创新的挖泥船7391.docx

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1、新的超大型自航绞吸挖泥船 世世界上最大大的绞吸挖挖泥船 新一代代挖泥船研研究与开发发的说明Franss A.MM. Liijmbaach, Robbby dee Baccker, Casspar H.M. Kraamerss, Laaurenns J. de Jongge摘要：绞吸吸挖泥船最最适合处理理硬质土和和粘性土。但但是绞吸挖挖泥船也应应具有耙吸吸挖泥船的的一些特有有的优点，如如自航、自自给和在海海上作业。大大约15年年前，曾建建造过一些些可自航的的绞吸挖泥泥船，并在在不同的工工况下使用用。直到目目前，仍在在使用中的的最大的绞绞吸挖泥船船是“Leonnardoo da Vincci”（“

2、达?芬奇奇”）号，其其总装机功功率约200,0000kW。根根据该挖泥泥船所积累累的经验，JJan dde Nuul 集团团认为研制制新一代绞绞吸挖泥船船的时机已已经成熟，新新一代挖泥泥船最显著著的特征就就是规模扩扩大，尤其其是在疏浚浚功率和更更完善的通通用性和方方便性方面面。这些观观念构成了了一艘新绞绞吸挖泥船船的方案设设计。与JJan dde Nuul及分承承包商和供供应商合作作共同研发发并制造世世界上最大大的绞吸挖挖泥船，这这又一次对对IHC荷荷兰公司提提出了挑战战。该船的的总装机功功率将达227,5000kW，船船舶规模将将增加377。 在研研制过程中中，我们将将疏浚设备备设计、制制造

3、和使用用的经验与与在疏浚技技术、造船船学、轮机机工程、材材料技术、电电气工程、IICT和控控制技术领领域的最新新进展相结结合。 本文文从历史的的角度和市市场的眼光光来分析这这一新研制制的挖泥船船，将它与与早期耙吸吸挖泥船市市场中出现现的规模扩扩大相比较较，对其一一些特有特特征、功能能要求、限限制和条件件加以分析析。同时，还还对一些次次级系统的的开发、以以及选用的的方法和遇遇到的问题题加以分析析。本文将将讨论土壤壤类型、船船舶主尺寸寸、绞刀桥桥架（15550 tt）、绞车车系统、定定位桩（每每根2300 t）及及其提升和和卧到系统统、泥泵系系统（155800kkW，在三三台泵之间间分配）、各各种

4、电能系系统、环境境方面、振振动和噪声声问题的解解决、流体体动力方面面和船舶抗抗风浪性能能等。关键词：绞绞吸挖泥船船，自航，航航海1. 前言言 本文文介绍了迄迄今为止建建造的功率率最大的自自航绞吸挖挖泥船“J.F.J. DDE NUUL”号。它的的所有部件件比原先建建造的“马可波罗罗”号和“达?芬奇奇”号都要大大，而且功功率也更大大。该船交交付使用后后，JANN DE NUL集集团将拥有有三艘均由由IHC建建造的世界界上最大和和功率最强强的自航绞绞吸挖泥船船。启动投投资如此巨巨大的一个个项目蕴含含着诸多的的风险，因因为必须重重新考虑各各种已知的的限制因素素，并且常常常必须跨跨越这些限限制因素。这

5、这些限制不不仅存在于于技术领域域，也存在在于财务和和操作方面面。本文仅仅对研制这这艘绞吸挖挖泥船的技技术方面加加以讨论。 审视这一艘艘新船时，人人们会提出出两个问题题：? 是不是越越大越好？? 设计、建建造这样一一艘船有什什么要求？是不是越大大越好？人人们研制这这种绞吸挖挖泥船是出出自于要超超越当前这这一代绞吸吸挖泥船在在操作上存存在某些限限制的需要要。因此，它它必须在海海况下具有有更高的产产量和更高高的工作效效率。为了了正确看待待启动这一一项目的决决策，本文文将从历史史和市场的的角度进行行分析，还还将把“J.F.J. DDE NUUL”号和其它它大型绞吸吸挖泥船进进行比较。 初看看之下，该该

6、船很象是是直接按照照“达?芬奇奇”号进行设设计和建造造的一个较较大的复制制品。但实实际情况并并非如此。自自从19886年“达?芬奇奇”号交付使使用后的117年里，发发生了许多多变化。新新技术、新新材料和新新的自动化化设备被开开发出来。但但最重要的的一点是在在各种系统统和结构的的设计中功功率和重量量都增加了了。对于IIHC来说说，这意味味着需要在在设计、计计算和实际际建造中付付出更多的的努力和艰艰辛。对有有些供应商商来说，所所需要的某某些系统的的技术规格格远远超出出了他们以以往供应的的范围。有有时，在结结构上也会会受到限制制，因此必必须寻找新新的解决方方案。图1. “J.F.J. DDE NUU

7、L”号艺术印印象图 出于于以下几方方面的原因因必须进行行创新：- 需要在性性能方面超超越现有的的绞吸挖泥泥船，尤其其是在海况况条件下的的作业能力力；- 与环境和和船员工作作条件有关关的法规；- 在经验和和技术改进进的基础上上对现有系系统的改进进；- 适应功率率和重量的的增加。 因此此，初看之之下，该船船及其各个个系统似乎乎只是通常常的做法。船船上每样东东西都是成成比例的。这这使得人们们容易忘记记即使是熟熟知的或简简单的结构构也需要多多少创新，而而这些创新新被掩盖在在下面。 “JJ.F.JJ. DEE NULL”号的设计计和建造是是JAN DE NNUL集团团、IHCC荷兰公司司和所有相相关供应

8、商商共同努力力取得的巨巨大成就。这这艘船是117年后建建造的第一一艘自航绞绞吸挖泥船船，并且开开始了新一一代绞吸挖挖泥船的研研制。所有有的努力已已变为经验验并扩展了了许多有关关人员的能能力。2. 历史史观点 本章章从历史的的角度来分分析“J.F.J. DDE NUUL”号的研制制。2.1 绞绞吸挖泥船船 绞吸吸挖泥船通通常作为适适用于各类类土质的一一种非自航航设备。而而自航绞吸吸挖泥船则则主要用于于疏浚硬质质土和粘性性土。安装装在绞刀桥桥架端部的的绞刀用来来破坏土壤壤的粘聚力力、聚集泥泥土并产生生泥浆。离离心泵吸入入泥浆并将将其装入泥泥驳或通过过水上排泥泥管进行远远距离输送送。挖泥船船通过插入

9、入海底的一一根定位桩桩固定其位位置。利用用边锚绞车车和钢缆进进行绞锚，使使挖泥船绕绕着定位桩桩摆动。一一旦将土壤壤浚挖至规规定的深度度，整条船船需要向前前移动一步步。这可以以利用一根根辅助定位位桩来实现现，或利用用定位桩台台车来实现现，这样可可以减少定定位桩的操操作时间和和提高产量量。 绞吸吸挖泥船设设计和操作作过程中的的三个主要要问题是：问题 所涉及及的系统1. 产量量 绞刀、泥泥泵、边锚锚、定位桩桩系统、绞绞车2. 绞刀刀精确定位位 绞刀架、边边锚、定位位桩系统、绞绞车3. 切割割力的传递递 绞刀架、绞绞刀、边锚锚、定位桩桩系统、绞绞车 这三个问题题相互作用用，而各个个系统集成成多种功能能

10、。2.2 绞绞吸挖泥船船起源 最早早的绞吸挖挖泥船199世纪出现现在美国。在在美国它发发展成为最最主要的疏疏浚设备。欧欧洲和日本本的挖泥船船都采用了了绞吸挖泥泥船的原理理并不断努努力改进设设计提高性性能。在欧欧洲，一直直都是以荷荷兰和比利利时的疏浚浚公司和船船厂为主在在进行创新新。由于绞绞刀精确定定位和切削削力传递的的原因，绞绞吸挖泥船船最初仅用用于没有大大浪的有掩掩护水域。它它属非自航航挖泥船，被被认为不能能在海况下下施工。2.3 自自航绞吸挖挖泥船 然而而，到了770年代，在在海况下疏疏浚硬土和和岩石的需需求显著增增长。荷兰兰和比利时时的疏浚承承包商们意意识到了这这一潜在的的国际市场场并寻

11、找解解决方案。首首批建造的的是远洋、非非自航重型型绞吸挖泥泥船。随后后在19777年Zaanen-Versstoepp (现在在的Bosskaliis)公司司建造了“Aquaariuss”号，是由由De MMerweede（11993年年后并入IIHC）船船厂建造的的。由此开开创了一种种新类型的的绞吸挖泥泥船，也是是第一艘大大型自航绞绞吸挖泥船船，其总装装机功率为为12,7750kWW。尽管自自航绞吸挖挖泥船的建建造和使用用成本都较较高但人们们依然选择择它的原因因主要有两两个。第一一，为了适适应在海况况下工作，自自航船舶装装备较好，能能够应付大大风浪或无无需帮助自自行前往避避风场所。自自航船舶

12、能能够完全独独立地工作作。第二，此此类船舶的的市场是国国际化的，相相对较小的的工程分布布在世界各各地。自航航挖泥船使使调遣和调调离的时间间和费用显显著降低。图2. “Aquaariuss”号2.4 疏疏浚承包商商间的竞争争 所有有的疏浚承承包商都彼彼此注视着着对方。在在设备方面面有两条适适用法则。效效仿法则是是指一旦新新一代的设设备得到了了验证，其其余的所有有人都会效效仿。发展展法则是指指效仿者希希望它变得得更大、更更重、功率率更大。所所有的自航航绞吸挖泥泥船都是在在随后的数数年内建成成的，例如如“Orannje”号（Booskallis公司司）和“马可?波波罗”号（Jaan dee Null

13、公司）。11986年年，随着“Bilbberg I”号（现在在称为“Ursaa”号）和“达?芬奇奇”号的建成成，自航绞绞吸挖泥船船的开发停停止了，而而“达?芬奇奇”号依然是是在服役中中的功率最最大的自航航绞吸挖泥泥船。800年代末，由由于进入经经济不景气气时期各大大疏浚承包包商都遇到到了问题。没没有新的投投资，自航航绞吸挖泥泥船的开发发停止了。2.5 非非自航绞吸吸挖泥船 在770和800 年代，在在自航绞吸吸挖泥船发发展的同时时，非自航航绞吸挖泥泥船也得到到了改进。由由于来自中中东的承包包商和有关关机构不断断增长的需需求，这些些非自航绞绞吸挖泥船船的开发并并未停滞。从从“Mashhhourr

14、”号（苏伊伊士运河管管理局，11996）和和“Al SSadr”号(阿联联酋国家疏疏浚公司NNMDC，11999)可以看出出规模在增增大。“Mashhhourr”号甚至比比“达?芬奇奇”号的装机机功率更大大，但大部部分功率都都分配给了了泵，分配配给绞刀的的功率比“达?芬奇奇”号少得多多。图3. “Al SSadr”号2.6 同同类的自航航耙吸挖泥泥船 进入入90年代代初期，随随着第一艘艘大型自航航耙吸挖泥泥船“J.F.J. DDE NUUL”号（现已已出售并更更名）的下下水以及随随后为国际际疏浚公司司（DI，为为DEMEE的成员）建建造的第一一艘超大型型自航耙吸吸挖泥船“珠江”号，疏浚浚设备开

15、始始了新一轮轮的大发展展。超大型型自航耙吸吸挖泥船使使大型土地地吹填项目目在经济上上成为可行行从而创造造了自己的的市场。整整个自航耙耙吸挖泥船船队的现代代化就此开开始。设备备的发展以以及最重要要的自动化化催生了超超大型经济济型船舶。正正在此时，尺尺度的进一一步增大是是否可行的的疑问使这这种发展趋趋势停滞下下来。“WD FFairwway”号（Booskallis公司司）是其中中最大的，舱舱容量扩大大到35,508mm3， 但但有计划要要将“Vascco daa Gamma”号（Jaan dee Null公司）的的舱容扩大大到44,000mm3，这证证明了发展展法则。 随着着自航耙吸吸挖泥船长长

16、度的增加加，使它有有可能够安安装更长的的耙吸管，从从而增加疏疏浚深度。IIHC公司司为JANN DE NUL公公司“Vascco daa Gamma”号制造的的160mm深疏浚设设备是迄今今为止最长长的。 这些些超大型自自航耙吸挖挖泥船经证证明可与绞绞吸挖泥船船相抗衡，它它们能够实实施以前只只能由绞吸吸挖泥船来来实施的项项目，并且且更经济。由由于安装了了艏吹装置置和改进的的抽舱系统统，因此减减少了对抛抛吹作业的的需求，而而这通常是是由绞吸挖挖泥船来做做的一项工工作。图图4、“Vascco daa Gamma”号上的深深水疏浚设设备目前看来似似乎超大型型耙吸挖泥泥船的快速速发展已经经结束，疏疏浚

17、承包商商们重新又又把目光放放在了自航航绞吸挖泥泥船上。一一个原因是是大型自航航绞吸挖泥泥船队的平平均船龄已已达20年年。这意味味着它们要要么需要全全面的升级级，要么需需要更新换换代。另一一个原因是是工程的类类型不断变变化，必须须寻找新的的市场。与与自航耙吸吸挖泥船的的发展相对对应，这艘艘新的绞吸吸挖泥船可可以称作超超大型绞吸吸挖泥船。如如果上述两两个法则还还适用的话话，则这不不可能是超超大型自航航绞吸挖泥泥船开发中中的最后一一艘。我们们依然可以以对波浪条条件下作业业的效率和和适应性加加以改进。3. 市场场观点 新建建大型疏浚浚船舶需要要大量的投投资，这只只能指望该该船能够承承揽足够的的工程以偿

18、偿还该笔投投资。还需需明确的是是建造和使使用一艘自自航绞吸挖挖泥船所增增加的费用用会在施工工和操作优优势方面得得到足够的的投资回报报。为正确确看待这笔笔投资，下下面从市场场角度加以以分析。3.1 绞绞吸挖泥船船的使用年年限 一艘艘自航绞吸吸挖泥船的的技术和经经济使用年年限很长。许许多已经建建造的绞吸吸挖泥船，甚甚至已经使使用了200年，今天天依然在服服役。一个个原因是其其平均利用用率较低，有有足够的维维修时间。尽尽管在现有有的结构中中已经采用用了现代化化的设备、材材料和自动动化系统，但但疏浚设备备的基本设设计和方案案依然非常常坚固，并并且其价值值已经得到到了证明。它它们并没有有太大的改改变，而

19、且且可以对现现有的船舶舶在功率和和自动化方方面进行必必要的升级级。 与耙耙吸挖泥船船相比，绞绞吸挖泥船船的静荷载载相当低。切切削岩石、振振动和冲击击的动荷载载对直接接接触的构件件如绞刀齿齿和绞刀本本身具有很很大的影响响。它们都都能方便地地加以更换换。这些船船舶的上部部结构如船船体、绞刀刀桥架等被被设计和建建造得非常常坚固，能能够承受较较大的恒载载和振动。它它们不需要要象耙吸挖挖泥船那样样进行装舱舱和卸载的的循环作业业。这类荷荷载对耙吸吸挖泥船船船体的影响响要比较大大的恒载对对绞吸挖泥泥船的影响响大得多。3.2 绞绞吸挖泥船船适用的工工程 适用用于自航绞绞吸挖泥船船这类船舶舶的土壤是是硬质土和和

20、粘性土，包包括坚硬的的或胶结砂砂、各种粘粘土、软岩岩石或甚至至坚硬岩石石。一艘超超大型自航航绞吸挖泥泥船适用的的典型工程程类型与耙耙吸挖泥船船适用的类类型不同。在在大多数情情况下，这这类船舶用用于遍布世世界各地的的相对较小小的工程，诸诸如管线的的近岸段、入入海排污管管、港口建建设和海上上工业的各各种特殊工工程。未来来可以预见见的一些长长期工程有有巴拿马运运河或其它它运河的拓拓宽和长距距离管路的的敷设。3.3 自自航绞吸挖挖泥船 一艘艘自航绞吸吸挖泥船的的选择对该该船的建造造和使用都都有重要的的影响。缺缺点是由于于海上航行行船舶的一一些特殊要要求诸如船船体、推进进系统和其其它额外设设备的安装装，

21、会对平平面布置和和设计造成成一些限制制。操作方方面需要配配备合格的的驾驶船员员，成本较较高。 当然然对那些工工期短的工工程来说，一一艘自航绞绞吸挖泥船船的优点十十分明显，它它可以完全全独立地工工作，可以以到遥远的的地方去。调调遣和调离离的时间和和费用都有有限。用驳驳船运输非非自航绞吸吸挖泥船的的费用非常常昂贵，因因为受时间间损失和保保险因素的的影响。除除此之外，仅仅仅是大型型绞吸挖泥泥船的尺度度就使它很很难用半潜潜重件专用用船或平底底船运输。另另外，拖带带中的风险险也相当大大，并且不不能随意忽忽略这些风风险，因为为这些大型型绞吸挖泥泥船的建造造成本很高高。这就意意味着大型型绞吸挖泥泥船能够自自

22、航几乎是是必需的。 有些些承包商更更喜欢非自自航绞吸挖挖泥船，如如阿联酋国国家疏浚公公司（NMMDC）和和苏伊士运运河管理局局。主要的的原因是他他们的区域域市场不需需要太多的的运输。“Mashhhourr”号在苏伊伊士运河施施工而“Al SSadr”号在波斯斯湾作业。 为了了在世界各各地的不同同工程中使使用这些船船舶，大多多数自航绞绞吸挖泥船船的平面布布置都经过过专门设计计，可以进进行多种配配置，例如如，可以在在深度为335m时挖挖掘粘土和和装驳而在在深度为110m时使使用10kkm长的排排泥管线挖挖掘岩石。这这要求绞吸吸挖泥船具具有多用途途、能够快快速改变以以适应新要要求、能够够绞吸大量量的

23、粘性土土和硬土。作作为一台独独立的设备备，它们通通常配备抛抛锚杆用于于起锚和抛抛锚、装驳驳设备、绞绞刀头平台台、绞刀头头起吊设备备、维修场场地和工具具、易于改改变的泥泵泵配置、定定位桩台车车和卧到装装置以及一一台大型移移动式甲板板吊车。图5. “马可?波波罗”号正在装装驳3.4 辅辅助设备 尽管管大型绞吸吸挖泥船可可以自航，但但为了达到到最佳施工工效果还需需要有一系系列辅助设设备。这需需要一笔投投资，这笔笔投资加上上必需的备备件和工具具几乎达到到了和挖泥泥船本身费费用相同的的数量级。 “JJ.F.JJ. DEE NULL”号的全套套辅助设备备包括：- 绞刀头头 包括相关关的绞刀齿齿和齿座。在在

24、“J.F.J. DDE NUUL”号交付时时，会有112个新的的绞刀头。- 多用途途工作船 这这是一艘专专用的自航航工作船，用用来起锚和和铺设浮管管、为挖泥泥船运输备备件、绞刀刀头和其它它必需品。该该船长288m，型宽宽12.33m，装机机功率为11400kkW。有一一台26000kNmm的甲板吊吊，最大起起重能力为为225tt。带有一一个容量超超过4000m3的舱舱室，也可可以用作加加油驳。- 浮管 直直径10000mm，带带球形接头头，工作压压力38bbar。- 重力锚锚 重1700t。- 辅助浮浮箱 由浮箱箱和其它浮浮式设备所所组成，用用于锚定水水上排泥管管、铺设水水下排泥管管、敷设锚锚

25、缆等。- 陆上车车间 装备齐齐全的车间间，装备有有起重机、绞绞刀操作器器、焊接工工具组和疏疏浚非常坚坚硬土时维维护和修理理绞刀头必必需的所有有其它设备备。 装驳驳系统要求求有护舷系系统，使大大型驳船即即使在恶劣劣的天气条条件下也能能靠泊和驶驶离绞吸挖挖泥船。“J.F.J. DDE NUUL”号的护舷舷系统重量量超过2220t。绞绞吸挖泥船船还需要配配备大型驳驳船，用于于运输和处处置疏浚土土。除了JJan DDe Nuul公司船船队现有的的船体对开开泥驳，现现已订购了了4艘新的的37000m3驳船船（型号SSB3133）以配合合“J.F.J. DDE NUUL”号施工。表1. 船船体对开泥泥驳

26、Geeelviinck MMagelllanoo Ninaa SB3113舱容量（mm3） 18800 20000 34400 37700船长（m） 880 80 889.655 92载重量（tton） 22700 33600 55000 66200船舶数量 33 3 2 43.5 绞绞吸挖泥船船的性能 很难难对绞吸挖挖泥船的性性能加以预预测和比较较因为涉及及的参数较较多。每一一个工程都都有其特殊殊的环境，存存在特定的的困难，若若要真正进进行比较，就就需要让两两艘绞吸挖挖泥船并排排工作。一一种比较简简便的比较较方法就是是观察功率率和泥泵的的特性。这这些可以反反映出船舶舶的性能，但但不能反映映出

27、对环境境因素诸如如土壤、岩岩石和天气气条件的反反作用。 在实实践中，“达?芬奇奇”号的一些些极限性在在其使用年年限中已经经被扩展。许许多艰巨的的工程已经经被完成，未未来还会有有更多。无无论工程如如何要求，“达?芬奇”号总是不太适合这些工程。要在这些工程中施工需要有一艘性能超越“达?芬奇”号的绞吸挖泥船。被突破的极限包括绞刀功率、边锚绞车功率、绞刀桥架的重量和泥泵的功率。下面一章与其它大型绞吸挖泥船进行比较。 提高高效率是超超越“达?芬奇奇”号的另一一种方法。这这通过加长长定位桩台台车的行程程和滑槽的的重量来实实现。完全全依靠尺度度和重量就就能提高该该船在涌浪浪和风浪中中的性能，因因为通过它它们

28、就可以以缩短由于于波浪条件件所造成的的停工时间间。3.6 竞竞争 所有有已经拥有有（自航）绞绞吸挖泥船船的疏浚公公司都会预预测竞争的的到来。这这艘采用最最先进的技技术、结合合20年使使用经验并并运用规模模经济学加加以设计的的新建船舶舶，使得“J.F.J. DDE NUUL”号具有优优势。预计计它会以其其35m的的疏浚深度度、海上的的适航能力力和绞刀的的功率创造造自己的市市场份额。如如果其它的的主要承包包商们接受受这一挑战战，我们不不会感到惊惊讶。因为为现有的绞绞吸挖泥船船都已经相相当老了，船船龄都在220年左右右，为保持持竞争力和和处于良好好状态，都都已经进行行了改造或或需要进行行大的改造造。

29、图6. “达?芬奇奇”号4. “JJ.F.JJ. DEE NULL”号的特征征 对“J.F.J. DDE NUUL”号加以说说明的最佳佳方法就是是把它的特特征与它之之前的产品品和一些竞竞争对手进进行比较。4.1 设设计原理 “JJ.F.JJ. DEE NULL”号的设计计是在“马可?波波罗”号和“达?芬奇奇”号的基础础上适应新新要求的进进一步发展展。对那些些运转良好好的组成部部分和系统统已经按照照现代的标标准加以设设计。这些些船舶在220多年的的使用中所所积累的实实践经验在在研制和确确定该船技技术规格的的过程中起起到了重要要的作用。 “马马可?波罗罗”号和“达?芬奇奇”号是按照照能够独立立地在

30、世界界各地承接接各种类型型的工程进进行布置和和设计的。“J.F.J. DE NUL”号保留了这一理念，并增加了两个标准：- 性能超越越现有的任任何绞吸挖挖泥船，并并扩展绞吸吸挖泥船的的能力极限限；- 提高在海海洋条件下下的作业效效率和适应应性。 为了了满足第一一个标准，增增大了绞刀刀和泥泵的的功率。通通过提高船船舶的尺度度和重量来来改善对波波浪和涌浪浪的反作用用，例如绞绞刀桥架的的重量增加加到15550t。其其它措施包包括在绞刀刀桥架的提提升钢缆和和定位桩的的提升钢缆缆上采用波波浪补偿器器。同时，还还通过模拟拟和计算以以改进设计计并确保建建造质量优优异，特别别重视细部部设计，从从而提高了了该船

31、的性性能。 非自自航绞吸挖挖泥船船体体和各系统统的设计相相对比较容容易，不必必都要满足足海上航行行船舶的规规范。而自自航绞吸挖挖泥船必须须是正式的的海上航行行船舶，必必须符合相相应的规范范和规定并并能经受住住任何严峻峻的海况。其其设计是最最优疏浚设设施与造船船要求折衷衷的产物。 该船船按照Buureauu Verritass船级社下下列船级标标准建造： ? I ? 船体 ? MACCH 挖泥泥船 无限限制航行AAUT-UUMS4.2 主主要特征 在表表2中列出出了几艘自自航绞吸挖挖泥船和两两艘非自航航绞吸挖泥泥船的主要要特征值。所所有数值尽尽可能采用用原始的竣竣工技术规规格以反映映功率的演演变

32、。最新新的技术规规格数据可可能与此不不同，因为为这些挖泥泥船经过长长期使用后后大多数都都进行了更更新改造。 从“Aquaariuss”号到“J.F.J. DDE NUUL”号，功率率的发展十十分清晰。这这些主要的的特征值表表明随着“J.F.J. DDE NUUL”号的诞生生绞吸挖泥泥船开始进进入新一代代。60000kW的的绞刀功率率比以往增增加了约330。1158000kW的泥泥泵功率比比“Mashhhourr”号增加了了20，最最大的输送送压力达338巴。边边锚绞车的的标称拉力力为14000kN，最最大拉力为为18500kN，提提高了约220。排排泥管的直直径增大到到10000mm。为为固定

33、该船船，采用了了230tt的定位桩桩和20tt的边锚。定定位桩台车车的行程增增加到9mm。 表2船名 J.FF.J. DE NNUL号 达达?芬奇号号 URSAA号（前BBILBEERG II号） 马可可?波罗号号 DCI AQUAARIUSS号 AL SADRR号 MASSHHOUUR号船东 JANN DE NUL集集团 JANN DE NUL集集团 BOSSKALIIS JANN DE NUL集集团 DI(从DCII租船) NNMDC 苏苏伊士运河河管理局造船编号 IIHC CCO12334 IHCC CO11175 OO&K NNr. 7775 IHHC COO11277 De MMer

34、weede IHHC 022329 IIHC CCO12110建造年代 22003 11986 11986 11979 11977 11999 11996类型 自航 自自航 自航 自自航 自航 非非自航 非自自航总长 m 1440.7 1127.11 115.83 1116 1077 117.5 1400.3浮箱总长 mm 123.49 1110 1044.1 999.5 844.66 997.3 1113.44型宽 m 277.8 222.40 220 19 119 20.3 22.4型深 m 8.8 8.115 7.88 7.6 77.6 6 77.2吃水 m 6.51 5.13 5.5

35、4.886 4.885 4.55 4.955总装机功率率 kW 277190 2202300 158771 147772 122512 2202000 226669疏浚深度 mm 6.5-34.775 6-330 5.88/25 330 25 227 35吸泥管直径径 mm 10000 9000 9500 900 8850 9000 10000排泥管直径径 mm 10000 9000 9000 900 8850 8550 9000绞刀功率 kkW 60000 44000 39660 29440 19990 22000 24000（最大大30000）绞刀直径（最最大） mmm 36000 360

36、00 36400 29400 27800 34700 36400绞刀直径（平平均） mmm 30000 28600 26200 26177 25022 28000 29000绞刀转数 rrpm 311 31 388 31 400 30 244绞刀扭距 kkN 15771 11332 7966 725 4475 7000 9555绞刀桥架重重量 t 15550 10035 12255 8000 6000 11000 11500潜水泵功率率 kW 38800 27735 22200 22280 17765 22200 24400船内泵功率率 kW 260000 244855 237000 2331

37、00 228000 242000 254000泥泵总功率率 kW 155800 1117055 96000 89000 73655 106000 132200艏边锚绞车车功率 kWW 575 4485 4990 2955 295 4400 3550艏边锚绞车车速度 m/min 221-400 21.66 20 188 17.55-25 225 23艏边锚绞车车拉力 kNN 14000 12100 13500 900 9900 8550 8000定位桩直径径 m 2.220 2 1.8 1.88 1.8 11.8 2定位桩重量量 t 2300 130 1125 922 80 888 160推进力

38、 kWW 238000 227355 74000 222800 2870 非非自航 非自自航航速 kn 111.5 110.9 113.5 110.6 111.5 舱室 600 41 300 45 244 30 7334.3 疏疏浚特征 对各各绞吸挖泥泥船的性能能进行比较较是一个困困难的问题题，因为涉涉及许多参参数。在前前面的章节节中，对一一些基本情情况进行了了比较。本本节根据MMTI荷兰兰的DASS集团进行行的计算，依依据可用的的泥泵和绞绞刀的特征征值进行了了简单的比比较。一艘艘绞吸挖泥泥船的产量量受到可用用泥泵功率率和绞刀产产量的限制制。 关于于一艘绞吸吸挖泥船绞绞刀功率、泥泥泵功率和和其

39、它参数数之间关系系的分析，建建议参阅“绞吸挖泥泥船的功能能要求”一文（详详见港口口与疏浚第第147期期）。 在图图7中，对对一些绞吸吸挖泥船的的泥泵性能能进行了比比较。本图图是按中细细沙计算的的。图中，虚虚线表示切切削极限。计计算依据原原始设计技技术规格书书。考虑到到功率的数数值和绞刀刀的重量，预预测“J.F.J. DDE NUUL”号的绞刀刀产量极限限值会较高高。 从这这些数字可可以预测绞绞吸挖泥船船的性能和和能力会创创造新的极极限值。当当然这还有有待于在实实践中加以以证明。图7、 疏疏浚特征5. 设计计和制造中中的创新 前面面一章中简简单明了的的数据说明明了功率和和重量的增增加。要做做到这

40、一点点，并非现现有各系统统简单外推推的结果，而而需要所有有相关人员员的努力和和创造力。本本章将对这这些努力做做一介绍。5.1 简简介 “JJ.F.JJ. DEE NULL”号在下列列这些方面面与众不同同：1. 各方面面的功能都都是最强大大；2. 效率最最高；3. 最重；4. 自19986年以以来是同类类中的第一一艘；5. 创造了了一种新级级别的船舶舶。 该项项目采用的的方法是综综合IHCC各种现有有的知识并并与Jann de Nul和和各子系统统供应商密密切合作。 对以以下各方面面给予特别别的重视：? 计算： 应应力、扭距距和其它振振动、噪音音、模拟、流流体力学、有有限元法（FFEM）、计计算

41、流体动动力学（CCFD）? 系统集成成 自动化、全全部以柴油油发动机发发电、动力力管理? 环境 环境境噪音、避避免水污染染? 船员 住舱舱、噪音、振振动、气候候控制? 实际建造造 高标准、焊焊接、检查查图8. “J.F.J. DDE NUUL”号下水5.2 计计算和模拟拟 为了了对安装在在船上的几几乎所有系系统和结构构的设计进进行检验并并加以改进进，广泛应应用了计算算机辅助计计算和模拟拟。 对所所有重要的的和重负荷荷区域都运运用有限元元法（FEEM）进行行了计算。对对静载和动动载都进行行了模拟。大大型构件如如整个绞刀刀桥架和定定位桩台车车。计算结结果对这些些大型构件件的细部结结构在应力力和疲劳

42、方方面的优化化提供了资资料。其它它详细计算算的例子有有：绞刀桥桥架的耳轴轴、卧倒轴轴和锁定销销、船体、双双层底、定定位桩、应应急备用定定位桩提升升系统、船船舶舷侧尤尤其是驳船船系泊时的的撞击作用用，等等。 进行行动载计算算是为了了了解振动对对结构的影影响并限制制疲劳的破破坏作用。基基于这些计计算结果已已经对各个个结构及其其设计详图图进行了改改进。 对该该船上的各各个驱动装装置都进行行了扭转计计算。不仅仅对各个通通常的系统统如推进驱驱动轴和绞绞刀驱动轴轴进行了计计算，还检检验了振动动对整个结结构的影响响。 其它它计算还包包括振动计计算，以降降低对人和和机器的振振动水平，对对噪音也进进行了计算算，

43、以降低低住舱内的的噪音水平平和环境噪噪音水平。 MTTI荷兰公公司专门为为客户进行行了动态模模拟。例如如动态绞刀刀作业模拟拟。该模拟拟的结果被被用作扭转转、疲劳和和应力计算算的输入数数据。还对对定位桩在在受限制的的自由下落落状态下的的动态过程程进行了模模拟。这是是一个复杂杂的系统，即即定位桩悬悬挂在其提提升钢索上上下落。通通过该提升升钢索可以以利用提升升绞车上的的制动器控控制自由下下落。定位位桩撞击地地面后会使使钢索形成成一定的松松弛量，这这需要由波波浪补偿器器的液压缸缸收起。专专门进行的的一项多参参数模拟使使人们可以以深入了解解定位桩的的动态过程程。根据模模拟结果改改进了控制制系统。 如前前所述，船船体的形状状是疏浚要要求和造船船学之间的的折衷产物物：为在狭狭窄的航道道内开挖边边坡要求船船体较短，要要具有流畅畅的线型以以便将水流流导向螺旋旋桨，同时时还应有足足够的浮力力来补偿绞绞刀桥架的的重量。为为了对该自自航绞吸挖挖泥船的船船体形状和和推进器的的布置进行行优化，荷荷兰造船研研究所（MMARINN）进行了了广泛的计计算流体动动力学（CCFD）计计算，随后后流体力学学最终设计计的有效性性通过模型型试验得到到了证明。 MAARIN