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天鲲号（Tian Kun Hao），是中国上海振华重工集团启东公司建造的新一代重型自航绞吸挖泥船，[2]是目前世界第三、亚洲最大最先进的绞吸挖泥船。[4]
2015年12月，天鲲号正式开工建造。[3]2017年11月3日，在江苏启东成功下水。[6]2019年3月12日，天鲲号完成通关手续，从江苏连云港开启首航之旅，标志着天鲲号正式投产。[9]2020年10月13日，天鲲号和“深海一号”暨“蛟龙号”抵达广东深圳蛇口邮轮母港，助阵2020中国海洋经济博览会。[10]
天鲲号全船长140米，宽27.8米，最大挖深35米，总装机功率25843千瓦，设计每小时挖泥6000立方米。[2]天鲲号依靠绞刀、泥泵和吸泥装置来完成疏浚作业，施工作业时，绞刀转动、切削、打碎土壤，泥泵吸入打碎的泥土，然后吸泥装置借助水上与陆地的排泥管道，输送泥浆到指定的区域，完成疏凌或者吹填施工作业。[11]2019年11月30日，天鲲号被评为“第二届优秀海洋工程”。 [12]
发展沿革
2000年之前，中国的大型挖泥船主要是从国外进口。国外对中国采取严格的技术封锁，仅仅高价向中国出口整船。大型现代化的挖泥船是结构复杂、技术含量高的特种工程船，国际挖泥船市场基本被欧洲少数几个国家垄断。[13]
2002年，上海交通大学船舶与海洋工程设计研究所率先开展大型疏浚装备研究，在中国自行开发设计了第一艘大型非自航绞吸挖泥船“航绞2001”。在中交集团和大型疏浚企业支持下，开展了大型绞吸挖泥船设计技术研究及专用疏浚设备开发。[14]
中交天津航道局于2003年准备启动大型绞吸船的建造工作，并与作为世界疏浚行业领军设备制造商的一家荷兰公司商谈。最终双方没有达成一致，谈判随之搁浅。[15]
2006年，天津航道局联合中国产、学、研单位成功建造中国第一艘拥有完全自主知识产权的现代化大型绞吸挖泥船——“天狮”船，彻底打破了国外挖泥船的技术垄断，且造价不到进口船舶的一半。2007年2月17日，“天狮号”以22小时40分挖泥85177立方米，创下中国绞吸挖泥船单日挖泥量的新纪录，超过了当时的进口船。[15]
2006年，“天鲸号”开始筹划，[15]2008年4月28日由招商局重工(深圳)有限公司开工建造。[16]
2015年12月，[3]作为“天鲸”号的升级版，由中交天津航道局有限公司投资，[1]中国船舶工业集团公司第七〇八研究所设计的中国拥有完全自主知识产权的新一代重型自航绞吸挖泥船天鲲号，在上海振华重工集团启东公司正式开工建造。[6]2017年11月3日上午，亚洲最大、最先进的重型自航绞吸船天鲲号在启东下水。标志着中国疏浚装备研发建造能力进一步升级，已处于世界先进水平。[17]该船配备了油缸式柔性重型钢桩台车系统，可适应3米高的波浪；并拥有国际领先的自航绞吸船智能集成控制系统。[18]天鲲号随后历时7个月先后完成全船液压管系安装、船舶舾装涂装工作、构建分布全船电力系统等各种设备的安装调试，并完成船舶倾斜试验。[18]
天鲲号于2018年6月8日下午16时，具有中国自主知识产权的亚洲超大重型自航绞吸船“天鲲号”，经由长江口北角开往浙江花鸟山海域进行为期3天的海试。[19]期间，天鲲号将面临多项考验，如航速测定、停船试验、回转试验、抛锚试验、操舵装置试验、船舶动力系统功能试验及其他辅助系统功能试验。除了航行时需要进行慢车、停车、全回转、溺水救生等一系列紧急动作外，还要对雷达、电罗经、磁罗经等助航辅助设备进行调试校正。[20]
天鲲号于2018年6月11日结束此次海上试航，并于当天19时前返航至船厂码头。试航结束后，还将进行航行试验意见整改，并继续进行疏浚设备调试，为后期挖泥试验做准备。[18]
经过为期近4天的海上航行，首艘由中国自主设计建造的亚洲最大自航绞吸挖泥船——天鲲号于2018年6月12日成功完成首次试航。这标志着天鲲号向着成为一艘真正的疏浚利器迈出了关键一步。[21]
2018年天鲲号自动挖泥控制系统调试成功，实现无人操控自动挖泥操作。天鲲号成功实现无人操控全自动挖泥操作，开启中国疏浚行业自动化新时代。[22]
2019年1月9日，中国自主研发的亚洲最大重型自航绞吸船天鲲号经过近3个月的挖泥、挖岩试验后顺利返航。这标志着其完成全部测试，正式具备投产能力。[23][24]
2019年3月4日，重型自航绞吸挖泥船天鲲号缺陷消除证明文件正式签署，标志着天鲲号所有技术监造工作全部完成。[1]
2019年3月12日，亚洲最大的重型自航绞吸船天鲲号完成通关手续，从江苏连云港开启首航之旅，标志着完全由中国自主研发、建造的疏浚重器天鲲号正式投产首航。[25]
2021年3月28日，亚洲最大重型自航绞吸船天鲲号顺利完成了国家西部陆海新通道重点建设项目——钦州港东航道扩建工程（扩建10万吨级双向航道）一期调整工程的既定施工任务，比原计划提前32天。[26]
2021年8月17日，在江苏盐城滨海港海域，亚洲最大重型自航绞吸船天鲲号完成吹水试验及全部工前准备工作，即将投入盐城滨海港疏浚工程建设。[27]
2022年10月21日，亚洲最大重型自航绞吸船天鲲号完成全部设备调试及工前准备工作，正式投入连云港港赣榆港区10万吨级航道南延伸段一期工程建设。[28]
2023年2月，亚洲最大重型自航绞吸船天鲲号在阿联酋阿布扎比港开展作业，支持中国港湾工程有限责任公司参与的胡达里亚特岛疏浚吹填工程建设，这是该船首次进入国际高端疏浚市场。[29][30]
船体设计
对于自航绞吸船的设计，首先考虑绞刀桥架设在艏或艉。“天鲸”号船体为单体、双底、局部设中间甲板的双机双桨船型。桥架布置在船首，钢桩台车布置在船尾。主船体从艏至艉分别为桥架区域、变频设备与泥管区域、泥泵区域、机舱区域和钢桩台车区域，钢桩台车区域也是推进轴系和螺旋桨布置区域。主甲板上设有艏艉楼，舯部设六层住舱甲板室，舯艉两舷设辅助用甲板室，在船舯区域的左右两舷各设置一套装驳系统。[31]通过"天鲸号"的使用经验并综合分析，桥架布置于船尾的方案在船型、浮态、快速性、结构强度和航行视线等方面均有优势。[32]
动力系统
天鲲号采用全电驱形式，整船的装船柴油机数量为5台，装机功率为25842kW，相比常规推进混合驱动形式及电力推进混合驱动形式的装船柴油机数量为7台，装机功率为27108kW，全电驱形式装船柴油机数量少了2台，装机总功率降低了4.7%。[32]
作业系统
天鲲号选用了密封舱电机驱动形式，即短轴传动系统，是由电动机通过安全联轴器、齿轮箱、鼓形齿联轴器、绞刀短轴驱动纹刀。由于在水下工作，因此需对电动机采取密封措施，要求电动机的绝缘性能要好。[32]
桥架耳轴的形式按布置位置分为在船体主甲板以上和船体主甲板以下两种形式。天鲲号采用了上下双耳轴形式。通过切换铰点调整桥架位置，可满足6.5~35m挖深范围内的施工需要。[32]
控制系统
天鲲号在吹填工况下，以设定的泥浆流速为主要的控制输入，以泥泵间的压力、末级泵的排出压力为限制条件，充分考虑动力设备的机械传动性能，实时合理调节各个泥泵的转速，使泥浆流速维持在某个设定的流速区间内。[32]
定位系统
钢桩台车定位系统的总体布置是该系统设计中的首要关键，钢桩台车定位系统从底至顶共分为4层平台：第1层平台布置下抱箍结构和下横向限位装置，第2层平台布置下行走油缸，第2层平台和第3层平台之间布置平衡梁结构、滑移系统和拖航垂向支撑结构，第3层平台布置上横向限位装置和液压阀组，第3层平台和第4层平台之间布置上行走油缸、钢桩夹具、可转动的上抱箍结构及转动轴和倒桩油缸下铰链，第4层平台布置提升夹具、提升滑轮组和起升油缸。[32]
工作原理
天鲲号绞吸式挖泥船的挖掘作业主要依靠绞刀、泥泵和吸泥装置，在挖泥作业中，绞刀转动、切削、打碎土壤，泥泵吸人打碎的泥土，然后借助水上与陆地的排泥管道，输送泥浆到指定的区域，完成疏凌或者吹填施工过程，天鲲号尾部有钢柱两根，挖泥时将其中一根插人河底作为定位桩，用缆拉动挖泥船，以定位桩为中心，左右摆动挖泥。前移时，用另一根钢桩交替地换桩，因此，绞刀挖泥过程呈扇形前进。[11]
船舶参数
项目参数长度140m宽度27.8m设计吃水6.5m垂线间长115.02m型深9.0m航速12节排距15000m挖掘效率6000立方米/时泥泵电机总功率17000kW绞刀功率6600千瓦铰刀类型通用、粘土、挖岩和重型挖岩总装机功率25843千瓦最大挖深挖深6.5-35m建造业主上海振华重工集团启东公司整体设计和总装单位中国船舶工业集团公司第七〇八研究所投资中交天津航道局有限公司总设计师费龙参考资料：[6][1][33][34][35]
应用领域
天鲲号，是中国第一艘自行设计建造、拥有完全自主知识产权的新一代疏浚造岛利器，也是亚洲最大的自航式绞吸挖泥船。[36]装备了亚洲最强大的挖掘系统，根据地质条件，配置通用、黏土、挖岩及重型挖岩4种不同类型的绞刀，适用于挖掘淤泥、粘土、密实砂质土、砾石、强风化岩以及单侧抗压强度45MPa的中弱风化岩。[7]
获得荣誉
国际知名船舶杂志《Maritime Reporter & Engineering News》发布的2017年“年度世界名船”榜单中，振华重工为中交天航局建造的6600千瓦绞刀功率重型自航绞吸挖泥船天鲲号成功入选“2017年世界名船”。[4]
2019年11月30日，天鲲号自航挖泥船被评为第二届优秀海洋工程。[12]
2022年1月中国航海学会正式公布了2021年度中国航海学会科学技术奖评审结果[37]中交天津航道局有限公司的超大型自航绞吸挖泥船天鲲号研制获特等奖。[38]
2022年5月4日，中交天津航道局有限公司天鲲号荣获第二十六届“中国青年五四奖章集体”。[39]
2023年9月19日，上海振华重工集团(股份)有限公司的重型自航绞吸船天鲲号获第二十三届工博会CIIF大奖。[40]
相关事件
参考资料 40
- 感动交通 ｜ “天鲲号”自航绞吸挖泥船监造技术团队：匠心细琢成就“国之重器” — 交通发布
- 国之重器亚洲最大重型自航绞吸船“天鲲号”亮相 — 正观新闻
- “天鲲”挖出新海陆 — 金台资讯
- 【荣誉】“天鲲号”入选“2017年世界名船” — 上海振华重工
- “天鲲号”有多牛?可实时显示疏浚三维土质、推算潮位 — 手机环球网
- 中国最强造岛神器“天鲲号”即将下水 — 环球网
- 一图解读|亚洲最大重型自航绞吸船“天鲲号”是怎样炼成的 — 澎湃新闻
- “造岛神器”——“天鲲”号 — 人民资讯
- 科技日报 — 新浪微博
- “深海一号”暨蛟龙号和“天鲲号”抵达深圳参加2020中国海博会 — 人民网
- 参考 11
- 2018年全国新增重大海洋工程投资超550亿元 — 胶东在线
- 上海交大"绞吸挖泥船世家":在中国疏浚史上书写浓墨重彩的一笔 — 上海交通大学新闻学术网
- 船建学院自主研发“天鲸”号系列挖泥船为中国远海海造岛工程作重要贡献 — 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
- "天鲸号"获国家科学技术进步特等奖:曾南海造岛 — 新浪财经
- 媒体揭秘我国“造岛神器”:削岩如泥，严禁出口 — 澎湃新闻
- 重器 | “鲲鹏展翅”!中国造亚洲最强“造岛神器”成功下水 — 参考消息
- 亚洲超大重型自航绞吸船“天鲲号”首次出港海试 — 央广网
- 亚洲最大重型自航绞吸船“天鲲号”出港海试 — 国务院国资委
- 亚洲超大重型自航绞吸船“天鲲号”首次出港海试 — 中国新闻网
- 天鲲号首次试航成功 — 人民网
- 国资小新 — 新浪微博
- 大考归来！我国自主研发疏浚重器“天鲲号”完成测试 — 新民晚报
- 大考归来！自主研发疏浚重器“天鲲号”完成全部测试 — 新华网
- 中国自主研发疏浚重器“天鲲号”投产首航【查看原图】 — 人民网
- 天鲲号再立新功：提前完成任务，助力北部湾国际门户港建设_中国政库_澎湃新闻-The Paper — 澎湃
- 亚洲最大重型自航绞吸船“天鲲号”完成吹水试验 — 今日头条
- 国之重器亚洲最大重型自航绞吸船“天鲲号”亮相 — 今日头条-中国青年报
- “天鲲号”首次进入国际高端疏浚市场作业 为高质量共建“一带一路”贡献力量 — 环球网
- “天鲲号”首次进入国际高端疏浚市场作业 — 中阿合作论坛
- “天鲸”号大型自航绞吸式挖泥船 — 中国知网
- 参考 32
- “天鲲号”投入滨海LNG项目施工 — 人民资讯
- 中国最强造岛神器“天鲲号”即将下水 — 环球网
- 从“天鲸”到“天鲲”:中国疏浚重器扬帆远航 — 人民网
- 天鲲号踏浪而行 — 青瞳视角
- 大连海事大学 — 微信公众平台
- 2021 年度中国航海学会科技进步奖项目 — 中国航海学会
- 天鲲”遨游（逐梦·十年奋进路） — 人民资讯
- 第二十三届工博会CIIF大奖揭晓，获奖名单来了 — 澎湃新闻