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让“超级LNG船”驶入现实的设计师

   2016-05-20 船海装备网4820
核心提示:  天然气作为重要的优质能源,是怎样从产地运输到使用地的?除了人们熟悉的管道运输外,还有一种就是LNG船运输。在中国,就有
  天然气作为重要的优质能源,是怎样从产地运输到使用地的?除了人们熟悉的管道运输外,还有一种就是LNG船运输。在中国,就有这样一批LNG船研发者,宋炜就是其中杰出的一个。
  “在LNG船舶制造的高端领域有中国人一席之地,保障国家能源供给和运输的安全,这是我们的目标。”在这个宏大目标激励下,开发研究所LNG船主任设计师宋炜和同事日以继夜工作,为梦想艰辛付出。
  宋炜个子不高,双目炯炯有神,他是中国最大LNG船的研发者之一。他的工位旁就是一本关于第二代LNG船的资料,重达十多斤,这只是众多资料中的一本。这些资料,记录了关键数据,承载着宋炜多年的心血,而LNG船巨大的船体,就在这样一个个格子间和一本本资料中诞生。
  1998年,主修船舶动力机械的宋炜大学毕业后进入沪东造船厂。从无到有的船型研发,锻炼了宋炜可以独当一面的专业能力。
  2007年,国际上出现了第二代LNG船型和新的设计理念,船体趋于大型化,而中国也需要这样的船。由于第二代LNG船型相较于第一代性能的提升主要在推进系统的设计上,专业扎实的宋炜被选中,投入第二代LNG船研发。
  LNG船属于劳动密集型产品,一条船的制造至少需要几百万工时。当时,韩国设计制造的LNG船处于国际顶尖水平,而其对这项技术完全保密。这也意味着,宋炜和他的队友们,在新一代LNG船研发过程中,只能靠自己。
  “这种船装了货以后,就像一颗浮动的炸弹。”宋炜说。这也意味着,LNG船的设计制造绝对不能出错,一旦发生泄漏、爆炸事故,根本无法紧急处置。
  一条LNG船造价高达2亿多美元,没有客户会买一条有丝毫不安全和不可靠因素的LNG船。因此,对设计而言,是只许成功不许失败的。
  信息边缘大海捞针
  为了填补设计空白,外国海事报道、船舶杂志的报道成了宋炜的参考资料,而这些信息都是边缘化的。宋炜只能苦思冥想,整个过程中有哪些环节?是什么原因可能会造成这个后果?经过数月对双艉推进和单艉推进的不同特性的全面思索,和利用一切与国外船东、船级社交流的机会,这个悬念历时两年才解开。
  有一次,宋炜看到报道上有一张韩国LNG船的远景照片,艉楼形状非常怪异。当时,他就在心里对其“CT扫描”,琢磨里面的“五脏六腑”会是什么。借着这点蛛丝马迹,他对第二代LNG船的天然气焚烧塔的布置有了全新的想法。关键时刻“他的脑子比计算机更好用”,一位资深船级社人员这样评价他。
  第一代LNG船是采用单螺旋桨推进,第二代LNG船采用了双艉推进,从单艉到双艉在技术上并非简单的一加一,比如单螺旋桨的水流不会产生干扰,但是两个螺旋桨之间,内侧外侧的流场完全不对称,导致受力状态十分复杂,在艉管后轴承里轴的运行轨迹就会变得飘忽不定,所以必须在设计上克服许多问题。
  宋炜通过采用艉管轴承第二道斜坡的特殊形状设计,以便实现轴承型线可以与双艉推进可能产生的各种轨迹相耦合,同时采用了大量船艉部精细变性分析,螺旋桨动力学CFD方法以及多种轴系专业分析软件的综合应用,来形成涵盖各种极端恶劣情况下安全推进的双轴系推进方案。
  三年努力签下50亿
  第二代LNG船的舱容为17.2万立方米,舱容变大了17%,能耗显著下降了25%。第一代只能用锅炉燃烧货舱挥发气产生动力,采用蒸汽推进,但到了第二代就有多种选择,可以利用柴油机将货舱挥发气作为燃料,相比锅炉燃烧会更高效;也可以利用再液化设备液化回收来达到理论上的100%液货交付,整个货物运输过程中就会减少损耗。
  用了三年时间,宋炜和他的团队成功开发出了第二代LNG船,并在2010年竞标成功,2011年顺利签下价值50多亿人民币的合同。停不下来的宋炜,如今已投入第三代LNG船研发。
 
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