过新项目的尝试,研发团队开发创新了绑扎系统三维数字化设计方法,进一步提高了设计的效率和准确性:流程模板化,零件参数化,产品标准化。以绑扎桥为例,研发团队建成的数据库,能够快速生成两层箱高绑扎桥、三层箱高绑扎桥和四层箱高绑扎桥;通过多个实船项目的累积,绑扎桥与克令吊筒体组合、宽立柱间距绑扎桥、绑扎桥带一至多个升高平台等更多样式同样可以快速拓扑生成。

四层桥模型

以绑扎系统三维数字化设计方法为依托,研发团队逐步实现了从“堆重计算”“强度计算”向“堆重优化”“强度优化”的转型升级。研发团队应用先进的设计手段,通过多次迭代和优化,对绑扎眼板的定位和绑扎桥的轻量化开展深入研究,实现了绑扎系统的优化设计。同时,为了更为直观地显现绑扎系统中散件的操作使用,研发团队进一步开发了散件操作可视化数字模拟;这为更进一步的绑扎系统VR模拟创造了有利的条件、奠定了坚实的基础;该项开发工作同样也极大地减少了绑扎系统因散件干涉而可能产生的现场返工量。

– 数字模拟绑扎试验 –

第七〇八研究所民船部绑扎系统研发团队自2018年成功取得绑扎桥设计第一个实船订单以来,截止至目前实船设计订单数已逾百艘。今后,民船部将在第七〇八研究所的统一部署下,继续开拓产业化之路,为实现第七〇八研究所高质量发展目标而努力奋斗。

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