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乐鱼体育最新地址:国企超级装备中国工程奇观!

来源:乐鱼体育网页版登陆 作者:乐鱼体育网页版链接 发布时间:2024-03-29 03:26:58 1 次浏览

  近日,由中央广播电视总台影视剧纪录片中心出品、国务院国资委等协助拍摄的《超级装备》第二季开播。该纪录片聚焦当今中国最先进的尖端装备,涉及能源、医疗、基建、交通、救援等主题,刻画几代装备人的伟大创造和艰辛付出,彰显中国在高质量发展进程中取得的非凡成就。

  《超级装备》第二季共5集,收录航天科工、航空工业、中国石化、中国海油、中国三峡集团、中国中铁、中交集团、徐工集团等多家国有企业的尖端装备于其中。今天,让我们跟随《超级装备》第二季,速览中国装备撼人心魄工程奇观!

  《超级装备》第二季第一集《蓄势赋能》,介绍了白鹤滩水电站、十万吨级海上能源生产平台“深海一号”、海上风电安装平台“龙源振华叁号”等中央企业在能源领域的智慧硕果。

  一大早,大坝浇筑现场就忙碌起来,7座缆机在险峻的河谷间往返穿梭,将一罐罐装满混凝土的吊罐源源不断地运送到工地。

  从外形看,白鹤滩大坝与三峡大坝迥然不同。三峡大坝是重力坝,依靠自身重量,稳坐于大江之上。而白鹤滩大坝则是拱坝,借助拱的作用,把水的压力传递给拱端两岸的山体。

  建造白鹤滩大坝所采用的是“缆机吊罐”浇筑方式。重达30吨的混凝土吊罐,被缆机分毫不差地吊到指定位置。这座举世罕见的拱坝,就是这样一吊罐、一吊罐地运送了97万次,才得以浇筑完成。

  大坝浇筑到了最后的关键时刻,然而这时,中国三峡集团工程师谭尧升的手机上突然传来一条警报:坝体混凝土局部温度异常。这是怎么回事?

  迄今为止,水泥混凝土仍是人类建造大坝的首选材料。但问题是,混凝土在硬化胶结过程中,水泥会持续发热,温度最高可达70到80摄氏度。白鹤滩大坝坝高289米,坝长709米,浇筑它,要耗费800多万立方混凝土,是埃及胡夫金字塔体积的3倍多。而要让800多万立方混凝土自然冷却下来,大约需要140年的时间,白鹤滩水电站当然等不及。

  更为严重的是,混凝土坝体会开裂。混凝土的表面由于跟冷空气接触,会较快地冷却收缩,但内部却仍在持续发热膨胀。随着热胀冷缩的力量逐渐积聚,开裂将无法避免。“无坝不裂”,也因此成为世界难题。白鹤滩该如何规避这个风险?

  仅凭肉眼看,这些混凝土似乎与普通混凝土并无区别。殊不知,它们内部却暗藏玄机。

  水泥厂,特殊化学配方的混凝土,正与冰块和冰水搅拌在一起,这使得混凝土在出厂时温度仅为6摄氏度,也使得白鹤滩大坝成为世界上首座用“低热水泥”浇筑的大坝。

  但运输过程中,混凝土温度会受外界气温影响而升高。为此,运输车内壁安装了保温隔热层,确保送到现场时,温度被控制在12摄氏度。但这样,就能让工程师们高枕无忧吗?

  收到警报的谭尧升团队,迅速通过由庞大数据库支撑的中央智能控制系统,仔细排查坝体内部混凝土温度异常升高的原因。

  混凝土凝结是个复杂的化学物理过程,虽然送到现场时,混凝土只有12摄氏度,但凝结过程中内部温度仍会持续升高,一旦温度超标又该怎么办?

  大坝浇筑时,混凝土是分成3米见方一块一块浇筑的,也被称作“仓”。在每仓内插入3个温度计,用来监测内部温度的变化,并实时上传信息给中央智能控制系统,就好比大坝的“神经”系统,连接到了中央控制室这个“大脑”中。

  浇筑时,不仅在每仓内安装温度计,还预埋了降温水管。12摄氏度的低温水持续不断地流经管内,带走热量,把混凝土内部温度控制在27摄氏度之内。一旦温度超标,智能控制系统会自动加速和加大水的流量,为混凝土降温。这样,白鹤滩大坝就不会因为混凝土的热胀冷缩而开裂了。

  在距离大陆架150公里的海面上,一座由两万四千多个零部件组成的巨型“机器岛”,被16根单根长度超过2500米的特制锚链,系泊在茫茫大海上。

  它高120米,相当于40层楼的高度;总重超5万吨,投影平面有两个足球场大小;最大排水量11万吨,相当于两艘中国辽宁舰航母的总排水量。排水量相当于三艘中型航母。它每天从1500米的深海采集1000万立方的天然气,相当于7万桶石油日产量。它,就是中国自主建造的全球首座十万吨级半潜式能源生产平台——中国海油“深海一号”。

  石油,现代社会的核心能源,被誉为“工业血液”。中国,是石油消费第二大国,每天消耗原油1400万桶。然而中国每天的石油产量仅380万桶,巨大的缺口,迫使中国人不得不加快石油天然气的开采步伐。而海洋油气的开发,更是中国未来能源战略的重要一环。

  然而,阻挡在“深海一号”和“海底宝藏”之间的,是诡谲莫测的1500米深海,三大地理板块相互挤压的复杂海床,以及被时速300公里的台风裹挟着的超过23米高的巨浪。“深海一号”如何才能坚如磐石地连续海上作业数十年?

  “深海一号”的水面部分,包含上部组块和下部船体。上部组块由23个甲板片组成,装配有近200套油气处理设备,是一座先进的石油天然气化工厂。下部船体由四个20层楼高的浮箱立柱组成,它们不仅为平台提供浮力,更被巧妙地设计成四个巨型储油舱。

  在肉眼不可见的海面下,是“深海一号”庞大而复杂的“水下采油树”,包括油气井、输油管、管汇和脐带缆四部分。油气井是出油口,输油管负责输送油气,而管汇则把来自各个油气井的石油天然气集中起来,再统一输送给海上平台。

  脐带缆,又称“水下电液集成控制系统”。它是“采油树”的动力线和“中枢神经”,一方面为水下生产提供动力,一方面把平台下达的作业指令传递给海底生产系统。

  天然气在一定条件下会与水结晶,形成“天然气水合物”。水合物是导致输油管堵塞的罪魁祸首,就像人体血管里的血栓。而1500米深海的低温,正是形成水合物温床的最佳环境。通过脐带缆向海底油井注入一种叫“乙二醇”的化学物质,就能防止油气低温冻结和“天然气水合物”生成。

  天刚蒙蒙亮,脐带缆的安装工作就开始了。与“深海一号”并肩作战的,是中国首艘作业深度达3000米水深的海洋工程船“海洋石油286”。

  甲板上,人们正在给脐带缆捆扎浮子。脐带缆已被下放到水深800米处,必须每隔3.5米捆扎一个浮子,目的是让这根长5000米的脐带缆,在水下铺展开时能够呈S形悬链线吨的重力所挤压和缠绕。

  锚泊系统被誉为浮式平台的“定海神针”,“深海一号”抵御海上风浪的秘籍,正是浸没在水下的16根特制锚链。

  传统系泊,一般都使用钢制锚链。但如果“深海一号”也使用钢制锚链的线吨。在洋流作用下,锚链过大的自重,会形成巨大的惯性力,拖拽平台并导致平台失衡甚至倾覆。

  而“深海一号”使用的,是一种新型锚链。它由三段组成,与平台相连的200米,由于经常被锚机卷起调节松紧,因此采用钢制锚链;固定在海床上的300米因长期与海床摩擦,也采用耐磨的钢制锚链;而中间的2000米,则使用最新研制的聚酯缆。它由高分子聚酯材料制成,强度与同等直径的钢链相等,但重量却只有钢链的八分之一。

  正是这特制的高科技锚链,让浮态的“深海一号”处于相对稳定状态,也使脐带缆与平台的精准对接成为可能。

  晨曦初露的外罗风电场,“龙源振华叁号”的甲板上,塔筒的吊装已经拉开帷幕。“龙源振华叁号”是中交集团旗下振华重工自主研发、设计、制造的集大型设备吊装、风电设备打桩、安装于一体的风电施工平台。将超千吨的风电基础桩桥吊到空中并垂直插入海床,是它最拿手的好戏。

  日复一日地吊装加剧着起重机臂架的金属疲劳。“包容式节点”,是减少疲劳应力的一个巧思。独特的设计,增加了主杆与支杆的接触面,消除了2/3疲劳应力,使臂架整体上更为坚固,让起重机起吊直径8米重1350吨的基础桩显得游刃有余。

  在作业时,保证基础桩分毫不差地垂直插入海床尤为重要,这时就需要依靠我国自主研发的双层抱桩器。

  双层抱桩器形似人的臂弯,可将基础桩揽入怀中、毫不动摇。夹臂内安装多个由液压小油缸控制的触头和高压千斤顶,能精确感知基础桩的倾斜度,对垂直度进行纠偏,确保垂直精度控制在千分之三以内。

  有了固若磐石的基础桩,接下来需要进行主机的吊装。主机要在狂风呼啸的高空完成与塔架的对接,“龙源振华叁号”必须解决自身的稳定。这时,它会将4条桩腿插入海床,从“浮态”变成“稳定态”,每条桩腿长85米,可承重4000多吨,4条桩腿足以支撑平台超万吨的重量。

  “海岛”般稳固的“龙源振华叁号”,能精准完成主机、风叶的安装。一座座风电设备在此竖立,成为“吸风吐电”的“海上森林”。

  《超级装备》第二季第三集《机甲力士》,介绍了4000吨级履带式起重机、40米跨1000吨步履式架桥机、“振华30”轮等充满力量的国企造基建装备。

  天刚蒙蒙亮,中国江苏连云港石化基地一件大事将要发生——造价高昂且体积巨大的减压蒸馏塔即将被起吊。

  减压蒸馏塔,是石油化工厂至关重要的核心部件。它长58米,直径7米,加上附具重达1600吨,相当于6架空客A380飞机的重量总和,它将被起吊到10层楼高的固定安装位置。

  任何微小的闪失都可能造成不可挽回的损失甚至人员的伤亡。谁能担此吊装重任?

  最大起吊高度216米、最大起重能力3600吨,相当于可一次将60节高铁车厢起吊到72层楼的高度。它,就是当今世界上起重能力最强大的履带式起重装备——4000吨级履带式起重机,由中国石化和徐工集团联合研制开发。

  连云港石化基地4000吨级履带式起重机的吊具与减压蒸馏塔已连接到位,一切准备就绪。4000吨级履带式起重机,自重近6000吨,相当于21架空客A380飞机的重量总和;臂架长216米,是8节高铁车厢的长度总和。

  单侧履带重180吨,由105片履带片组成,仅单片履带就重达1.7吨,等于一辆家用轿车的重量,是当之无愧的超级金刚。

  减压蒸馏塔的一端被缓缓提起,60根直径4厘米的钢索紧绷,每根钢索受力35.5吨。原本横卧姿态的减压蒸馏塔与地面的夹角开始发生变化,25度、40度、75度……直至完全竖立起来。

  千吨架桥机的五条支腿具备自主行走或伸缩功能,可以在已架设完成的桥面上边前移、边架桥。同时,千吨重的它还有一门“绝技”,随着主梁不断前移,这个离地十几米的巨型机器,既能做到悬空跨墩,又保持自身平衡。

  40米跨1000吨步履式架桥机由中铁工业旗下中铁科工集团研制,是国内首台千吨级高铁运架装备。它有四大优点:一是可实现20米~40米多种跨度简支箱梁的架设;二是可实现隧道口架梁和运梁车驮运架桥机过隧;三是能实现2000米曲线‰大坡度架梁;四是利用云平台实现关键点的全数据采集,保障施工的安全和质量。

  此外,运梁车还搭载了中铁科工集团最新研制的自动驾驶系统,能够保障运梁车载运高铁箱梁时安全、快速地通过狭窄隧道,让运梁车过隧时不再需要人工瞭望观察。解决了运梁车过隧道时碰壁造成的隧道质量问题,运梁速度提高1倍,成为施工单位的“新宠”。

  该套系统是国内首创1000吨运梁车自动驾驶系统,采用北斗导航,辅助三维激光雷达导航技术。重载运梁车过隧道时车体中心线毫米,可有效杜绝传统施工方式下梁片刮擦隧道壁对隧道造成的质量隐患,防止司机因疲劳驾驶造成安全事故。

  目前,该套系统已拓展到长钢轨铺轨机组上,并推广应用到湖杭高铁、南沿江高铁、川南城际、成昆复线、玉磨铁路,累计平稳运行高达10000公里。

  “振华30”轮,世界最大12000吨自航全回转起重船,由中交集团旗下振华重工打造而成。此刻,在上海长兴岛,“振华30”轮的“超载试验”即将开始,试验共包含两项内容:“全回转超载试验”与“固定吊载”超载试验。

  第一项是“全回转超载试验”。“振华30”轮在全回转时额定的最大起吊能力为7000吨,而“全回转超载试验”吊载量达到7700吨。作为世界上最强悍的浮式起重装备,“振华30”轮要在极端海况下完成极限吊装任务,各项性能指标能否达到最优、超载状态下构件是否安全稳定,这一切只有通过“超载试验”才能得到验证。

  全回转吊载的精髓在于起重机一边回转一边吊载,而回转的精髓在于底盘。底盘除了要支撑起重机本身2万吨的自重,还必须承受驳船7700吨的重量,如何实现负重回转?

  底盘轨道上的承重滚轮是关键。690份滚轮分两条同心轨道排布,不仅解决了不同轨道上滚轮的转速差问题,滚轮与滚轮之间还能相互支撑。至此,“振华30”号的“全回转超载试验”顺利过关。

  “固定吊载”超载试验是真正挑战“大力士”极限的重大时刻。超载试验要求最大吊载量达到13200吨,考验的是“大力士”的“臂力”。长125自重2000吨的臂架、220吨重的巨型四爪钩将13200吨重的驳船牢牢抓起,缓缓吊离水面,标志着“固定吊载”超载试验大功告成。

  《超级装备》第二季第四集《纵横天下》,介绍了自行式液压模块运输车、上海洋山港四期自动化码头、悬臂式隧道掘进机等充满智慧的国企造交通“利器”。

  一座“庞然大屋”刚刚被制造完成。它长51米,宽41米,高39米,重量接近3000吨,它就是海上风电至关重要的核心部件——升压站。它即将被运往300公里外的海上风电场,开始长达30年的海上服役生涯。现在面临的问题是,如何将这座相当于两节高铁车厢长度15层楼高度的升压站搬运到驳船上?

  从制造场地到岸边驳船虽然只有百米之遥,却不仅路面凹凸不平,还面临两次90度转弯。而升压站体量庞大且造价高昂,搬运途中一旦发生倾斜,则可能面临倾覆之灾。什么装备才能完成这个超难的搬运任务?

  由多个模块单元车自由组合而成,可承载重量超万吨的大型货物,完成前行、后退、绕行、蟹行等多种行驶动作以及360度原地转向。它,就是中国航天科工航天三江万山公司自主研制的特种运输装备——自行式液压模块运输车。

  中国经济的迅猛发展,催生了能源石化、道路桥梁、航天航空等产业对特种运输的巨大需求,尤其随着中国加大对海上风电的开发力度,大型升压站的运输,变得刻不容缓。

  为了方便水路运输,升压站一般采取临水而建的制造法,建成后平移到驳船,再由驳船运往海上风电场。升压站体积庞大,结构复杂,建造完毕后不得拆解,必须整体运输,这就要求运输装备不仅得具备适应升压站长度和宽度的超大底盘,还必须能承载升压站3000吨的重量。

  自行式液压模块运输车采取了一种简单的智慧——组合。通过拼接的方式,将多个模块单元车组合成超大的车组。

  模块车由“动力模块”和“模块单元车”组成,通过“插轴连接”的方式,将一个“动力模块”和多个“模块单元车”,纵向串联成一条“长龙”。“动力模块”相当于“龙首”,向整车提供动力和下达运行指令;而“模块单元车”则相当于“龙身”,严格执行“龙首”的指令,完成相应的行驶动作。

  “长龙”满足了升压站对长度的要求,宽度则通过类似“抬轿子”的原理:模块车将多条“长龙”横向组合成更宽的车组,从而实现了更大的运能。如果把纵向并车比作“串联”,那么横向并车就是“并联”,通过“串联”和“并联”,合纵连横组成超大的底盘,满足了升压站对于长度和宽度的要求。同时,密集的车轮矩阵,把升压站3000吨的重量分摊到每一个车轮上,载重问题也迎刃而解了。

  不过,新的问题也由此而生。当多条“长龙”并驾齐驱,怎么才能实现多车联动?“龙首”之间如果意见不合甚至南辕北辙,该怎么办?当几十台车、几百只甚至上千只车轮一起工作时,又如何做到步调一致呢?

  秘密,就隐藏在车架与轮轴之间那一个个液压悬架上。悬架具有上下调节功能,能在液压油缸的驱动下自主升降,从而使车架拥有70厘米的上下调节范围,最高可升到1.85米,最低降到1.15米。

  这样,模块车就能通过降低“身高”,让自己“钻”到升压站的肚子底下了。通过顶升的方式,将升压站驮起来。待运送到指定位置后,液压悬架再下降,把升压站放下来。由此,装卸车难题被一举攻破。

  在由中交集团承建的世界上单体最大综合自动化程度最高的码头——上海洋山四期自动化码头,“布鲁塞尔快航”靠港后,首先迎接它的是矗立在岸边的桥吊。

  桥吊全称岸边桥是集装箱起重机,简称岸桥,单个桥吊高约89米、重2400吨,被誉为“码头装卸金刚”。眼下它的任务,是24小时内将船上超过4300只集装箱卸到码头上,同时将数千只其他集装箱装到船上。这意味着平均每分钟要装卸6只集装箱,平均每10秒装卸1只。

  刚刚下线的“金刚”,既不会动弹,也不懂得指令。工程师为给钢铁躯壳注入灵魂,赋予它们APP功能,并对每一项功能指标都进行调试。现在,26台高效作业的桥吊将集装箱平稳放置到AGV上,由AGV并往集装箱堆场。

  AGV,专业名称为自动引导车,具有电磁或光学自动导引装置,依靠外部传感实现机器人本体的导航定位功能,并具备执行既定调度任务的功能,同时遵循最短路径、最省电和最不拥堵路段三则,自主选择运行路线,堪称聪明的港口快递小哥。

  AGV采取了4轮转弯的方式以及磁钉定位导航。磁钉既是信号传感器,也是位置感应器。借助预埋在港区地面下的61483颗磁钉以及自身的激光雷达,135辆AGV将集装箱快速送往指定的堆场集装箱抵达堆场后,该轮到轨道吊大显身手了。

  轨道吊又称门式起重机,负责堆场与场外集装箱卡车之间集装箱的起重堆叠和装卸车任务,它与桥吊、AGV并称港口机械三大件。钢索伸缩、吊具升降装有配重块的实验用箱体被轨道吊精准抓放、起落、移动,数十次上百次的重复运动数据都被详细记录,以便对参数进行微调并最终固化,确保轨道吊在洋山港的几千万次重复作业中能够安全可靠稳定如初。

  港口机械三大件通力协作,上海洋山港四期自动化码头的作业效率得以大幅提升。

  “南有港珠澳,北有大连湾。”作为我国北方海域首条大型沉管隧道,大连湾海底隧道工程建成后,对打造环渤海、黄海沿海经济圈具有重要意义。

  大岩层地质的大连湾,是绝佳的天然良港,但对于隧道施工来说,却是绕不开的难题。大连湾海底隧道岩层中既含有硬岩,又混合着质地黏稠的石英岩,硬岩的抗压强度约为100兆帕,相当于每平方米可承受2000头非洲大象的重量。

  除此之外,隧道的上方还建有大型石化厂,隧道的覆盖层也仅有7米左右,隧道掘进作业如果对地面的石化设施造成扰动,不仅可能导致油罐爆炸,甚至可能产生人员伤亡。

  徐工XTR7/360悬臂式隧道掘进机总重145吨,体型适中,最大截割高度是7.2米,掘进时可以向岩壁施加每平方厘米1.5吨的力量,在机动灵活的基础上又兼具掘进硬岩的优势,适用于地铁、公路、铁路等中、大断面隧道的开挖工程。

  悬臂式隧道掘进机由截割头、运输系统、自行走机构三部分组成,截割头是掘进机最吸睛的地方。其上布有由焊接机器人精准焊接的锐利截齿,可最大限度地增强截割力,减少截齿偏磨,从而既能应对坚如钢铁的硬岩,又能解决粘稠的石英岩。

  技术人员在给予掘进机无敌威力的同时,也赋予了它润物细无声的温柔,在截割头的后端隐藏着一圈喷淋嘴,喷淋嘴会自动喷洒出水雾,降低扬尘和土石碎屑,这样既能为机器降温,又能改善工作环境,为作业人员的健康提供保障。

  《超级装备》第二季第五集《急救先锋》,展现了中国装备在救援领域的卓越成果,“鲲龙”AG600被收录其中。

  上半部分是大型陆上飞机的布局,下半部分是船的布局,既能起降于水上,又能翱翔于天际,这就是由航空工业自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机——“鲲龙”AG600。

  在执行森林灭火任务时,“鲲龙”如要在火场与机场之间往返注水,势必会浪费宝贵的灭火时间。为此,设计师赋予了它从就近水域汲水的能力。

  森林附近一般都有大型水库、湖泊或河流,“鲲龙”可以在水面高速滑行汲水。机翼下方两个浮筒能确保它在水上漂浮时保持良好的稳定性;机腹底部安装有两个汲水斗,当它贴着水面滑行时,两个汲水斗同时打开,在不到20秒的时间内汲取12吨水,装满腹中的4个大水箱。

  水的密度是空气密度的800倍,水的阻力比空气的阻力大约要大800倍。在水上,飞机在加速过程当中,需要克服的阻力比陆上要大得多。

  “鲲龙”的船型腹底有一处不连续的“断阶”,它使船型腹底的前体与后体形成了一个0.2米的高度差,不仅切断了来自前体的高速水流,更在机腹表面与水之间产生空气层,帮助“鲲龙”摆脱水的“吸附力”。

  正是仰赖“断阶”,腹中汲满12吨水的“鲲龙”才成功克服了水面的“吸附力”。借助“涡桨滑流增升”技术,“鲲龙”只需要一个长1500米、宽200米、深2.5米的水域就足以快速起飞赶往火场,堪称高效的“空中救火车”。