舰船与能源装备用钛合金研究进展

摘要: 钛具有比强度高、耐腐蚀、耐高温、无磁等特点, 特别是具有良好的耐海水和海洋大气腐蚀性能, 是理想的海洋工程用材料, 被誉为“海洋金属”。我国从20 世纪60 年代开始开发舰船用钛合金, 形成了不同强度级别的钛合金牌号, 在能源开采装备用钛材的研究和应用方面起步较晚, 目前仍处于起步阶段。随着建设海洋强国战略的提出, 我国海洋发展从浅海走向深海、远海, 钛及钛合金在海洋工程领域应用的优势更加凸显出来。从舰船用钛合金和能源装备用钛合金两个方面介绍了我国海洋工程领域用钛合金材料的研究现状, 简述了海洋工程领域用大规格钛合金铸锭及构件制备技术、低成本制备技术及能源开采装备用钛合金无缝管材制备技术等方面的研究进展, 并提出了目前存在的主要问题, 以期为舰船及能源装备用钛合金材料及其构件制备技术的研究提供参考。

船舶基座轻量化设计方法研究

摘要: 以船体基座轻量化为目标,分别从结构设计和材料设计的角度对基座进行轻量化设计。从结构设计出发,采用依赖于经验的分块化设计方法和结合有限元-优化算法的拓扑优化与参数优化设计方法减小结构的体积;从材料设计出发,通过应用碳纤维T700 新型复合材料代替原有的钢制结构来减轻结构的密度。研究表明,由于不同方法的减重原理不同,优化后的减重效果和力学性能均存在差异,拓扑设计减重效果最好,减重率达62.8%,参数设计的应力和位移优化效果最好,最大应力和位移的增大率仅为5.8% 和22.1%。在实际应用中要根据不同情况选择合适的轻量化设计方法,研究结果可为船舶轻量化设计提供一定参考。

基于吸隔声超材料的舰船声隐身技术研究进展

摘要: 随着水下探测技术的多元化发展,探测精度与分辨率持续提升,以消声瓦为代表的传统声隐身技术面临低频声波吸收性能不足的问题。而声学超材料凭借其独特的“小尺寸调控大波长”物理特性,在船舶振动噪声控制领域展现出巨大的应用潜力,为此,系统梳理船舶声隐身技术的主要技术路径及其技术瓶颈,重点从作用机制和工程应用两个维度深入探讨声子晶体、薄膜型超材料和亥姆霍兹型超材料在空气介质中的声学调控特性。随后,基于现有研究成果进一步探讨基于超材料的水下声学覆盖层的应用,展望其未来的发展趋势。

船舶智能救援救助技术发展现状与展望

摘要:[目的] 随着航运业的蓬勃发展,船舶事故风险相应增加,船舶救援救助能力面临着更高的要求。为对船舶智能救援救助领域的研究和实践提供有益参考,推动船舶救援救助智能化水平不断提升,从而更好地保障海上生命财产安全以及海洋环境的可持续发展,[方法] 全面梳理智能化技术在船舶救援救助领域的应用,分析其国内外发展现状、关键技术及研究现状。[结果] 总结船舶智能救援救助技术的应用场景,提出船舶智能救援救助技术发展过程中面临的技术、法规、标准和研发投入等方面的挑战,[结论] 为船舶智能救援救助的发展提出多方面的展望。

浮式制氢储氢运输一体化平台初步结构设计

摘要:[目的]为保障液氢运输平台的安全性和稳定性,[方法]综合考虑液化氢的物理性质和运输要求,以及船舶功能与布置要求,提出一套具体的结构初步设计方案。对不同状态下平台的稳性进行评估,对危险工况下装有液氢储罐的舱室的结构强度和屈服行为进行分析。[结果]结果表明:初步设计方案满足规范中稳性与强度的要求。[结论]研究成果可为液氢运输平台的设计和结构优化提供一定参考。

船舶核动力技术发展和展望

摘要:随着海事业脱碳化进程的不断发展,特别是国际海事组织海洋环境保护委员会第80次会议提出在2050年实现净零排放的目标后,液氨、液氢、绿色甲醇、液化天然气等低碳/零碳燃料成为业界热点,相关规模化应用持续加速,核能作为清洁能源之一也引起广泛关注。随着第四代小型模块化反应堆(small modular reactor,SMR)技术的发展,其在提升反应堆本质安全属性的同时,也降低了辐射泄漏的风险,使核动力成为大型商船推进方式的可行方案。该文从海事业脱碳需求出发,概述了目前船舶核动力推进方式,重点关注第四代SMR 的最新技术发展,分析其作为船用小堆的发展潜力,并提出船用小堆上船应用需关注的关键因素。此外,该文还重点分析了熔盐反应堆(特别是钍基固态熔盐反应堆)在民用船舶领域独特的应用优势,并对SMR 在苏伊士型油轮、超大型集装箱船和浮动供电平台上的应用进行分析和展望,以期为船舶核动力的后续工程化应用提供理论支撑和参考。

生产低硫残渣型船用燃料的加氢反应条件研究

摘要:为生产低硫残渣型船用燃料油,采用典型高硫渣油原料在中型渣油加氢装置上开展了反应条件(体积空速、氢分压、反应温度及氢油比等)对渣油加氢脱硫及残炭加氢转化过程影响规律的研究,并进行了反应条件优化试验。结果表明:在相同催化剂体系下,体积空速、氢分压和反应温度是影响渣油选择性加氢脱硫的关键因素,而氢油比的影响较小;在兼顾加氢催化剂体系的加氢脱硫性能和稳定性的前提下,较高且适宜的体积空速(0.20~0.24h-1)、适合的氢分压(13~15MPa)以及不高于380℃的反应温度更有利于渣油选择性加氢脱硫。基于以上结果,通过综合调整匹配不同反应参数,在满足加氢产品硫质量分数低于 0.50%的情况下,残炭提升了11.3百分点、降残炭率降低了5.1百分点。

船用集装箱式换电技术发展及应用分析

摘要:由于传统的船舶靠岸充电模式存在动力电池初装费用及运维费用高、船舶运行效率低、占用岸线资源及滞缓水运行业经济发展等问题,[目的]为改进船舶靠岸充电的传统模式,[方法]通过情报检索和分析国内外船舶的储能及动力系统电池技术研发及运营模式。[结论]发现采用船用集装箱式换电技术,可以显著提高船舶的运行效率,有助于推进电动船的新应用和发展,[结果]为我国内河及沿海航运绿色零碳发展提供解决方案。

船用高温固体氧化物燃料电池方案的可行性探讨

摘要:相比于其他氢能燃料电池方案,高温固体氧化物燃料电池(SOFC)与天然气燃料方案具有燃料成本低、联合循环的系统效率高、天然气燃料储-输-用经济和安全性高等优点,适合于中大型船舶与远海航行的应用场景。本文从船用紧凑式制氢重整器、船用能源系统集成等关键技术方面讨论讨论该方案在船上应用的可行性,为船用SOFC技术路线的发展提供可行性参考。

无人船系统中的具身智能:关键技术与发展

摘要:无人船系统的智能化正从远程操控向具身自主形态深刻变革,其核心在于通过多模态感知、环境交互与闭环学习实现高级智能行为。梳理了具身智能在无人船上的关键进展,指出语义控制闭环、数字孪生验证与评测体系正从方法探索走向工程集成,并已在港池与内河等场景形成初步应用支撑。然而,当前技术在感知稳定性、规则可解释性及落地资源等方面仍存在瓶颈。为此,建议从强化自主闭环智能体系、构建标准可信验证环境、推进轻量化与协同部署等方向重点突破,以提升系统的可靠性、合规性和规模应用能力,为中国智能船舶技术与海洋战略实施提供支撑。