1 / 19 Next Page
Information
Show Menu
1 / 19 Next Page
Page Background

Инженерный журнал: наука и инновации

# 3·2017 1

УДК 546/21 (038) DOI 10.18698/2308-6033-2017-3-1602

Создание, совершенствование конструкции, перспектива

развития транспортных средств для жидкого водорода

© О.Я. Черемных

АО «Уралкриомаш», г. Нижний Тагил, 622051, Россия

На основе анализа ранее созданных конструкций для транспортировки жидкого

водорода рассмотрены разработки транспортных изделий для реализации совре-

менных перспективных водородных технологий, используемых в ракетно-

космической, морской и других отраслях промышленности. Проведен поиск опти-

мальных решений и дано обоснование выбора теплоизоляции транспортных изделий

для жидкого водорода. Анализ чистоты жидкого продукта при транспортировке

позволил выявить основные примеси и оценить изменение их концентрации в водо-

роде в процессе перевозки. Обоснован выбор критериев технологических операций,

обеспечивающих сохранение качества жидкого водорода в транспортной цистерне.

На основе исследований предложена технологическая операция «слива» водорода на

ракетно-космическом комплексе без наддува емкости от стороннего источника

газа наддува с использованием только собственных «чистых» паров водорода. Впер-

вые представлены результаты экспериментальных исследований по изучению по-

следствий потери вакуума в емкости на натурном образце водородной цистерны

модели ЖВЦ-100М в случае возникновения аварийной ситуации. На основе этих

исследований сделан выбор материала и определена конструкция оболочки крио-

генной транспортной цистерны, а также выработаны меры защиты от

повреждения экипажной части цистерны в случае потери вакуума при аварии.

Представленные рекомендации использованы при проектировании большинства

транспортных криогенных изделий для перевозки сжиженных (криогенных) газов:

кислорода, азота, аргона, сжиженного природного газа. Впервые приведены

технические характеристики перспективного транспортного изделия — контей-

нера-цистерны для жидкого водорода при мультимодальных перевозках.

Ключевые слова:

жидкий водород, железнодорожная цистерна, контейнер-

цистерна, автомобильная цистерна, теплоизоляция, испаряемость, безопасно-

дренажное устройство, бездренажная транспортировка, чистота водорода,

платформа контейнеров, железнодорожная платформа

Введение.

В СССР 50 лет тому назад по инициативе С.П. Королёва

были начаты широкомасштабные работы по созданию оборудования и

технологий для использования в ракетно-космической технике

эффективного водородно-кислородного ракетного топлива [1]. Для

решения поставленной задачи следовало создать транспортные

средства для перевозки жидкого водорода [2], что требовало разработки

конструкционных и теплоизоляционных материалов, работоспособных

в условиях низких температур и нахождения конструкторских решений,

обеспечивающих надежную работу комплекса [3].

Появилась необходимость решения задачи минимизации суточных

потерь жидкого водорода при его транспортировке за счет применения