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三峡升船机创第一 大幅刷新升船机世界纪录

西乌旗视窗 > 资讯 > 国内 > 发布时间:2016-11-28 09:48  来源:新华网  浏览:

游轮在升船机的承船厢中下降到底部(9月18日摄)。

【三峡升船机创第一】三峡升船机是世界上规模最大、技术和施工难度系数最高的升船机。在没有先例和参考标准的情况下,我国企业大胆创新,攻坚克难,完成了这一世界奇迹。

大幅刷新升船机世界纪录

作为三峡工程的收官之作,三峡升船机大幅刷新了升船机的世界纪录。

据中国长江三峡集团公司机电工程局副局长吴小云介绍,比利时斯特勒比升船机,最大提升重量8800吨,最大提升高度73米,是三峡升船机之前世界最大的升船机。

较之于斯特勒比升船机,三峡升船机提升总重量为15500吨,最大提升高度为113米,分别提高了近一倍和近二分之一。


 
 
游轮在升船机的承船厢中缓缓下降(9月18日摄)。新华社记者 程敏 摄
 
  与斯特勒比升船机的钢丝绳卷扬提升方式不同,三峡升船机采用的是齿轮齿条爬升方式。
 
德国尼德芬诺升船机是齿轮齿条爬升方案的代表,提升总重量4300吨,最大提升高度36米。三峡升船机在提升总重量和最大提升高度上,均为尼德芬诺升船机的三倍以上。
 
与之相应,三峡升船机齿条、螺母柱的规模和制造难度世界最大,同时有着世界上最大规模的闸首设备、最大体积的升船机承船厢和最为复杂的升船机计算机监控系统。

据吴小云介绍,三峡升船机上闸首工作门支撑跨度27.0米,自重480多吨,可适应3.75米的水位变化;下闸首工作大门支撑跨度28.1米,自重670多吨,可适应1.97米的水位变化

 

 
游轮在升船机的承船厢中缓缓下降(9月18日摄)。新华社记者 程敏 摄
 
  “硬币不倒”见证工程奇迹
 
三峡升船机由上游引航道、上闸首、承船厢、下闸首和下游引航道组成,其中承船厢是核心部分,有效尺寸长120米,宽18米,正常水深3.5米,最大过船规模为3000吨级。

三峡升船机被称为“船舶电梯”。通过三峡升船机,只需约10分钟,船舶就可以完成近40层楼高度的垂直上升或者下降。记者日前乘坐船舶过三峡升船机时发现,三峡升船机下降过程中,硬币始终竖立在甲板上不倒。

原来,三峡升船机由四个驱动点的齿轮齿条机构同步驱动,电气传动系统可以保证承船厢四个驱动点在电气同步控制方式下全行程高程同步误差小于2毫米,是世界升船机中同步提升精度最高的升船机。



 
游轮进入升船机的承船厢(9月18日摄)。新华社记者 程敏 摄
 
  而且,三峡升船机共有4800多个监控点采集信号,用于三峡升船机的运行控制、状态监视、安全保护与过程管理。
 
三峡升船机主体工程土建与部分设备安装工程由中国葛洲坝集团公司历时六年半建成。土建施工达到高精度要求,三峡升船机承重塔柱结构的高度为146米,塔柱混凝土全高的垂直度偏差不大于30毫米,截面尺寸允许偏差在正8毫米和负5毫米之内。

“三峡升船机是在没有任何经验可以借鉴的情况下建成的。”中国长江三峡集团公司三峡枢纽建设运行管理局局长张曙光说。

据介绍,三峡升船机承船厢由德国公司设计,长江设计院负责三峡升船机总体设计,包括上下游引航道、所有建筑物及相应的金属结构、机械设备和机电设备等的设计,并承担了对德国公司设计成果进行复核和审查的任务。


  
 
资料图:三峡升船机在建期间
 
  中国制造实现质的飞跃
 
三峡升船机是客货轮和特种船舶的快速过坝通道,其中3000吨级的客轮可载千人,如何确保安全,是重中之重。
 
据介绍,三峡升船机自上世纪50年代开始研究论证,70年代后期进入选型设计阶段,初步设计于1993年通过审查。不过,由于这座升船机体型巨大,原设计采用的钢丝绳卷扬提升方案,受到了安全可靠性的质疑。

“钢绳卷扬的驱动,是靠驱动卷筒卷着钢绳走。这会有浅盘效应。这么大的船厢里面的水看起来特别浅,像盘子,当盘子倾斜的时候,水往一处涌,一边的钢绳翘起来,无法受力,就会翻。”吴小云说。

1995年,国务院三峡建委决定缓建三峡升船机,重新进行方案比选及论证设计。2003年,国务院三峡建委同意三峡升船机齿轮齿条爬升方案。2007年,三峡升船机续建工程恢复施工。

据中国工程院院士陆佑楣介绍,齿轮齿条爬升方案采用螺旋锁定装置,即利用对称安装的旋转螺母与保安螺杆相旋合。当承船厢产生较大的不平衡力时,驱动装置停止运转,由于螺旋的自锁作用,承船厢被锁定在保安螺杆上。因此,“即便发生意外事故,也不至于造成重大灾难。”

三峡升船机包括承船厢、齿轮、齿条等在内的关键设备几乎都由中国企业生产,中国制造由此实现质的飞跃。比如,三峡升船机齿条模数高达62.7毫米、淬硬层深度6毫米以上,完全按照德国标准和相关欧洲标准及ISO标准进行制造和验收,面临一系列世界性难题。试制过程中,三峡集团组织郑州机械研究所、中国第二重型机械集团公司进行攻关。经过两年艰苦尝试,三峡升船机第一节不开裂的齿条终于制造成功。

1:1的齿条疲劳试验显示,疲劳试验机都坏了,而试验齿条依然没有出问题。经过试验测算,三峡升船机齿条的运行寿命可达70年。

“三峡升船机建设施工的突破,促进了国家整个机械制造业的提升,对于以后建造巨型建筑物也有指导意义。”中国工程院院士郑守仁说。


 
 
三峡升船机通过验收转入试通航
 
  延伸阅读: 三峡升船机通过验收转入试通航 为世界最大升船机
 
三峡升船机13日通过试通航前验收,标志着这一世界级升船机工程开始由建设阶段逐步转入通航试运行阶段。 三峡升船机是世界最大的升船机,具有提升高度大、提升重量大、上游通航水位变幅大和下游水位变化速率快等特点,技术和施工难度都是世界之最。其中由武船集团制造的三峡升船机承船厢可载3000吨级船舶,最大爬升吨位高达1.55万吨,最大爬升高度113米。作为三峡工程的永久通航设施之一,三峡升船机是客货轮和特种船舶的快速过坝通道。

国务院长江三峡工程整体竣工验收委员会枢纽工程验收组11日至13日在三峡坝区召开长江三峡水利枢纽升船机工程试通航前验收会议。验收组成员在查看现场、听取汇报、查阅资料和认真讨论的基础上,通过了《长江三峡水利枢纽升船机工程试通航前验收鉴定书》。鉴定书明确,三峡升船机已按国家批准的设计方案基本建成,具备试通航条件。

三峡升船机自上世纪50年代开始研究,经历了漫长的论证、比选和设计过程,被誉为三峡工程最后的“谜底”。1995年4月,国务院三峡工程建设委员会研究决定升船机工程缓建。2007年10月,升船机续建工程恢复施工。2012年7月,除升船机外的三峡工程建设任务全面完成。

三峡升船机工程的建设者们大胆创新设计理念、制造技术、施工工艺和管理方法,成功解决了船厢及其设备与塔柱变形协调,齿条螺母柱、船厢结构这些关键设备的制造等一系列世界级技术难题,有力地推动了世界升船机技术的发展和应用,为大型垂直升船机建设积累了宝贵经验。三峡升船机建设在提高我国升船机建设水平、专业设备设计制造能力等方面,也发挥了十分重要的促进作用。


 
 
三峡升船机通过验收转入试通航
 
2015年11月初,三峡集团公司展开三峡升船机全行程调试。调试高度为下游62米至上游175米,为三峡升船机最大爬升高度。

与三峡船闸过船不同,船舶在三峡升船机承船厢里,像坐电梯一样,被悬在空中,由机械驱动承船厢升降,以克服大坝上、下游的集中水位落差。

2015年12月21日下午1时40分,实船试验开始。1000吨级旅游船“长江电力”号驶入三峡升船机上游引航道。此时,承船厢与上闸首工作门对接,上闸首段依次开启活动桥、上闸首卧倒门,承船厢依次开启防撞装置、船厢工作门,旅游船缓缓驶入承船厢。随后船厢内相关设施依次关闭,开启船厢间隙泄水系统。

此时旅游船在承船厢中,仿佛进入了一个装水的“大脚盆”。承船厢开始以0.2米/秒的速度下行,当行驶至下游对接位时,承船厢与下闸首工作门对接,间隙充水。然后,旅游船驶出承船厢。

据了解,目前,现有三峡双向船闸的设计通过能力为1亿吨,普通船舶平均待闸时间近40小时、危险品船舶则超过50小时,下行船舶最长待闸时间达340小时。旅游船难以等候,多在宜昌转运乘客。三峡枢纽通过能力不足与日益增长的长江上下游水运量之间的矛盾愈加突出。

三峡升船机承载船型的设计定位主要适应3000吨级大型客轮、旅游船,及部分运送鲜活快速物资货船。据介绍,三峡升船机一旦投用,这类船舶过坝时间将由现在通过永久船闸的3.5小时缩短为约40分钟,届时游客有望不再转车换船,预计每年将为三峡大坝增加600万吨的过坝能力,使长江黄金水道通航效益及社会经济效益得以充分发挥。综合新华社等

 
 
挖泥船在下游引航道疏浚清淤,为升船机投入使用创造通航条件
三峡工程升船机试运行在即

三峡工程升船机已经成功完成载船过坝实验,即将投入试运行。这是世界最大的升船机,于2009年4月开工,其承船厢长132米、宽23.4米、高10米,提升高度为113米。以后3000吨级及以下船舶通过三峡船闸的时间,将由现在的3.5个小时缩短到40分钟。

 


升船机承船厢内部

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文章关键词: 三峡升船机 (责任编辑:西乌旗诚诺)

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