中投網(wǎng)2025-08-08 09:17 來(lái)源：中投顧問(wèn)產(chǎn)業(yè)研究大腦
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引言
2024年10月，南海某海域的試航現(xiàn)場(chǎng)，4.2萬(wàn)噸級(jí)的“夢(mèng)想”號(hào)科考船正經(jīng)歷一場(chǎng)特殊的“壓力測(cè)試”——當(dāng)模擬動(dòng)力系統(tǒng)突發(fā)故障時(shí)，船上搭載的DP3閉環(huán)電力系統(tǒng)在0.3秒內(nèi)完成故障隔離與負(fù)荷轉(zhuǎn)移，確保萬(wàn)米鉆探設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。這套由中國(guó)船舶集團(tuán)七〇四所自主研發(fā)的“深海動(dòng)力中樞”，與同期完成試驗(yàn)的2000噸/時(shí)礦漿輸送泵、高速凝給水泵組共同構(gòu)成我國(guó)深海開(kāi)發(fā)的“技術(shù)三件套”，標(biāo)志著我國(guó)在深海裝備核心技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。
一、“夢(mèng)想”號(hào)的動(dòng)力革命：DP3閉環(huán)電力系統(tǒng)的突破
在馬里亞納海溝10900米處，“夢(mèng)想”號(hào)的鉆探設(shè)備需要在浪高3米的海域保持厘米級(jí)定位精度，這對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)提出了近乎苛刻的要求。七〇四所研發(fā)的DP3閉環(huán)電力系統(tǒng)，通過(guò)“智能電網(wǎng)+儲(chǔ)能緩沖”的創(chuàng)新架構(gòu)，構(gòu)建起深海作業(yè)的“動(dòng)力安全網(wǎng)”：
三級(jí)防護(hù)體系重新定義可靠性標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)包含7個(gè)推進(jìn)器構(gòu)成的矢量動(dòng)力矩陣，配合中壓閉環(huán)母排設(shè)計(jì)，可在任意兩個(gè)動(dòng)力單元失效時(shí)仍保持作業(yè)能力。實(shí)船測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，其故障穿越成功率達(dá)100%，較傳統(tǒng)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)提升300%，這意味著即使在臺(tái)風(fēng)突發(fā)等極端情況下，也能保障萬(wàn)米鉆探管柱的安全回收。
儲(chǔ)能與電力調(diào)度的協(xié)同創(chuàng)造顯著效益。集成的大容量蓄電池系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)負(fù)荷波動(dòng)的“削峰填谷”，使發(fā)電機(jī)運(yùn)行效率從65%提升至89%，更能在鉆探設(shè)備啟停時(shí)提供瞬時(shí)補(bǔ)償。對(duì)比同類科考船，“夢(mèng)想”號(hào)的發(fā)電機(jī)組維護(hù)周期延長(zhǎng)至18個(gè)月，年運(yùn)維成本降低400萬(wàn)元，氮氧化物排放量減少20%以上。
這項(xiàng)技術(shù)的突破具有行業(yè)輻射意義。2025年7月，采用同款系統(tǒng)的5000噸全回轉(zhuǎn)起重船獲得國(guó)內(nèi)首個(gè)CCSDP-2(CBNV)認(rèn)證，標(biāo)志著該技術(shù)已從科考領(lǐng)域延伸至海上工程裝備，推動(dòng)我國(guó)高端海工裝備核心系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“去國(guó)外化”替代。
二、高速泵技術(shù)：從專利創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
在深海油氣開(kāi)發(fā)中，流體輸送設(shè)備的效率每提升1%，意味著單平臺(tái)年增收超千萬(wàn)元。七〇四所研發(fā)的高速泵技術(shù)，通過(guò)四項(xiàng)核心專利構(gòu)建起獨(dú)特的技術(shù)壁壘：
結(jié)構(gòu)創(chuàng)新破解行業(yè)痛點(diǎn)�！凹铀賹�(dǎo)流盤式導(dǎo)葉”設(shè)計(jì)使流體在泵內(nèi)的流動(dòng)效率提升15%，而“底部密封端蓋”采用的碳化硅陶瓷材料，將密封件壽命從3000小時(shí)延長(zhǎng)至12000小時(shí)。在某深水氣田應(yīng)用中，搭載該技術(shù)的海水提升泵連續(xù)運(yùn)行18個(gè)月無(wú)故障，較進(jìn)口產(chǎn)品可靠性提升3倍。
極端環(huán)境適應(yīng)性實(shí)現(xiàn)突破。研制的高速凝給水一體化裝置，在350℃高溫、15000轉(zhuǎn)/分鐘的工況下仍保持穩(wěn)定運(yùn)行，其“耐高溫動(dòng)靜壓水潤(rùn)滑軸承”技術(shù)解決了傳統(tǒng)金屬軸承易失效的難題。這套裝置已應(yīng)用于南海某浮式生產(chǎn)儲(chǔ)油輪，使蒸汽系統(tǒng)熱效率提升8%，年節(jié)約燃料成本約600萬(wàn)元。
技術(shù)轉(zhuǎn)化的速度同樣令人矚目。從專利申請(qǐng)到實(shí)船應(yīng)用僅用14個(gè)月，這種“研發(fā)-試驗(yàn)-產(chǎn)業(yè)化”的快速迭代模式，使七〇四所在高速泵領(lǐng)域的市場(chǎng)份額從2021年的8%躍升至2025年的32%，打破了德國(guó)KSB、美國(guó)福斯等企業(yè)的長(zhǎng)期壟斷。
三、超大流量礦漿輸送泵：深海采礦的關(guān)鍵拼圖
當(dāng)全球深海采礦進(jìn)入“搶灘期”，2000噸/時(shí)——這個(gè)相當(dāng)于1分鐘輸送一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池水量的參數(shù)，使七〇四所的礦漿輸送泵成為我國(guó)爭(zhēng)奪深海資源話語(yǔ)權(quán)的重要籌碼：
材料與工藝的雙重突破。泵體過(guò)流部件采用“高鉻鑄鐵+碳化鎢復(fù)合涂層”，耐磨性較傳統(tǒng)材質(zhì)提升5倍，可耐受深海礦物顆粒的持續(xù)沖刷。在模擬試驗(yàn)中，該泵連續(xù)輸送含砂量30%的礦漿1000小時(shí)后，葉輪磨損量?jī)H為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的1/3。
系統(tǒng)集成能力凸顯優(yōu)勢(shì)。為適應(yīng)深海采礦的復(fù)雜工況，泵組設(shè)計(jì)包含實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的振動(dòng)、溫度、壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)，可在礦漿濃度突變時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。這種智能控制使其在模擬輸?shù)V試驗(yàn)中，實(shí)現(xiàn)99.8%的連續(xù)運(yùn)行率，遠(yuǎn)超行業(yè)90%的平均水平。
這項(xiàng)成果的戰(zhàn)略價(jià)值不言而喻。目前國(guó)際上具備同類裝備研制能力的企業(yè)不足5家，而我國(guó)深海礦產(chǎn)資源勘探面積已達(dá)23萬(wàn)平方公里。該泵的成功研發(fā)，使我國(guó)在深海采礦裝備領(lǐng)域的技術(shù)自主可控率從65%提升至88%，為2030年商業(yè)開(kāi)采奠定關(guān)鍵基礎(chǔ)。
四、深�？萍疾季值膽�(zhàn)略深意
七〇四所的技術(shù)突破并非孤立存在，而是中國(guó)船舶集團(tuán)構(gòu)建深海裝備體系的縮影。從“夢(mèng)想”號(hào)的動(dòng)力系統(tǒng)到礦漿輸送泵，形成了“探測(cè)-開(kāi)發(fā)-利用”的全鏈條技術(shù)布局：
在資源獲取層面，這些裝備使我國(guó)具備從深海1萬(wàn)米獲取地質(zhì)樣本、從3000米水深開(kāi)采礦物的能力;在產(chǎn)業(yè)安全層面，核心設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化率提升至92%，避免了“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn);在標(biāo)準(zhǔn)制定層面，DP3閉環(huán)電力系統(tǒng)的試驗(yàn)方法已被納入國(guó)際海事組織(IMO)的最新規(guī)范，使我國(guó)從技術(shù)追隨者轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)則制定者。
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