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。

海底管缆电磁探测技术现状及展望

摘要:[目的] 为促进海底管缆探测技术的进一步发展,[方法] 对国内外基于水下机器人的电磁探测技术的相关研究进行系统梳理,对研究热点和应用现状进行总结,并对提高电磁探测技术性能的研究方法进行分析。[结果] 研究表明:海底管缆探测系统未来将主要向智能化及综合探测方向发展。智能化可以提高海底管缆的探测效率,将路由跟踪和智能化相结合,实现自动管缆探测,是未来研究的一大热点。同时,光学、声学探测技术能有效弥补电磁探测无法直观目标图像的缺陷,因此结合光学和声学传感器的移动电磁探测技术,未来有望承担更多、更复杂的管缆探测任务。[结论] 研究成果可为海底管缆探测技术发展提供一定参考。

海洋防腐涂层的设计构筑与防腐机制

摘要:船舶与海洋工程装备在湿度、温度、盐度、风浪和辐射等海洋环境的多因素交互作用下,极易发生腐蚀,导致其结构性能急剧退化、服役周期大幅缩短和运维成本显著增加。高性能防腐涂层作为抵御海洋侵蚀的重要防线,对于保障装备作业的安全性和可靠性起到了重要作用。本研究围绕船舶与海洋工程装备的高效防腐需求,结合海洋环境的腐蚀特性与机理,重点论述了有机和无机两类防腐涂层的制备技术与防腐机制,以及智能防腐涂层的设计原理与构筑方法,为船舶与海洋工程装备的腐蚀防护技术提供理论依据和技术支撑,并进一步展望了海洋防腐涂层材料在多功能应用、数据驱动设计和智能监测技术等方面的发展前景。

国内外海底接驳技术现状与关键

摘要:海底接驳是将多个设备在水下连接,实现对电能和信息交互的集中管理,是研制深海勘探装备、构建海底观测网的核心技术之一。美国、日本、加拿大等海底接驳技术起步较早,逐步发展了负高压单级直流输电、大功率电能转换、水下湿插拔、大型光纤通信组网等技术,采用模块化设计、多级接驳盒互连的结构方式,已在多个海域建成了大型的海底观测网。近十年,随着国内开始布局近海海洋观测系统,接驳盒设计制造、负高压输电、远程通信与控制等技术发展迅速。以科学节点形式的水下接驳系统,已在多个海域成功应用。但目前,还没有形成大型的观测网,部分深水关键部件,例如水下湿插拔连接器、光电复合缆等,还主要依赖进口。在引进吸收国外先进技术的同时,研发高性能的控制器、大功率的转换模块、水下连接器以及光电复电缆将是未来接驳系统一个非常重要的方向。

海上光伏关键结构的腐蚀与防护综述

摘要:海上光伏的建设实现了光伏发电系统由陆向海的转移,为解决陆地上可再生能源利用空间有限的问题提供了途径,为光伏产业的发展创造了新机遇,成为光伏产业一个重要发展方向。然而,海洋环境具有高湿、高盐雾等特性,这给海上光伏产业的发展带来了新的挑战,尤其是光伏组件桁架及桩基材料等关键结构的腐蚀成为制约其大规模发展和应用的关键。基于此,本文围绕海上光伏系统关键结构的腐蚀问题展开论述,根据海上光伏的类型、结构特征、材料种类、服役环境等,分析其在海洋环境下潜在的腐蚀特征,并系统性介绍关键结构的腐蚀防护方案,为海上光伏系统的建设及运维提供参考。

海洋软管应用技术与展望

摘要:随着海洋油气资源开发水深的加大,环境载荷会显著增加,对海洋管道的运行安全及运维成本造成重大挑战。与传统钢管相比,海洋软管具有耐腐蚀性能强、柔韧性好、安装效率高等优势,是海洋油气输送的重要装备。文章综述了海底软管、海洋柔性立管、液化天然气低温软管3 种海洋软管应用技术的发展现状,梳理了海洋软管研发和应用中面临的难题和挑战,并提出了海洋软管输送技术的发展趋势与建议。

基于专利分析的海上风电机组用紧固件防腐技术

摘要:[目的]为清晰地呈现出海上风电机组用紧固件防腐技术的发展态势,识别关键技术趋势和创新方向。[方法]采用专利检索分析方法,从全球专利数据库中检索紧固件防腐技术相关的专利文献,分析了紧固件防腐技术的申请态势、申请人及申请人类型、技术构成、技术功效、技术路线等,并从改变紧固件基体性能、聚合物防腐涂料、合金镀层防腐材料、镀层制备工艺、复层防腐、阴极保护和包覆防腐等方面揭示紧固件防腐技术方法。[结果]结果表明,海上风电机组用紧固件防腐技术正处于快速发展阶段,长效且优异的环保型防腐、少维护或免维护新型防腐技术将是今后紧固件防腐的战略部署及专利布局的热点。[结论]研究结果可为高强紧固件防腐产业发展和研究提供科学的决策参考。

动态电缆对海上浮式风机发电效率的影响

摘要:为解决传统线型电缆不利于漂浮式风电场电缆运行维护的问题,提出动态电缆概念,分析不同结构形式对电缆产生的影响。开展半潜式浮式基础在风浪流联合载荷作用下的全耦合时域仿真模拟。分析悬链线形传统电缆与缓波形动态电缆对浮式风机水动力性能的影响,发现缓波形动态电缆对漂浮式风机水动力性能的影响较小,有利于浮式风机发电。对比采用不同电缆的浮式风机发电效率,结果显示,采用2种线型电缆的风机发电效率降低幅度均随着风浪夹角的增大而降低,且采用缓波形电缆发电效率的降低幅度小于采用悬链线形电缆。

吸力桩基础在海洋工程中的应用及其关键技术

摘要:[目的]吸力桩基础在海洋工程中得到越来越广泛的应用,但在新的应用场景下也带来了设计和施工方面新的挑战,为了进一步明确这些关键问题和技术,确保吸力桩设计和施工过程的安全高效,[方法]通过系统梳理吸力桩基础从海洋油气工程和海上新能源工程中的发展历程以及典型应用案例,分析总结吸力桩基础的安装流程及核心装备体系,对比吸力桩基础在传统管汇领域的设计方法和在海上风电领域的设计方法。[结果]结果表明,目前海上风电领域吸力桩设计和施工技术在破坏机理、设计方法和施工风险方面都有特殊方面,指出了目前吸力桩在大型海洋风机基础领域应用的设计和施工方面的问题及挑战。[结论]研究结果为后续吸力桩技术的发展和应用提供参考。