海工装备机器人智能化焊接关键问题及技术研究
摘要：焊接是海工装备制造中的重要环节，也是决定其质量的关键工序之一。我国在主流船型、高技术船舶、海洋工程装备等领域科技创新取得了重大突破，但与世界海工装备制造强国相比仍有较大差距，机器人智能化焊接是海工装备制造业发展的趋势。重点介绍了海工装备机器人智能化焊接亟需解决的几个主要问题，探讨了海工装备机器人智能焊接新工艺新方法、离线自主编程、三维扫描目标匹配、焊接寻位、焊缝实时跟踪、熔池监控和焊接过程管控技术等关键技术。
跨海桥梁超大规模钢桥面铺装关键技术研究
摘要:：港珠澳大桥钢桥面铺装面积达50 万m2，是世界最大规模的钢桥面铺装工程，采用科学合理的技术方案对保障铺装的优良使用性能意义重大。通过对典型钢桥面铺装方案进行比选分析，并根据项目建设条件和临近区域工程应用经验，提出采用GMA 浇注式沥青混合料钢桥面铺装方案。采用高温性能试验和疲劳性能试验研究，揭示沥青混合料高温性能的影响因素，明确冲击韧性与疲劳寿命的关系; 采用全仿真足尺模型加速加载试验，证明GMA 浇注式沥青混合料具有可靠的高温稳定性和优良的疲劳耐久性; 开展拉拔试验及水稳定性试验，验证铺装体系具有良好的黏结性能及防水性能。基于研究结果，提出GMA 沥青混合料关键技术指标，并采用动稳定度和冲击韧性分别作为高温性能和疲劳性能的重要评价指标; 采用关键技术指标指导工程实践，实际生产的GMA 沥青混合料性能指标检测结果满足要求且具有优良的高温性能及抗疲劳性能。项目研究成果对地理位置处于高温多雨的地区、工作条件复杂的钢桥面铺装工程将具有良好的借鉴意义。
铅基反应堆海洋核动力发展研究
摘要：铅基反应堆（铅基堆）核动力具有固有安全、小型轻量、长寿高效等突出优点，在先进海洋装备、无人潜航器、深海空间站的能源动力上应用前景广阔；在加快建设海洋强国的背景下，保障海洋能源供给成为重要的基础条件，开展铅基堆海洋核动力发展研究是推动我国海洋装备能源动力技术革新的关键内容。本文总结了海洋核动力的应用场景与发展需求，从技术特征、代表性应用、研制现状等方面系统梳理了铅基堆核动力的发展概况，凝练和剖析了包括核燃料与包壳材料、一回路关键设备、冷却剂工艺与氧测控、先进发电技术在内的铅基堆海洋核动力关键技术。立足国情研判了铅基堆海洋核动力面临的发展挑战，提出了低温铅基堆海洋核动力、高温高效铅基堆海洋核动力、一体化全自然循环铅基堆海洋核动力等可行技术路线。研究建议，强化前瞻性配套专项技术研发、加快部署装备示范工程，将铅基堆纳入重大能源战略、加快建设标准体系，设置国家级联合研发机构、构建科技创新和产业发展新模式，更好服务国家海洋战略并推动海洋核动力跨越式发展。
我国海洋深水关键钻采设备国产化现状的几点思考
摘要：本文针对国家有关部委15年来支持的科研项目,以一些国内海洋深水钻采工程装备和水下设备的研发制造现状为对象,阐述了项目目前的工作进展概况。本文从陈述水下设备系统的构成及研究重要性出发,指出了在水下防喷器组系统、钻井隔水管系统、平台钻机系统研制中,系统性工作的考虑不足和相关改进意见;提出了对水下采油树应用深化及与智能完井技术相结合的建议,以及对深远海钻井船配备和深海控压钻井设备国产化的需求。最后,本文对深水钻采设备国产化“最后一公里”的海试问题提出了思考方案。
深海工程技术在深空探测领域应用前瞻
摘要：随着“三深”（深空、深海、深地）技术研究的不断深入，发现深海工程与深空探测存在诸多技术联系，研究深海工程技术在深空探测领域的应用将有利于助力“三深”技术发展。本文从对比深空与深海环境特征角度出发，揭示了深海工程与深空探测技术在压力、温度适应性方面存在一定相似性，进一步分别从结构安全性、复杂作业技术与装备、无人智能化与载荷小型化、试验场建设等方面展开了前瞻性探索。分析发现，地外空间物理特征的多样性十分突出，部分热点星球的空间环境与深海环境存在较强的相似性，具体体现在压力及腐蚀环境等方面，这使得深海结构物的设计与防腐技术具备向深空探测领域的移植性；同时深空探测对于装备的复杂控制、无人自动化程度需求与深海装备的目标是一致的，具体的装备研制技术具备互换基础；海底火山区以及南极冰下湖存在非常明显的类地外空间特征，面向深空探测具备建立试验场的环境条件，可作为未来深海试验场以及深空探测新型试验技术的研究方向。综上所述，随着深海与深空技术的不断发展，两者之间的技术互换以及跨域应用已经显现出较高的可能性，将深海工程技术充分地应用于深空探测领域，将助力我国深空探测装备更快发展。
海上浮式风电装备关键技术工程探索与实践①
摘要：海上浮式风电装备已经逐步成为深远海新能源开发的热点。但浮式风电商业化开发仍面临一系列技术难点和挑战。本文系统梳理了海上浮式风电装备设计分析关键技术,从总体性能分析、结构整体强度、系泊系统设计、疲劳强度分析、稳性校核、动态电缆设计6个方面,提出了解决思路和分析方法;结合国内浮式风电平台的实际工程案例,给出有益结论和建议。对我国浮式风电装备开发进行了很好的工程探索和实践,以期为我国漂浮式风电技术的发展壮大提供有益参考。
双碳背景下海上新型储能技术的适应性分析
摘要：本文聚焦新型储能在3种场景下的适应性分析，包括大规模可再生能源竞配时的强制配储，海上油气与新能源融合发展时为提升海上波动性新能源电力穿透率提供稳定电力的主动配储，以及深远海离网制绿氢、绿氨及绿甲醇时的主动配储。分析了各物理储能、电化学储能在海上应用的优缺点，并梳理了国内外相关工程案例，发现目前国内尚无储能设施在海上布置的工程案例，认为海上配储目前能够兼顾技术成熟、安全、可靠、紧凑、轻量、经济的储能方式仍然是磷酸铁锂。未来，考虑到钛酸锂电池安全方面的优越性，在成本下降、具备经济竞争力后，可选用钛酸锂电池。但钛酸锂电池能量密度较低，设备体积和质量较磷酸铁锂偏大，需进一步考虑海上平台的布置问题。此外，由于目前尚无一种单一储能系统能同时具备高功率、高能量密度、可靠安全以及较长生命周期等特点，无法完全满足海上应用的所有需求，考虑采用“飞轮十电化学”和“超级电容十电化学”的混合储能系统，最大限度弥补单一储能方式的不足，从而获得性能更佳的储能系统。为确保海上新型储能工程应用的安全性和可靠性，建议进一步开展海上浮式设施储能抗晃荡条件下储能的本质安全、安全监测和预警等技术的攻关和工程化应用。
深海大兆瓦级浮式海上风电结构强度分析
摘要：对深海大兆瓦级浮式海上风电结构设计分析中的关键问题进行研究。浮式风电支撑结构采用美 国国家可再生能源实验室（NREL）的OC3 Spar平台为基准模型。分别选用5.0 MW、6.7 MW和＞0 MW风机，采用比例因子设计法提出对应浮式支撑结构设计方案。考虑风载荷与波浪载荷联合作用，进行操作工况和极限工况下浮式支撑结构水动力分析及强度分析，分别得到支撑结构响应幅值算子（Response Amplitude Operator, RAO）和结构关键节点应力响应随风机功率变化规律。提出大兆瓦浮式风电结构应力消减方案，经过验证，改进后结构应力显著降低。
海底电缆液压剪切系统设计
摘要：在海底电缆抢修任务中，针对多层海底脐带缆的切割需求，提出一种基于水下机器人作业的水下液压剪切机构。结合海底脐带缆多层复合及金属绞线的特殊结构建立剪切失效模型，并对水下液压剪的切割机构进行设计。运用Abaqus软件分析切割过程中脐带缆的力学响应，对脐带缆逐层连续变化的力学特性进行研究，提出海底脐带缆切割需要满足的剪切力及水下液压剪机构的主要参数。
深水大容量吸力筒导管架风机基础设计
摘要：为适应海上风电事业逐步向深远海、大容量机组发展的趋势，研发适用于更复杂海洋环境条件的风机基础势在必行。吸力筒导管架式基础因其施工方便、承载能力高、地层适用性广泛等优点，在海上风电基础设计中备受关注。以某大容量海上风机为研究对象，基于常用海工设计软件对结构进行一体化的整体受力特性研究；采用ANSYS 软件对过渡段及筒体进行局部强度的计算分析。计算结果表明吸力筒导管架基础满足各项控制指标，具备良好的承载能力与稳定性。研究成果可为后续的深水远海固定式基础设计提供参考。
