在大国造船的奋进征程上,中船集团沪东中华造船开发研究所副所长万忠,十余载坚守深蓝赛道,他主导研发的9000-24000TEU系列绿色智能集装箱船斩获国际船东青睐;更在LNG产业链装备领域实现B型LNG围护系统工程化、LNG船高级计算分析、船体结构轻量化设计等多项核心技术突破,为我国第五代17.4万方LNG运输船、27.1万方超大型LNG运输船等高端储运装备自主创新与迭代发展作出重要贡献。
万忠,中船集团沪东中华造船开发研究所副所长,获得“2026年度新时代青年先锋”荣誉。摄影 万全/人民画报
“我们现在手持订单很饱满,有LNG(液化天然气)运输船,也有加注船。但总归要居安思危,瞄准未来。”中船集团沪东中华造船开发研究所副所长万忠说。
LNG船,全称液化天然气运输船,也被称作“海上超级冷库”,因为它装的货物是被冷却后的天然气。
今年38岁的万忠,已和LNG船打了16年交道,经历了中国在这一高端船型领域从技术跟随到逐步自主的过程。
先摸透船,再设计船
2010年,万忠从上海交通大学船舶与海洋工程专业毕业。当时他有很多选择,可以去研究所,也可以去船级社,但他最终选择了沪东中华。“当时导师不太理解,但我想做些实际的事情。”
前三年,万忠都忙碌在生产一线,完整经历了一艘船从第一块钢板切割,到总组、船坞建造、出坞、码头调试再到试航的全过程。“船非常复杂,不上手,永远不知道关键点在哪里。”这段经历让他后来做设计时,总能提前考虑到生产环节的实际情况,避免了很多纸上谈兵的问题。
2014年初,万忠被调入沪东中华造船开发研究所,从事LNG船研发。最初他负责结构安全性分析,通过有限元计算和仿真,验证船舶在波浪中的应力分布,防止出现类似集装箱船海上断裂的事故。后来又逐步拓展到振动噪声、低温管系等领域,研究零下163摄氏度的LNG对船舶设备的影响。
十几年的技术积累,让中国LNG船研发实现了质的飞跃,万忠对此感受很深。“以前我们学韩国,看韩国人发的论文找思路。但现在反过来了,人家来收集我们的资料,我们的论文都不能随便发了。”万忠说。
中船集团沪东中华造船西部厂区 沪东中华 供图
打破垄断的三步棋
LNG船被称为“造船业皇冠上的明珠”,其核心的围护系统技术长期被法国GTT公司垄断。这是一家专注于液化天然气液货围护系统的法国工程公司,全球所有建造薄膜型LNG船的船厂,都必须使用GTT的技术方案,缴纳巨额专利费,且所有材料、工艺都要经过GTT认可。
“GTT把技术变成了一个完整的体系。我们但凡改一点图纸,都要经过它的认可,来回周期很长。以前殷瓦钢只有法国一家能提供,我们订单多的时候,他们供不上货,直接影响生产周期。”万忠说。
为了打破这种局面,万忠所在的团队走了三步棋:
第一步是推进核心材料和设备的国产化替代。联合宝武钢铁等企业和高校,攻克殷瓦钢等关键材料的生产技术,现在国产材料已经能满足大部分生产需求,不仅降低了成本,也保障了供应链安全。
第二步是吃透GTT的核心技术“黑匣子”。通过大量的实验和计算,搞清楚每一个设计背后的原理。
第三步是开发完全自主的围护系统。2024年7月,B型舱围护系统被成功应用于1.4万方LNG加注运输船。“这条船我们就不用交专利费了。”目前,该技术也已应用到LNG动力集装箱船的燃料舱上。
为了验证新技术的可靠性,沪东中华建成了国内唯一的陆上LNG低温工程中试平台,万忠兼任该平台副主任。“船东不敢贸然把新设备装到船上,我们就自己先在陆上用真实的LNG作为测试介质运行几百个小时,充分验证可靠性,打消船东的顾虑。”这个平台不仅服务沪东中华,也为整个行业的国产设备提供测试平台。
由中国船舶集团有限公司旗下沪东中华造船(集团)有限公司自主研发设计建造的全球首艘第五代“长恒系列”17.4万立方米大型液化天然气运输船(LNG)“绿能鹏”号。摄影 徐讯/人民画报
居安思危,瞄准2030
如今,沪东中华的LNG船订单已经排到了2031年,国产化率最高达到了80%以上。经过多年发展,全球LNG船市场已经形成中国和韩国两强并立的格局。万忠认为,现在中韩两国在大型LNG船领域为并跑状态,局部领域中国已经领跑。但万忠说危机感还在,这种危机感不仅来自同行的竞争,更来自核心技术仍未完全自主的现实。
“很多人问,GTT的专利有效期不是20年吗?等它过期了不就能免费用了?”万忠说,“GTT的专利有效期确实是20年,到期后就会成为公共技术。但它的垄断并没有因此被打破,原因有二:第一,GTT目前拥有有效专利约4000件,几乎把能申请的都申请了;第二,它一直在不停地更新升级技术。”
正在建造中的LNG船液货舱 摄影 徐讯/人民画报
比如,衡量围护系统最关键的指标是蒸发率,也就是每天有多少液态LNG会挥发损失,这直接决定了船东几十年的运营成本。“GTT围护系统第一代技术的蒸发率是0.97,第二代变成0.87,第三代变成0.85。”万忠说,“虽然第一代专利已经过期了,但用这种老技术的船,每天挥发损失的LNG比新技术多很多,几十年运营下来成本差距巨大,所以单纯从市场角度来说,船东会不断选择新技术。”
这也正是万忠和团队坚持自主研发B型舱围护系统的原因。“我们不能一直跟着别人的节奏走,必须有自己的技术体系。”关于自主研发的B型舱,万忠坦言:“我们目前还有进一步提升的空间,团队也在持续优化技术、缩小差距。用十几年的时间去追赶GTT五十多年的技术积淀需要一步一个脚印,我们已经扎实迈出了自主围护系统研发的关键一步,并且已经在实船上得到了成功验证和应用。”
万忠介绍,2025年,中国LNG船已真正进入世界第一方阵;进一步聚力产能升级与技术迭代,在提质扩能、技术革新之路上持续突破、奋勇争先。
对于未来的船型发展,万忠介绍了三个方向:更大——在现有17.4万立方米主流船型基础上,开发20万立方米通用型船型和27.1万立方米定制化船型,降低单位运输成本;更绿色——研发净零排放技术,满足国际海事组织的减排要求;更智能——逐步实现远海无人航行,目前正常航行已经只需要1人值班,未来计划实现“沿海有人、远海无人、进港再有人”的模式。
万忠说,最有成就感的时刻,就是看到自己参与设计的船驶向大海。“把论文写在广袤的大海上,这就是我们这代造船人的使命。”
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