10 / 19
О.Я. Черемных
10
Инженерный журнал: наука и инновации
# 3·2017
Одной из проблем, тесно связанной с повышением эффективно-
сти теплоизоляции емкости, является сохранение чистоты жидкого
водорода при транспортировке и ожидании перелива в хранилище на
площадках слива у потребителя.
Содержание примесей в жидком водороде определяется ОСТ
В-113-03-502-86 соответственно для марок А (особо чистый) и марки Б.
В этом документе для электрохимического водорода регламентиру-
ется содержание
примесей азота и кислорода в водороде как на ожи-
жителе завода-поставщика, так и водорода в цистернах, отгружаемо-
го с завода. По прибытии жидкого водорода к потребителю берется
анализ на содержание примесей азота и кислорода в жидком водоро-
де и принимается решение о его допуске в системы того или иного
комплекса. В целях исследования возможности сохранения чистоты
жидкого водорода, используемого как топливо для электрохимиче-
ских генераторов космических объектов в течение длительного времени
транспортировки и хранения жидкого водорода марки А (38 сут, из ко-
торых 8 сут составляет
непосредственно транспортировка), были
проведены исследовательские работы на партии цистерн ЖВЦ-100М
с улучшенной теплоизоляцией, испаряемостью водорода в емкости
от внешних теплопритоков 0,75…1,1 % в сутки как в стационарном,
так и транспортном состоянии, что обеспечивало бездренажную
транспортировку водорода с завода-поставщика до потребителя в те-
чение 8–10 сут. В ходе эксперимента контролировалось содержание
примесей азота и кислорода в жидком водороде при заливе цистерны
и сливе у потребителя. Анализ чистоты жидкого водорода в цистернах
при сливе у потребителя показал, что наибольшее содержание примесей
азота в жидком водороде (концентрация
2
N
C
= 3,0·10
–6
%, объемная
доля) наблюдается в цистерне ЖВЦ-100М вследствие его высокой кон-
центрации в водороде при заливе цистерны (
2
N
C
= 1,4·10
–6
%, объемная
доля), в остальных пяти цистернах — 1,2…1,75·10
–6
% (объемная доля).
Наименьшее содержание примеси азота (
2
N
C
= 1,2·10
–6
%,
объемная доля) в жидком водороде было в емкости с самым вы-
соким содержанием примеси в водороде при отгрузке с завода (
2
N
C
=
= 5,3·10
–7
%, объемная доля), что является следствием самой низкой
испаряемости водорода (0,75 % в сутки) в этой цистерне.
Содержание (объемная доля) примеси кислорода в жидком водо-
роде при сливе в четырех цистернах составило 0,69…1,7·10
–7
%, в
двух цистернах — 2,9…3,2·10
–7
% при содержании кислорода в водо-
роде при отгрузке с завода меньше 5…9·10
–8
%.
Во всех случаях содержание примесей азота и кислорода в жид-
ком водороде не превысило нормативную величину у потребителя.
Анализ примесей азота и кислорода в газообразном водороде в
«подушке» емкости показал, что их концентрация значительно
меньше, чем в жидкости.