隨着三峽運量的增加,不論效率還是載重,以往的五級船閘都難以滿足當下過壩需求。由中船重工研製的升船機近日試通航,不僅能載重15500噸,還將過壩時間由3個多小時縮短至40分鐘。近日,記者隨中船重工走進三峽,對這個世界規模最大升船機一探究竟。
“爬樓梯”改為“坐電梯” 升船機借“巧力”載萬噸
開門、進船、關門、注水、托舉……以往,輪船都是通過船閘一級一級往上送過壩的,一般需要四到五級船閘,被人們形象地稱為“爬樓梯”。升船機則是依靠一個巨大的船廂,用類似“坐電梯”的方式承載輪船一次性過壩。
記者隨船進入注滿江水的船廂,十幾分鐘的工夫就升到大壩最高處,加上前後過壩時間,不超過40分鐘,整個上升過程很平穩,幾乎感受不到已“爬”了100多米。
升船機現場負責人劉科青告訴記者,這個“穩”勁兒得益於托舉工具的創新。三峽升船機在建造時,將國外卷揚機卷繩拉動改為齒輪齒條咬合爬升。“就像拉鎖一樣,穩固地將升船機拉上來。既避免了卷揚機卷繩斷裂的風險,又確保過壩的舒適度。”劉科青說,看似“笨重”的升船機其實是一個擁有“高智商”、精工嚴密的自動機械系統。
除了穩健,升船機還在世界範圍首次實現了15500噸的載重量。達到這樣效果,用的是“四兩撥千斤”的巧勁兒。
“和過去載多重的船,用多少的水相比,現在就是加個‘秤砣’的事。”劉科青說,通過配重,升船機變成了一個天平,只需少量電力相助,就能輕鬆載萬噸。
誤差不超2毫米 “龐然大物”彰顯中國工藝
如果說這個長超百米、載重萬噸的龐然大物,螺母和螺杆的對中誤差在2毫米以內,大部分零件精度都是毫米級的,你會不會覺得難以置信?
中船重工所屬武漢船舶公司副總經理岳秋良告訴記者,升船機對精度的控制彰顯了中國工藝。“船廂注水後都會產生一定程度的變形。而載重大、提速快的現實要求使得升船機必須將變形幅度縮減至最低,最大限度確保安全。”他說,升船機船廂與塔柱變形總長度偏差不大於10毫米,總寬度偏差不大於7毫米,齒條、螺母柱橫梁位置度偏差不大於2毫米。
除了製造精度,系統同步運轉精度誤差也在毫米級。
此外,升船機還對安全性進行了反覆的實驗和論證。“僅齒條偏差實驗就進行了70萬餘次,實驗儀器都‘累壞了’,齒輪齒條仍正常運轉。”中船重工集團董事長胡問鳴說。
白紙上作畫 攻克29個關鍵技術難題
一方面三峽水情複雜、水位變幅大、通航密度高;另一方面,升船機系統眾多,功能複雜,這些都使得升船機的設計、製造等過程充滿挑戰。
“三峽升船機是世界上規模最大的垂直升船機,它帶水運行,機、電、液的複雜性超過目前任何提升設備,很多難題前所未有,沒有成熟的經驗可供參考、借鑑。”胡問鳴說。
面對超高難度,研發製造人員迎難而上,相繼掌握了製造和安裝等多方面的核心技術,攻克了機電同步、通訊傳導、運行控制、系統集成、故障自檢等方面29個關鍵技術難題,其中不乏世界級技術難題,擁有包括18項發明專利在內的30項專利。
“比如,對船廂滿水、失水、淹水、沉船等情況的保護措施,船舶撞擊保護措施等技術,都在國內首次實現,有的甚至是全球首次。”胡問鳴說。