8 / 19
О.Я. Черемных
8
Инженерный журнал: наука и инновации
# 3·2017
Последующие испытания цистерны ЖВЦ-100М на жидком водо-
роде показали, что при вакууме в межстенном пространстве емкости
5·10
–5
мм рт. ст. потери водорода в ней в сутки составили 0,75…0,8 %.
Дальнейшие работы в этом направлении были приостановлены ввиду
прекращения программ «Энергия — Буран».
Следующим этапом совершенствования конструкции ЖВЦ-100М
и технологии транспортировки стало решение проблемы повышения
безопасности при транспортировке жидкого водорода в условиях же-
лезной дороги.
В условиях эксплуатации транспортной цистерны с жидким во-
дородом могла возникнуть реальная опасность нарушения целостно-
сти оболочки емкости, например, из-за ее пробоя автосцепкой при пе-
реформировании состава в пути следования или схода с рельс экипаж-
ной части цистерны с последующим опрокидыванием (данный факт
был зафиксирован на заводе — изготовителе компонента). Транспор-
тировка жидкого водорода осуществлялась связкой из пяти цистерн с
вагонами прикрытия и вагоном с сопровождающим персоналом в со-
ставе грузового поезда общего назначения. Общее количество одно-
временно перевозимого жидкого водорода составляло 36,7 т.
При такой его массе последствия потери вакуума в теплоизоли-
рующей полости емкости цистерны могли быть непредсказуемыми.
Поэтому было принято решение в условиях испытательного полигона
провести исследовательские работы на штатной цистерне ЖВЦ-100М
с экранно-вакуумной теплоизоляцией с имитацией потери вакуума че-
рез вакуумный вентиль, установленный на кожухе цистерны.
Предварительно были разработаны, изготовлены и испытаны на
производительность на стендах предприятия предохранительные кла-
паны жидкости, обеспечивающие сброс давления паров водорода при
полной потере вакуума в изоляционной полости емкости без превы-
шения давления в сосуде выше допустимого. Сброс паров водорода из
емкости через предохранительные устройства должен быть безопас-
ным относительно окружающих предметов на железной дороге.
В ходе экспериментальных исследований нужно было установить:
темп роста давления в сосуде емкости с жидким водородом;
адекватность выполненных расчетов по проходным сечениям
предохранительных клапанов;
риск при возникновении аварийной ситуации вследствие
разгерметизации емкости цистерны с жидким водородом;
оценка теплопроводности экранно-вакуумной теплоизоляции
при внезапной потере вакуума в изоляционной полости емкости.
В ходе экспериментальных исследований предохранительный
клапан обеспечил полный сброс нарастающего давления паров водо-
рода в сосуде емкости.