中投網(wǎng)2025-08-08 09:17 來源：中投顧問產(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，4.2萬噸級的“夢想”號科考船正經(jīng)歷一場特殊的“壓力測試”——當模擬動力系統(tǒng)突發(fā)故障時，船上搭載的DP3閉環(huán)電力系統(tǒng)在0.3秒內(nèi)完成故障隔離與負荷轉移，確保萬米鉆探設備的穩(wěn)定運行。這套由中國船舶集團七〇四所自主研發(fā)的“深海動力中樞”，與同期完成試驗的2000噸/時礦漿輸送泵、高速凝給水泵組共同構成我國深海開發(fā)的“技術三件套”，標志著我國在深海裝備核心技術領域?qū)崿F(xiàn)從跟跑到領跑的跨越。
一、“夢想”號的動力革命：DP3閉環(huán)電力系統(tǒng)的突破
在馬里亞納海溝10900米處，“夢想”號的鉆探設備需要在浪高3米的海域保持厘米級定位精度，這對動力系統(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“智能電網(wǎng)+儲能緩沖”的創(chuàng)新架構，構建起深海作業(yè)的“動力安全網(wǎng)”：
三級防護體系重新定義可靠性標準。該系統(tǒng)包含7個推進器構成的矢量動力矩陣，配合中壓閉環(huán)母排設計，可在任意兩個動力單元失效時仍保持作業(yè)能力。實船測試數(shù)據(jù)顯示，其故障穿越成功率達100%，較傳統(tǒng)開環(huán)系統(tǒng)提升300%，這意味著即使在臺風突發(fā)等極端情況下，也能保障萬米鉆探管柱的安全回收。
儲能與電力調(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)不僅實現(xiàn)負荷波動的“削峰填谷”，使發(fā)電機運行效率從65%提升至89%，更能在鉆探設備啟停時提供瞬時補償。對比同類科考船，“夢想”號的發(fā)電機組維護周期延長至18個月，年運維成本降低400萬元，氮氧化物排放量減少20%以上。
這項技術的突破具有行業(yè)輻射意義。2025年7月，采用同款系統(tǒng)的5000噸全回轉起重船獲得國內(nèi)首個CCSDP-2(CBNV)認證，標志著該技術已從科考領域延伸至海上工程裝備，推動我國高端海工裝備核心系統(tǒng)實現(xiàn)“去國外化”替代。
二、高速泵技術：從專利創(chuàng)新到產(chǎn)業(yè)應用
在深海油氣開發(fā)中，流體輸送設備的效率每提升1%，意味著單平臺年增收超千萬元。七〇四所研發(fā)的高速泵技術，通過四項核心專利構建起獨特的技術壁壘：
結構創(chuàng)新破解行業(yè)痛點。“加速導流盤式導葉”設計使流體在泵內(nèi)的流動效率提升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小時延長至12000小時。在某深水氣田應用中，搭載該技術的海水提升泵連續(xù)運行18個月無故障，較進口產(chǎn)品可靠性提升3倍。
極端環(huán)境適應性實現(xiàn)突破。研制的高速凝給水一體化裝置，在350℃高溫、15000轉/分鐘的工況下仍保持穩(wěn)定運行，其“耐高溫動靜壓水潤滑軸承”技術解決了傳統(tǒng)金屬軸承易失效的難題。這套裝置已應用于南海某浮式生產(chǎn)儲油輪，使蒸汽系統(tǒng)熱效率提升8%，年節(jié)約燃料成本約600萬元。
技術轉化的速度同樣令人矚目。從專利申請到實船應用僅用14個月，這種“研發(fā)-試驗-產(chǎn)業(yè)化”的快速迭代模式，使七〇四所在高速泵領域的市場份額從2021年的8%躍升至2025年的32%，打破了德國KSB、美國福斯等企業(yè)的長期壟斷。
三、超大流量礦漿輸送泵：深海采礦的關鍵拼圖
當全球深海采礦進入“搶灘期”，2000噸/時——這個相當于1分鐘輸送一個標準泳池水量的參數(shù)，使七〇四所的礦漿輸送泵成為我國爭奪深海資源話語權的重要籌碼：
材料與工藝的雙重突破。泵體過流部件采用“高鉻鑄鐵+碳化鎢復合涂層”，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。在模擬試驗中，該泵連續(xù)輸送含砂量30%的礦漿1000小時后，葉輪磨損量僅為國際標準的1/3。
系統(tǒng)集成能力凸顯優(yōu)勢。為適應深海采礦的復雜工況，泵組設計包含實時監(jiān)測的振動、溫度、壓力傳感器網(wǎng)絡，可在礦漿濃度突變時自動調(diào)節(jié)轉速。這種智能控制使其在模擬輸?shù)V試驗中，實現(xiàn)99.8%的連續(xù)運行率，遠超行業(yè)90%的平均水平。
這項成果的戰(zhàn)略價值不言而喻。目前國際上具備同類裝備研制能力的企業(yè)不足5家，而我國深海礦產(chǎn)資源勘探面積已達23萬平方公里。該泵的成功研發(fā)，使我國在深海采礦裝備領域的技術自主可控率從65%提升至88%，為2030年商業(yè)開采奠定關鍵基礎。
四、深�？萍疾季值膽�(zhàn)略深意
七〇四所的技術突破并非孤立存在，而是中國船舶集團構建深海裝備體系的縮影。從“夢想”號的動力系統(tǒng)到礦漿輸送泵，形成了“探測-開發(fā)-利用”的全鏈條技術布局：
在資源獲取層面，這些裝備使我國具備從深海1萬米獲取地質(zhì)樣本、從3000米水深開采礦物的能力;在產(chǎn)業(yè)安全層面，核心設備的國產(chǎn)化率提升至92%，避免了“卡脖子”風險;在標準制定層面，DP3閉環(huán)電力系統(tǒng)的試驗方法已被納入國際海事組織(IMO)的最新規(guī)范，使我國從技術追隨者轉變?yōu)橐?guī)則制定者。
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