7 / 19
Создание, совершенствование конструкции, перспектива развития…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 3·2017 7
По статистическим данным (НИИМаш, г. Нижняя Салда, стендо-
вая отработка ЖРД на водороде), за один из контрольных периодов
эксплуатации железнодорожных цистерн ЖВЦ-100 при 10-суточной
транспортировке от завода — производителя жидкого водорода
(г. Чирчик, Узбекистан) до потребителя (НИИМаш) и 5-суточного
ожидания слива в хранилище у потребителя из 3954 т водорода, за-
полнившие цистерны на заводе — изготовителе компонента ракетно-
го топлива, потери при транспортировке составили 573 т, т. е. 14,5 %.
Поиск дальнейших путей снижения испаряемости водорода в ци-
стернах ЖВЦ-100М осуществляли с применением следующих видов
теплоизоляции:
порошково-вакуумной;
моногослойно-вакуумной;
многослойно-порошково-вакуумной (при различном уровне
засыпки аэрогелем теплоизоляционной полости емкости).
Результаты испытаний цистерн ЖВЦ-100М, емкости которых были
выполнены со слоисто-вакуумной изоляцией (СВИ), показали, что
суточная испаряемость жидкого водорода при транспортировке соста-
вила 1,4 %. Это объяснялось низкой эффективностью СВИ в районе си-
ловых элементов цистерны (опор и цепей) в нижней части емкости.
Испытания цистерны ЖВЦ-100М с порошково-вакуумной тепло-
изоляцией емкости при ширине межстенного зазора в изоляционном
пространстве 250…275 мм, засыпанного аэрогелем, определили ис-
паряемость водорода в цистерне для данного класса изоляции на
уровне 1,45…1,5 % в сутки. Это можно объяснить недостаточной шири-
ной межстенного зазора, засыпаемого теплоизолирующим порошком,
увеличение которого возможно только за счет уменьшения диаметра
сосуда (внешний габарит цистерны 1Т строго определен ГОСТом),
которое приведет к уменьшению перевозимой массы водорода.
Испытания цистерн ЖВЦ-100М со слоисто-порошково-вакуумной
теплоизоляцией емкости (120 слоев СВИ на основе матов ЭФТИ-2В-25
и 5,5 т аэрогеля) при вакууме в межстенном пространстве емкости на
уровне 5·10
–3
мм рт. ст. (133,322 Па) показали, что суточные потери
водорода в цистерне составляют 1,15…1,2 %.
В дальнейшем было принято решение засыпку аэрогелем произ-
водить только в нижней части емкости в районе цепей и опор, что
обеспечивало экранирование теплоизолирующим порошком труднодо-
ступных мест для нанесения слоисто-вакуумной теплоизоляции [8].
Для создания более глубокого вакуума в межстенном простран-
стве емкости для эффективной работы СВИ вне засыпанного в ниж-
ней части емкости аэрогеля была предложена технология
горячего
азотного полоскания
от остаточных газов и последующее вакууми-
рование межстенного пространства вакуумной полости до значения
1·10
–3
мм рт. ст. в теплом состоянии.