1月28日，由中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司所屬上海外高橋造船有限公司，為新加坡EPS公司建造的全球首艘20.9萬噸紐卡斯?fàn)栃碗p燃料散貨船“碧璽山”輪順利簽字交付，標(biāo)志著中國(guó)船舶工業(yè)在大型散貨船設(shè)計(jì)建造領(lǐng)域正式邁入“雙燃料”時(shí)代。至此，自1月1日實(shí)現(xiàn)交船開門紅以來，外高橋造船1月共交付三艘21萬噸紐卡斯?fàn)栃统Ｒ?guī)動(dòng)力散貨船、一艘230萬桶“通用型”海上浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油船(FPSO)以及一艘20.9萬噸雙燃料紐卡斯?fàn)栃蜕⒇洿?，單月完工總?18萬載重噸。

“碧璽山”輪是外高橋造船自主研發(fā)設(shè)計(jì)的新一代具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高技術(shù)船舶，船型長(zhǎng)299.50米，型寬50米，型深25.20米，設(shè)計(jì)吃水18.40米，設(shè)計(jì)吃水航速14節(jié)。當(dāng)前液化天然氣(LNG)因市場(chǎng)供應(yīng)成熟、經(jīng)濟(jì)性好等因素，是現(xiàn)階段最佳替代燃料的主要選擇。該船采用LNG燃料和傳統(tǒng)燃料油驅(qū)動(dòng)，共配置兩個(gè)C型LNG燃料罐，燃?xì)饫m(xù)航力達(dá)到20,000海里，可一次性滿足完成中國(guó)至澳大利亞航線兩個(gè)來回或者中國(guó)至巴西航線一個(gè)來回。在LNG燃料模式下，該船基本消除顆粒物和硫化物的排放，氮氧化物排放滿足國(guó)際海事組織IMO Tier Ⅲ要求，碳?xì)浠锱欧糯蠓档停苄гO(shè)計(jì)指數(shù)(EEDI)相比基線降低41%，具有“綠色、環(huán)保、節(jié)能、安全”顯著特色。

加快綠色船舶布局，攻克四大開發(fā)難關(guān)

外高橋造船有著綠色、節(jié)能、低碳、環(huán)保的發(fā)展基因，秉持著“生產(chǎn)一代、開發(fā)一代、儲(chǔ)備一代”的產(chǎn)品研發(fā)戰(zhàn)略，早在2012年，外高橋造船就通過深入研究國(guó)際航運(yùn)形勢(shì)趨勢(shì)和相關(guān)規(guī)則規(guī)范，提前布局雙燃料船型開發(fā)，先后攻克了四大技術(shù)研發(fā)關(guān)鍵難點(diǎn)，形成一整套獨(dú)立自主的大型雙燃料散貨船核心開發(fā)設(shè)計(jì)能力，并在“碧璽山”輪得到了完美驗(yàn)證。

據(jù)介紹，首當(dāng)其沖是完善大型LNG液罐艙總體布置。外高橋造船開發(fā)的大型雙燃料散貨船選用的C型LNG液罐布置于船艉部上建兩側(cè)，為滿足系泊系統(tǒng)安裝需求和操作安全性，提高甲板生活空間裕度，外高橋造船跨界引入集裝箱船甲板面的線型設(shè)計(jì)，將原始設(shè)計(jì)中船艉甲板線型由常規(guī)的向內(nèi)收縮式優(yōu)化為全寬式，在不影響船舶主尺度及船體結(jié)構(gòu)完整性基礎(chǔ)上，最大程度發(fā)揮外高橋造船原有的散貨船項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)，減少改型對(duì)船體設(shè)計(jì)和建造帶來的巨大成本影響。

在技術(shù)攻關(guān)中，外高橋造船形成了雙燃料供氣系統(tǒng)(FGSS)集成自主設(shè)計(jì)能力。LNG供氣系統(tǒng)將液態(tài)LNG燃料經(jīng)過加壓、氣化、加熱等步驟，轉(zhuǎn)化為能夠被主機(jī)等設(shè)備使用的氣體燃料，需要在很短時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷從-163℃的低溫液態(tài)到高溫氣態(tài)的轉(zhuǎn)變。為確保氣態(tài)的變化可設(shè)計(jì)、可計(jì)算、可控制，確保供氣過程穩(wěn)定可控，開發(fā)團(tuán)隊(duì)通過開展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，分析各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素，持續(xù)加強(qiáng)FGSS核心關(guān)鍵技術(shù)研究，完善優(yōu)化技術(shù)解決方案。

如何測(cè)算液罐周圍溫度場(chǎng)并完成鋼材等級(jí)選定是擺在面前的第三大難關(guān)。溫度與鋼材的強(qiáng)度和韌性密切關(guān)聯(lián)，不同的溫度環(huán)境對(duì)于所使用的鋼的等級(jí)有著明確的規(guī)范。LNG內(nèi)裝載的LNG溫度低至-163℃，盡管有絕緣基座隔開罐體與船體結(jié)構(gòu)，但局部區(qū)域溫度變化十分復(fù)雜。開發(fā)團(tuán)隊(duì)運(yùn)用專業(yè)知識(shí)對(duì)LNG形態(tài)和溫度變化過程進(jìn)行多次周密分析和模擬，選定最優(yōu)材料鋼級(jí)，確?；鶇^(qū)域安全可靠。

此外，還需要解決合理布置低溫管路的問題。LNG燃料低溫管在系統(tǒng)切換運(yùn)行或停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，管內(nèi)溫度會(huì)發(fā)生明顯變化，溫度變化幅度高達(dá)45℃或者低至-163℃，熱脹冷縮的作用會(huì)使管路產(chǎn)生額外的受力。開發(fā)團(tuán)隊(duì)按照ICG規(guī)則要求對(duì)低溫管路的應(yīng)力情況進(jìn)行計(jì)算和分析，對(duì)管路行徑進(jìn)行合理布置。

從圖紙到實(shí)船，實(shí)現(xiàn)零的突破

從圖紙到實(shí)船，還有很長(zhǎng)的一段路要走。在實(shí)船建造方面，外高橋造船針對(duì)一個(gè)又一個(gè)的建造難點(diǎn)各個(gè)擊破，取得零的突破，在完美建造交付客戶的同時(shí)，也為后續(xù)雙燃料項(xiàng)目提供了重要數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)支持。

據(jù)了解，雙燃料船首次使用雙壁管、低溫管，由于較少涉足該領(lǐng)域，外高橋造船嚴(yán)格制定安裝工藝，嚴(yán)格按照施工工藝提前協(xié)同廠家進(jìn)行管材準(zhǔn)備、策劃統(tǒng)籌勞動(dòng)力配置，進(jìn)行計(jì)劃核對(duì)和施工協(xié)調(diào)，保障雙壁管、低溫管安裝。圍繞液罐吊裝，定期對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤測(cè)量，制定詳細(xì)的吊裝方案和具體實(shí)施計(jì)劃，以滿足LNG液罐與鞍座的安裝搭載對(duì)于精度和焊接的極高要求。吊裝作業(yè)前，組織開展沙盤演練，進(jìn)行專項(xiàng)JSA分析，確保液罐順利吊裝。針對(duì)LNG加注作業(yè)，開展項(xiàng)目調(diào)研、編制加注方案并進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)及操作演練，確保加注過程萬無一失。

該船系統(tǒng)設(shè)備報(bào)警調(diào)試點(diǎn)有1500個(gè)之多，較常規(guī)散貨船多80%以上，調(diào)試報(bào)驗(yàn)周期更長(zhǎng)。為了滿足報(bào)驗(yàn)需求，外高橋造船建造團(tuán)隊(duì)通過提高設(shè)備安裝完整性、提前達(dá)到調(diào)試狀態(tài)，組織兩組調(diào)試人員同時(shí)開展常規(guī)系泊項(xiàng)目和FGSS項(xiàng)目的調(diào)試等手段，順利實(shí)現(xiàn)公司首次FGSS供氣系統(tǒng)調(diào)試和常規(guī)項(xiàng)目調(diào)試任務(wù)“兩不耽誤”。

安全管理方面，外高橋造船針對(duì)該船型特別編制了焊接安全管理規(guī)定和LNG加注管控方案等多項(xiàng)安全專項(xiàng)制度，同時(shí)對(duì)液罐區(qū)域明火作業(yè)進(jìn)行提級(jí)管理，安排24小時(shí)全天候值班管理，確保LNG燃料的存儲(chǔ)應(yīng)用安全。

轉(zhuǎn)型升級(jí)再加速，一直在路上。外高橋造船以綠色、智能、低碳為導(dǎo)向，持續(xù)在散貨船、油船和集裝箱船領(lǐng)域推出符合最新國(guó)際規(guī)范規(guī)則的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，三大民船的主要性能指標(biāo)具備和國(guó)際頂尖船廠同臺(tái)競(jìng)技的強(qiáng)大實(shí)力。企業(yè)自主研發(fā)設(shè)計(jì)21萬噸氨燃料動(dòng)力散貨船，獲得美國(guó)船級(jí)社(ABS)頒發(fā)的原則性認(rèn)可證書(AIP)，為航運(yùn)業(yè)提供了零碳運(yùn)輸?shù)沫h(huán)保新方案;聯(lián)合多家國(guó)際巨頭，共同開發(fā)基于LNT A -box®貨物圍護(hù)系統(tǒng)的新型中大型液化天然氣(LNG)運(yùn)輸船設(shè)計(jì)方案;全球首制大型郵輪也采用全球首臺(tái)二氧化碳制冷機(jī)組、光伏電池組、能量回收系統(tǒng)等節(jié)能環(huán)保技術(shù)，適應(yīng)行業(yè)低碳潮流。

據(jù)悉，未來，外高橋造船將在“雙碳”背景下，加強(qiáng)康養(yǎng)郵輪研發(fā)，加強(qiáng)LNG、氨、氫燃料的船型開發(fā)，尋求在海上風(fēng)電和FPSO上部模塊相關(guān)領(lǐng)域突破，拓展培育國(guó)產(chǎn)大型郵輪產(chǎn)業(yè)鏈，為我國(guó)船舶工業(yè)的升級(jí)發(fā)展做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。(嚴(yán)鵬  陸曉青  科技日?qǐng)?bào)記者 王春)

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