Создание, совершенствование конструкции, перспектива развития транспортных средств для жидкого водорода

О.Я. Черемных

Инженерный журнал: наука и инновации

# 3·2017

Арматуру проектировали специально, поскольку низкая темпера-

тура сжижения и затвердевания жидкого водорода требовала наличия

более совершенных тепловых мостов, чтобы исключить обмерзание ор-

ганов управления сконденсировавшейся влагой атмосферного воздуха,

а также соответствующего материала уплотнителя в узле седло —

клапан для обеспечения герметичности в системе коммуникаций

трубопроводов цистерны. Тепловые мосты арматуры газосброса вы-

полняли с сильфонным уплотнением (компенсаторами), исключаю-

щим утечку паров водорода в атмосферу.

Малые размеры арматурного шкафа цистерны натолкнули на ре-

шение выполнить трубы слива — налива водорода из нижней части

днища оболочки в виде штыкового соединения Джонсона. В него

вставляли соответствующий элемент вентиля слива — налива, изго-

товленного как одно целое с имеющим экранно-вакуумную тепло-

изоляцию коллектором слива — налива. Концевые элементы коллек-

тора соединяли с приемными металлорукавами также штыковыми

соединениями. В них тепловой мост между холодным и теплым

участками был максимально удлинен и не допускал обмерзания со-

единения. Сосуд цистерны теплоизолировали матами многослойной

изоляции из перемежающихся слоев алюминиевой фольги и стекло-

холста. Из опасения сдвижки слоев экранов при железнодорожной

транспортировке водорода при высоких динамических нагрузках

теплоизоляционное пространство емкости дополнительно засыпали

порошком — аэрогелем, что дало возможность увеличить время

бездренажной транспортировки водорода.

Всего за период 1966–1968 гг. было изготовлено 60 цистерн мо-

дели 8Г514. В эксплуатации они находились недолго вследствие не-

большого полезного объема сосуда емкости, низкого рабочего давле-

ния и недостаточно эффективной теплоизоляции, что требовало при

эксплуатации частых остановок в пути следования для сброса паров в

атмосферу из емкости цистерны.

Однако опыт эксплуатации этих цистерн подтвердил реальность

безопасной транспортировки жидкого водорода в условиях железной

дороги, и поэтому появилась возможность создать более совершен-

ные, более эффективные железнодорожные цистерны и контейнеры-

цистерны для мультимодальных перевозок жидкого водорода.

Создание конструкции, разработка технологии транспорти-

ровки жидкого водорода в железнодорожных цистернах модели

ЖВЦ-100.

При создании железнодорожной цистерны (рис. 3) для

доставки жидкого водорода на космодром Байконур решали [5]

следующие задачи:



увеличение перевозимой массы жидкого водорода по сравнению

с железнодорожной цистерной 8Г514 с 2,0 до 7,0 т за счет увеличения

объема внутреннего сосуда с 33 до 119 м

;