Технология подготовки стационарных резервуаров к приему жидким водородом из ж.д. цистерн,. Прием , накопление и хранение водорода.

Перед приёмом жидкого Н₂ из железнодорожных цистерн стационарные резервуары и все подводящие трубопроводы должны быть подготовлены таким образом, чтобы исключался контакт воздуха с парами водорода. Для этого необходимо заменить воздух на азот, а затем азот на водород. Трубопроводы продуваются азотом, а резервуары очищаются от воздуха полосканием с непрерывным контролем содержания кислорода в отбрасываемых в дренаж газах. гелий дефицитен и поэтому используется азот. Затем из железнодорожных цистерн жидкий Н₂ вытесняется в стационарное хранилище с малым расходом. При контакте с тёплым оборудованием водород испаряется и вытесняет азот из трубопроводов в резервуар или в установку сжигания паров. Замена азота на водород должна выполняться таким образом, чтобы не происходило вымораживания азота, кислорода и последующего загрязнения ими жидкого Н₂ , а также забивания фильтров кристаллами Н₂О, СО₂, О₂ и N₂. Поэтому температура паров Н₂ должна быть выше температуры замерзания азота. По мере замещения азота и охлаждения резервуара расход жидкого Н₂ из железнодорожных цистерн может быть увеличен до приемлемой величины.

В периоды накопления и хранения жидкого Н₂ резервуары наддуваются гелием и подсоса наружного воздуха через закрытые ДПК не происходит. Так как гелий мало растворим в водороде, то его парциальное давление в газовой подушке резервуара остаётся постоянным. Водород находится в недогретом состоянии и практически весь теплоприток затрачивается на нагрев его массы. Лишь малая часть теплопритока идёт на испарение водорода со свободной поверхности, увеличивая его парциальное давление.

Охлаждение жидкого водорода выполняется с тремя целями: обеспечение однофазного потока в трубопроводах; увеличение плотности жидкого Н₂ и соответственно увеличения полезной нагрузки на РН; увеличение времени хранения в заправленном баке РН

Охлаждать кипящий Н₂ следует только в процессе заправки в охладителях перед входом в длинную магистраль. В качестве хладагента практически можно использовать только более холодный водород. Поэтому в охладителях водород охлаждается методом вакуумирования парового пространства с помощью эжекторов. Опасность подсоса воздуха здесь практически отсутствует, т.к. потоки Н₂ и N₂ направлены от теплообменника. Активный поток создается газообразным азотом. Поскольку температура паров Н₂ низкая – около 20К, то чтобы не произошло замерзание азота в полости эжектора, он должен быть предварительно нагрет до достаточно высокой положительной температуры. Кроме того, азот здесь выполняет вторую функцию – является разбавителем паров водорода до безопасной концентрации. Следовательно, расход газообразного нагретого азота должен быть достаточно большим, чтобы смесь “водород+воздух”, подаваемая на сжигание в установку не взорвалась.

Перед входом в струйный насос по линии активного потока установлен фильтр для задержания кристаллов отвержденных газов, чтобы не забивалась проточная часть насоса и не уменьшался расход сливаемого пассивного потока G _сл.1.

Дата добавления: 2015-10-28