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