ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Резервуары для хранения и транспортировки жидкого водорода из "Получение жидкого водорода" Жидкий водород хранят и транспортируют в специальных резервуарах, аналогичных по конструкции резервуарам для жидкого кислорода и азота, но отличающихся от них материалом, усиленной теплоизоляцией и герметичностью, а также наличием специального оборудования, предусмотренного правилами техники безопасности. [c.157] Резервуары для жидкого водорода обычно состоят из двух или более металлических сосудов, расположенных концентрически по отношению друг к другу. Центральный (внутренний) сосуд предназначен для жидкого водорода. Между внутренним и наружным сосудами с целью уменьшения теплового потока к внутреннему сосуду поддерживается вакуум или же используется вакуумно-порошковая или многослойная теплоизоляция. В изоляционном пространстве иногда размещают различные экраны в виде змеевиков или листов, охлаждаемых жидким азотом (или парами водорода, выделяющимися из внутреннего сосуда). Возможно сочетание нескольких видов изоляции. Резервуары конструируют таким образом, чтобы попадание воздуха в среду водорода в период эксплуатации резервуара было исключено. [c.157] Схема типового резервуара для жидкого водорода показана на рис. 53. [c.158] Цилиндрические горизонтальные резервуары удобно транспортировать. Стационарные цилиндрические резервуары могут быть как горизонтальными, так и вертикальными. [c.159] Важнейшей характеристикой резервуара для жидкого водорода является величина потерь продукта от испарения в единицу времени (сутки), которая выражается в процентах от объема внутреннего резервуара. [c.159] Форма резервуара существенно влияет на величину потерь продукта от испарения. Приток тепла к внутреннему резервуару возрастает с увеличением площади его поверхности. Исходя из этого, самой выгодной формой резервуара считают сферическую, имеющую наименьшее отношение площади поверхности к единице объема. Другой удобной формой резервуара является цилиндр, высота (длина) которого равна диаметру. Для такого цилиндра со сферическими днищами отношение площади поверхности к объему всего на 10% больше, чем для шара, одинакового с ним по объему [24]. [c.159] Толщина стенок в сферических резервуарах может быть меньше, чем в цилиндрических. Однако транспортировать сферические резервуары труднее, чем цилиндрические. [c.159] Обычно внутренний резервуар изготавливают из нержавеющей стали, алюминия, титана или меди, внешний (кожух) — из углеродистой стали [85]. [c.159] До недавнего времени резервуары для жидкого водорода выполнялись только с высоковакуумной изоляцией и с использованием экранов, охлаждаемых жидким азотом. Применение вакуумно-порошковой и многослойной изоляции, а также экранов, охлаждаемых холодными парами водорода, позволяет отказаться от использования жидкого азота для охлаждения экранов, что упрощает эксплуатацию и удешевляет резервуары. Экраны, охлаждаемые жидким азотом, в настоящее время сохранились только в лабораторных сосудах. Для резервуаров емкостью более 100 м как правило, применяется вакуумно-порошковая изоляция [150, 151]. Многослойная изоляция применяется для резервуаров любой емкости, как транспортных, так и стационарных [119]. [c.159] Система подвески обеспечивает защиту внутреннего сосуда от радиальных и продольных перемещений при воздействии вертикальных ускорений (включая ускорение силы тяжести), горизонтальных ускорений, ударов, толчков и вибраций. [c.160] Особое значение имеет способ установки опорных элементов для транспортных резервуаров [105]. [c.160] В качестве опорных элементов могут также применяться многослойные тепловые изоляторы — наборы тонких пластин или свернутые в рулон ленты из нержавеющей стали (рис. 55). Тонкие пластины (шайбы и диски) применяются для восприятия осевых нагрузок. [c.161] В крупных резервуарах устраивают люки, позволя-юш,ие обслуживающему персоналу входить во внутренний резервуар для осмотра, очистки или ремонта. Люк-лаз выполняется с герметически закрывающимися крышками на кожухе и внутреннем сосуде. [c.162] Резервуары для хранения и транспортировки жидкого водорода работают под давлением выше атмосферного п поэтому снабжаются предохранительными устройствами клапанами, разрывными мембранами, рассчитанными на 1,1 и 1,2 рабочего давления соответственно. Предохранительные устройства устанавливаются на трубопроводе, отводящем пары водорода из внутреннего резервуара — линии газосброса. [c.162] На кожухе также предусмотрено стравливающее устройство (предохранительная мембрана) на случай повышения давления в изоляционном пространстве из-за утечек водорода из внутреннего сосуда и его коммуникаций [85, 121, 144]. [c.162] Внутренний резервуар подвергают гидростатическим испытаниям на давление, в 1,5 раза превышающее рабочее. [c.162] Резервуары рассчитывают на прочность и на вёличи-ну суточной испаряемости продукта (тепловой расчет). При тепловом расчете резервуара определяют общие потери холода, которые складываются из потерь за счет притока тепла через теплоизоляцию, элементы подвески, трубопроводы, люки и т. д. При расчете и конструировании имеют в виду, что приток тепла через опоры и трубопроводы зависит от объема резервуара. Так, с увеличение.м обема резервуара этот приток тепла уменьшается. Для сосуда емкостью 37 л он составляет 70%, а для резервуара объемом 378 — 10% от всех потерь холода [85]. [c.162] Вернуться к основной статье