Создание и исследование средств транспортировки, хранения, газификации и заправки криогенных жидкостей космических систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.03, доктор наук Черемных Олег Яковлевич

• Черемных Олег Яковлевич
• доктор наук
• 2019

Оглавление диссертации доктор наук Черемных Олег Яковлевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Создание, совершенствование конструкции, перспективы развития транспортных средств для криогенных компонентов ракетных топлив, окислителей и инертных компонентов

1.1. Особенности криогенных систем обеспечения космических наземных комплексов. Требования к криогенным ракетным топливам и

окислителям

1.2. Обзор криогенных транспортных средств доставки компонентов

1.2.1. Криогенные транспортные средства доставки горючего

1.2.1.1. Криогенные транспортные средства доставки жидкого водорода

1.2.1.2. Криогенные транспортные средства доставки сжиженного природного газа (СПГ)

1.2.2. Криогенные транспортные средства доставки окислителя

1.2.2.1. Криогенные транспортные средства доставки жидкого

кислорода

1.2.2.2. Криогенные транспортные средства доставки жидкого

фтора

1.2.3. Криогенные транспортные средства доставки инертных компонентов (азот, аргон, гелий)

1.3. Создание, совершенствование конструкции, перспективы

развития транспортных средств для жидкого водорода

1.3.1. Исследование теплоизоляции емкости транспортного средства на потери жидкого водорода

1.3.2. Исследование и разработка мероприятий по поддержанию чистоты жидкого водорода на исходном уровне в процессе

транспортировки

Стр.

1.3.3. Разработка мер безопасности при транспортировке жидкого водорода

1.3.4. Создание универсальных средств транспортировки жидкого водорода

1.4. Создание, совершенствование конструкции, перспектива развития транспортных средств для жидкого кислорода, азота,

аргона

1.4.1. Исследование теплоизоляции емкости транспортного средства

на потери жидкого кислорода, азота, аргона

1.4.2. Создание универсальных средств транспортировки жидкого кислорода и азота

1.5. Создание, перспективы развития транспортных средств для

сжиженного природного газа (СПГ)

Выводы по главе

ГЛАВА 2. Создание систем хранения высокочистых криогенных компонентов при докритических и закритических параметрах

2.1. Обзор конструкций криогенных резервуаров для сжиженных

газов

2.2. Требования к чистоте криогенных компонентов в процессе длительного хранения и подачи в СХПР СЭП космического объекта

2.3. Анализ процессов в криогенных жидкостях при докритическом

и сверхкритическом давлениях в процессе хранения

2.4. Исследование и разработка средств длительного хранения

жидкого кислорода марки ОЧ при докритическом давлении

2.5. Исследование и разработка средств длительного хранения

жидкого водорода марки А при докритическом давлении

2.6. Разработка средств хранения жидкого водорода и кислорода и

выдачи из емкости при закритическом давлении

Выводы по главе

Стр.

ГЛАВА 3. Разработка средств и исследование процессов газификации водорода при докритических и закритических параметрах

3.1. Обзор средств газификации криогенных жидкостей

3.2. Разработка средств газификации жидкого водорода при закритических параметрах

3.3. Исследование переходных процессов при газификации водорода

и выдачи из емкости при закритических параметрах

3.4. Исследование переходных процессов в емкости газификатора с водородом в зависимости от технических характеристик объекта потребления

3.5. Разработка средств и исследование чистоты водорода при его газификации и хранении в газообразном состоянии при

закритическом давлении

3.6. Исследование процесса эвакуации водорода из емкости при

закритических параметрах

Выводы по главе

ГЛАВА 4. Разработка средств заправки высокочистым жидким водородом и особо чистым жидким кислородом системы хранения и подготовки реагентов (СХПР) системы энергопитания (СЭП) космического объекта

4.1. Обзор криогенных заправочных систем высокочистым водородом

и особо чистым жидким кислородом

4.2. Создание комплекса заправки высокочистыми криогенными компонентами баков СХПР СЭП ОК

4.2.1. Создание системы заправки высокочистым водородом баков

СХПР СЭП КО

4.2.2. Создание системы заправки особо чистым жидким кислородом баков СХПР СЭП КО

Стр.

4.3. Создание системы подачи высокочистого газообразного

водорода и кислорода на ЭХГ СЭП КО

4.4. Разработка средств обеспечения чистоты водорода и кислорода

при заправке баков СХПР СЭП КО

4.5. Охлаждение криогенных компонентов топлив. Создание системы заправки охлажденным жидким кислородом бака ракетно-космической

системы

Выводы по главе

ГЛАВА 5. Перспективы использования полученных результатов и практические рекомендации по их применению

5.1. Использование СПГ в ракетно-космической технике

5.2. Перспектива создания криогенного комплекса заправки высокочистыми компонентами водородом и кислородом глубоководных

морских объектов

Выводы по главе

Общие выводы и заключения

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Создание и исследование средств транспортировки, хранения, газификации и заправки криогенных жидкостей космических систем»

ВВЕДЕНИЕ

Концепция федеральной целевой программы «Развитие космодромов на период 2016-2025 годов в обеспечение космической деятельности Российской Федерации» предусматривает строительство и ввод в эксплуатацию на космодроме Восточный ракетно-космического комплекса для выведения ракеты-носителя «Ангара» со средствами выведения космических аппаратов посредством разгонных блоков, работающих на криогенных компонентах: жидком водороде и жидком кислороде.

Поиски эффективных ракетных топлив с меньшим экологическим воздействием на окружающую среду и меньшим стоимостным затратам, выполненных ведущими институтами и предприятиями космической отрасли, привели к решению о возможности и целесообразности использования в ракетно-космической технике топливной пары кислород-метан, как для двигательной установки ракеты-носителя, так и для работы электрохимического генератора системы энергопитания космического аппарата.

Топливные элементы на природном газе относят к водородным, исходя из их химических характеристик, так как природный газ предварительно подвергают конверсии в отдельном реакторе или непосредственно в топливном элементе (внутренняя конверсия).

На созданных в Советском Союзе в 1960-1970-х годах водородно-кислородных ЭХГ, практический КПД достигает 70-75 %. От других устройств, реализующих схему непосредственного преобразования химической энергии в электрическую (гальванических элементов и аккумуляторов), ЭХГ существенно отличается тем, что в них реагенты (окислитель и горючее) содержатся не в самой конструкции, как у первых, что ограничивает запас их энергосодержания, а отдельно в резервуарах, и подаются в генератор в момент работы.

Разработкой и производством топливных элементов для космических программ занимается большое количество исследовательских центров, университетов и компаний за рубежом, таких как фирма «Пратт энд Уитни» (США) для корабля «Апполон», «Юнайтед текнолоджиз корпорейшн» (США), «Дженерал электрик» (США) для программы НАСА «Шаттл», «Аллис-Чалморс» (США).

Система энергопитания лунного орбитального корабля по программе «Н1-Л3» и орбитального корабля «Буран» по программе «Энергия - Буран» была построена на базе электрохимических генераторов (ЭХГ) с водородно-кислородными топливными элементами с матричным электролитом, обеспечивающими прямое преобразование химической энергии топлива в электроэнергию и воду. В качестве топливных реагентов в электрохимических генераторах «Волна» и «Фотон» использовались криогенные компоненты: водород высокой чистоты (марки А) и кислород особой чистоты (марки ОЧ), что объяснялось поддержанием необходимого энергоресурса электрохимического генератора системы энергопитания орбитального корабля, что делает результаты исследований, полученные при проведении ранее и в наши дни, комплекса научно -исследовательских и опытно-конструкторских работ актуальными, приоритетными и востребованными.

Цель работы состоит в исследовании внутрибаковых процессов в докри-тической и закритической областях с учетом теплофизических и транспортных свойств криогенных жидкостей и разработки средств транспортировки, длительного хранения, газификации и заправки в составе наземных комплексов космической инфраструктуры. Задачи работы:

1. Исследование и разработка средств длительного (до пяти месяцев) хранения водорода высокой чистоты, кислорода особой чистоты при содержании основных примесей в жидком водороде не более 2,5 10-5 % об., по жидкому кислороду не более 7,5-Ю-4 % об.

2. Разработка метода и средств заправки баков жидким водородом высокой чистоты при многовариантности их количества (до восьми баков) и заправляемой массы компонента (до уровня 50, 75, 100 % заполнения баков).

3. Снижение потерь криогенного компонента при транспортировке по водороду до уровня 0,8 % в сутки, по кислороду до уровня 0,17 % в сутки, увеличение перевозимой массы компонента в цистерне на 3-5 т.

4. Разработка средств обеспечения чистоты криогенных компонентов в процессе их заправки в баки системы хранения и подготовки реагентов системы энергопитания космического объекта (СХПР СЭП КО).

5. Разработка способа и средств поддержания чистоты криогенных компонентов в процессе транспортировки на уровне не превышающем величину 2 10-5 % об. основных примесей в жидком водороде, 7,5 -10-4 % об. в жидком кислороде.

6. Разработка средств хранения и выдачи из резервуара-хранилища жидкого водорода и жидкого кислорода при закритическом давлении до 22,0 МПа.

7. Исследование и разработка средств газификации жидкого водорода при закритических параметрах при давлении в емкости газификатора до 2,5 МПа с переменным расходом до 2,16 кг/ч.

8. Разработка средств и исследование чистоты водорода при его газификации, хранении в газообразном состоянии при закритическом давлении в газгольдерах до 2,5 МПа, в ресиверах до 40 МПа.

9. Создание новых, эффективных, универсальных (мультимодальных) средств транспортировки криогенных компонентов топлив для жидкого водорода, СПГ, кислорода.

10. Исследование и разработка мер безопасности транспортирования криогенных компонентов топлив за счет разработки и внедрения на транспортных агрегатах эффективных средств безопасно-дренажных

устройств (БДУ) и предохранительных клапанов при сбросе паров водорода, СПГ в атмосферу.

Методы исследования. В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследования. Теоретические и модельные исследования проведены на АО «Уралкриомаш» и Нижнетагильском технологическом институте (филиале) Уральского федерального университета. Экспериментальные исследования проведены на предприятиях: НИИхиммаш (г. Сергиев Посад), НИИМаш (г. Нижняя Салда), Электрохимпром (г. Чирчик, Узбекистан). Достоверность полученных результатов определяется применением: апробированных методик и методов измерений, сертифицированного измерительного оборудования, многократной проверкой повторяемости экспериментальных данных, сходимостью результатов исследований с данными зарубежных и отечественных авторов, опытом промышленной эксплуатации разработанных агрегатов и систем.

Научная новизна

1. Установлено, что переходные процессы в емкостях оказывают существенное влияние на процессы хранения, газификации и выдачу при закритиче-ских параметрах криогенного компонента.

2. Получены новые данные по поэтапному изменению концентрации примесей в жидком и газообразном водороде высокой чистоты, кислороде особой чистоты. Сформулированы основные положения обеспечения чистоты водорода и кислорода при их транспортировании, длительном хранении, газификации при докритических и закритических параметрах компонентов и подаче в систему хранения и подготовки реагентов (СХПР) космического объекта.

3. Предложена методика оценки накопления примесей в жидком водороде в процессе его транспортировки на стартовый комплекс с завода-производителя компонента топлива, отличающаяся обоснованием необходимости учета накопления примесей на каждом из этапов доставки на ракетно-космический

комплекс жидкого водорода (залива в цистерну, транспортировки, слива компонента).

4. Выполнен анализ влияния схемного решения испарителя жидкого водорода на чистоту образующихся в емкости газификатора паров водорода при различной начальной концентрации примесей азота и кислорода в жидком водороде, в результате чего разработан способ заправки баков космического объекта или емкостей-накопителей наземной системы высокочистым водородом чистотой 99,9999 % об. при закритическом давлении.

5. Обобщены параметры и режимы сброса паров водорода в атмосферу в случае возникновения аварийной ситуации в условиях железнодорожной транспортировки криогенного компонента ракетного топлива (потери вакуума в теплоизоляционной полости транспортного резервуара), предложен новый подход к обеспечению безопасности.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

1. На основе исследования процессов газификации жидкого водорода в закритической области давлений показано, что чистота образующегося при этом газообразного компонента соответствует основополагающим требованиям, которые предъявляются к подаваемым в СЭП космического объекта реагентам по чистоте: по водороду и кислороду на уровне соответственно 99,9999 и 99,999 % об. подаваемым в баки СХПР СЭП, и на уровне 99,999 и 99,98 % об., подаваемым непосредственно на ЭХГ СЭП космического объекта, тем самым решена задача создания систем доставки, хранения и подачи водорода на электрохимический генератор системы энергопитания космического объекта:

• при длительном хранении водорода в криогенных емкостях-хранилищах при докритическом давлении и подачи его из газификатора при закритических параметрах с переменным во времени расходом в диапазоне от 0 до 2,16 кг/ч при давлении до 2,5 МПа;

• газификация жидкого водорода при докритическом давлении, заправка ресиверов при закритическом давлении до 2,5 МПа высокочистым водородом, длительное хранение газообразного водорода в ресиверах-

хранилищах и подачи его на ЭХГ СЭП с переменным расходом при отработке на техническом комплексе;

• при газообразном хранении высокочистого водорода в ресиверах-хранилищах при закритическом давлении до 40,0 МПа и заправки из них шар-баллонов СХПР СЭП различных энергетических объектов высокочистым водородом с последующей подачей на ЭХГ.

2. На основе исследований процессов хранения жидкого водорода и кислорода в емкостях при закритических параметрах разработано и поставлено в интересах Индийского национально-космического агентства емкостное оборудование при рабочем давлении на 22,0 МПа для жидкого водорода и жидкого кислорода для стендовой отработки ракетной ступени на испытательном полигоне в Махендрагири.

3. Решена задача длительного хранения жидкого водорода в резервуарах-хранилищах с испаряемостью компонента не выше 0,30 % в сут. при допустимой концентрации примесей в жидком водороде не превышающем величину 2 10-5 % об. и бездренажного хранения особо чистого жидкого кислорода в хранилище стартового комплекса.

4. На основе анализа эффективности создания криогенного резервуара для жидкого водорода с экранно-вакуумной теплоизоляцией (азотным экраном) в интересах космодрома «Шарикотта» (ТБЯО, Индия) создано хранилище жидкого водорода объемом 100 м3 с более низкой испаряемостью по водороду не более 0,23 % в сут.

5. Разработаны и испытаны на натурных образцах в процессе эксплуатации различные типы теплоизоляции резервуаров транспортных средств (по-рошково-вакуумная, слоисто-вакуумная, слоисто-порошково-вакуумная) для транспортировки жидкого водорода, (порошково-вакуумная, волокнисто-вакуумная, слоисто-вакуумная) для транспортировки продуктов разделения воздуха (кислорода, азота, аргона) моделей 15-558С-03, 15-558С-04 с испаряемостью по кислороду не выше 0,17 % в сутки.

6. На основе полученных экспериментальных характеристик слоисто -вакуумной теплоизоляции емкости при потере вакуума в теплоизоляционном пространстве резервуара транспортной цистерны появилась возможность рассчитывать пропускную способность предохранительных устройств водородных емкостей с учетом реального максимального теплопритока к емкости.

7. Решена задача длительного транспортирования высокочистого водорода в железнодорожных цистернах моделей ЖВЦ-100М и ЖВЦ-100М2 как на космодром, так и на предприятия для испытания ракетных двигателей с испаряемостью водорода не выше 0,8 % в сут. при содержании основных примесей в водороде (азота и кислорода) при сливе у потребителя не выше 4-10-6 % об.

8. Разработаны основные схемные и конструктивные решения силовых элементов узлов крепления «сосуд - оболочка - рама» криогенных транспортных изделий: вагонов-цистерн, контейнеров-цистерн для перевозки опасных грузов - водорода, СПГ.

9. На основе разработанных методов и средств транспортирования, длительного хранения, газификации и подачи высокочистых криогенных компонентов решена задача заправки баков СХПР СЭП космических и других энергетических объектов до заданного количества жидким водородом с чистотой не ниже 99,9999 % об. и жидким кислородом с чистотой не ниже 99,999 % об.

10. Сформулированы основные положения по разработке, созданию и эксплуатации новых транспортных средств - криогенных контейнеров-цистерн для мультимодальных перевозок жидкого водорода, кислорода и СПГ.

11. Результаты работы внедрены и были использованы на предприятиях и институтах, КБ при разработке конструкторской документации и изготовлении опытных агрегатов и систем: ОАО «Уралкриомаш», КБ общего машиностроения, Научно-исследовательском институте стартовых комплексов им. В.П. Бармина, Центр эксплуатации наземной космической инфраструктуры, Научно -исследовательском институте машиностроения (НИИМаш) в части транспортировки жидкого водорода для стендовых испытаний.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты исследований переходных процессов в емкостях при хранении, газификации и выдаче криогенных компонентов при закритических параметрах.

2. Экспериментальные и теоретическо-расчетные данные по поэтапному изменению концентрации примесей в жидком и газообразном водороде высокой чистоты и кислорода особой чистоты.

3. Методика оценки накопления примесей в жидком водороде в процессе его транспортировки.

4. Результаты анализа влияния схемных решений испарителя жидкого водорода на чистоту, образующихся в емкости газификатора паров водорода.

5. Обоснование нового подхода к обеспечению безопасности железнодорожной транспортировки жидкого водорода.

6. Апробированы схемные решения для транспортных агрегатов ЖВЦ-100М, ЖВЦ-100М2; контейнеров-цистерн моделей КЦМ-35/06, КЦМ-40/07, стационарных резервуаров-хранилищ для жидкого водорода объемом 100 м3 с различными типами теплоизоляции; систем газификации водорода на докритических и закритических параметрах.

Личный вклад автора:

1. Непосредственно с участием автора выполнены серии экспериментальных исследований по определению испаряемости жидкого водорода на опытных общепромышленного назначения железнодорожных цистернах моделей ЖВЦ-100М, ЖВЦ-100М2; жидкого кислорода, азота, аргона моделей 15-558С-03, 15-558С-04; для сжиженного природного газа модели 15-5106; контейнеров-цистерн для жидкого водорода модели КЦВ-20/1,2; для сжиженного природного газа моделей КЦМ-35/0,6, КЦМ-40/0,7.

2. Получены экспериментальные данные, проведены их обработка, анализ и обобщения. Получены номограммы расчета испаряемости для кислорода, азота, аргона, СПГ, этилена в цистернах моделей 15-558С-04, 15-5106.

3. Проведены испытания, исследованы режимы безопасного сброса паров водорода в атмосферу в случае возникновения аварийной ситуации в усло-

виях железнодорожной транспортировки (потери вакуума в теплоизоляционной полости транспортного резервуара). Определены параметры безопасно -дренажного устройства при сбросе паров водорода, СПГ в атмосферу в условиях транспортировки опасных грузов.

4. Разработано свыше 20 схемных решений для транспортных агрегатов моделей ЖВЦ-100М, ЖВЦ-100М2, контейнеров-цистерн моделей КЦМ-35/0,6, КЦМ-40/0,7, стационарных резервуаров-хранилищ для жидкого водорода объемом 100 м3 с различными типами теплоизоляции; систем газификации водорода на докритические и закритические параметры.

5. Предложены две методики расчета накопления примесей в жидком водороде в процессе его транспортировки в железнодорожных цистернах моделей ЖВЦ-100М, ЖВЦ-100М2; оценки состояния водорода, находящегося при закритическом давлении, при его сливе.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены в виде устных докладов на: 10-й Международной конференции «Cryogemes 2008» (Прага, 2008), 12-й Международной конференции «Cryogenies 2012» (Дрезден, 2012), 13-й Международной конференции «Cryogenies 2014» (Прага, 2014), Международной конференции «Водород 2013» CreonEnergy (Москва,

2013), Международной конференции «Водород 2014» CreonEnergy (Москва,

2014), Научно-практической конференции «Криоген-Экспо 2014» (Москва, 2014), Четвертом Петербургском международном годовом форуме «Подвижной состав XXI века: инновации в грузовом вагоностроении» (С-Петербург, 2014), Международной научно-технической конференции (С-Петербург, 2014, 2016), Третьей Международной конференции «Промышленные газы» (Москва, 2013), XX-XIVМеждународной научно-практической конференции «Криогенные технологии и оборудование. Перспективы развития» (Москва, 2013-2017), Третьей Международной конференции «СПГ-2014», CreonEnergy (Москва, 2014), Международном семинаре по проблемам производства и применения компремиро-вания и сжиженного природного газа (Одесса 2010, 2012, 2014), Международном семинаре по проблемам производства и использования продуктов разделе-

ния воздуха (Одесса 2010-2014), Международной научно-практической конференции «Полимеризационные пластмассы» (С-Петербург, 2013, 2016), Международной конференции «СПГ» (Москва, 2017), Международной научно -практической конференции «Холодильная и криогенная техника, системы кондиционирования и жизнеобеспечения» (Москва, 2018), Международной научно-технической конференции «Наука - Образование - Производство» (Нижний Тагил, 2018).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 267 страницах текста, содержит 99 рисунков, 11 таблиц и список литературы из 153 наименований.

ГЛАВА 1. Создание, совершенствование конструкции, перспективы развития транспортных средств для криогенных компонентов ракетных топлив, окислителей и инертных компонентов

1.1. Особенности криогенных систем обеспечения космических наземных комплексов. Требования к криогенным ракетным топливам и окислителям

Криогенные заправочные системы стартовых космических комплексов предназначены для доставки, хранения, газификации и заправки криогенных компонентов в баки ракеты-носителя, разгонного блока или космического корабля с заданными параметрами, а также для поддержания в них определенного уровня компонента и необходимой температуры жидкости в течение заданного времени. При этом в процессе подготовки ракеты к пуску кроме заправки могут осуществляться подпитка баков компонентом топлива, термостатирование продукта в баке ракеты, обеспечение «стоянки ракеты на самоиспарении», слив продукта, повторная заправка [1-7].

Все эти операции определяются требованиями технического задания на стартовый комплекс и конкретную заправочную систему.

Помимо заправки ракеты, разгонного блока или космического корабля криогенные системы заправки должны обеспечивать:

- прием криогенного компонента из железнодорожных или автомобильных цистерн в емкости-хранилища;

- хранение компонента в емкостях-хранилищах без изменения кондиции и с минимальными потерями;

- захолаживание магистралей заправочной системы, заполнение их жидкостью и проливку;

- захолаживание баков (иногда эта операция может осуществляться в процессе захолаживания магистралей системы);

- газификацию криогенного компонента и подачу газообразного продукта в энергоблок космического объекта;

- охлаждение компонента топлива ниже температуры его кипения при атмосферном давлении (при необходимости охлаждение может проводиться в емкостях компонентов во вне технологическое время или в процессе заправки);

- подпитку баков для компенсации потерь при стоянке ракеты (перенос пуска на определенное время) или термостатировании баков с обеспечением необходимого уровня компонентов в баке;

- прием жидкого криогенного компонента в емкости-хранилища из баков ракеты-носителя при несостоявшемся пуске;

- доочистку криогенного компонента (при необходимости) и повторная заправка баков ракеты-носителя.

Общие принципы проектирования оборудования, разработки схемных решений, технологии работы системы, хранения и выдачи продуктов отличаются рядом особенностей, вызванных свойствами криогенных продуктов. Эти продукты имеют значительно более низкие температуры, чем окружающий воздух. Диапазон температур и давлений, соответствующих жидкому состоянию криогенных компонентов топлив, достаточно узок, а теплота фазового перехода жидкости в пар сравнительно невелика. Низкая температура существования криогенных продуктов обуславливает теплоподвод к ним из окружающей среды, вследствие чего параметры системы изменяются, и меняется ее состояние. В зависимости от сочетания параметров: давления, температуры и плотности (удельного объема) в емкости криогенные компоненты находятся в однофазном состоянии: в виде жидкости с различной плотностью, парожидкости с преобладанием той или иной составляющей или в виде пара. Реальное состояние этих компонентов в первом приближении можно оценить по «Т-Б» диаграмме для этих компонентов.

При хранении криогенных компонентов с открытым газосбросом происходит их испарение, изменение кондиции из-за выкипания более низкокипящих фракций, а при хранении с закрытым газосбросом - повышение температуры и давления, что приводит к ограничению времени хранения по соображениям сохранения прочности.

Для горючих криогенных компонентов - жидкого водорода и сжиженного природного газа (СПГ) - коммуникации системы и баки ракеты-носителя необходимо подготовить к заправке, удалив из них воздух. Это достигается специальной технологией подготовки - «полосканием» и продувкой инертным газом (азотом - коммуникации системы заправки и аргоном - баки орбитального корабля). В дальнейшем подготовка осуществляется газообразным «рабочим» продуктом - водородом или кислородом со взятием анализа на содержание примесей в этих компонентах аналитическими приборами типа СКО и СКВ. Количество циклов «полосканий» при подготовке системы заправки рассчитывают по специальной методике.

Для обеспечения заправки баков ракеты-носителя и орбитального корабля с требуемым расходом на заданном температурном уровне и давлении перед баком необходимо охлаждение заправочной системы и баков ракеты-носителя и орбитального корабля. Охлаждение коммуникаций и баков ракеты проводят теми же компонентами, что и заправку, - оно характеризуется интенсивной генерацией паров. Наземную систему и баки можно охлаждать как в едином режиме, так и раздельно. Контроль окончания захолаживания коммуникаций заправки осуществляют по термодатчику, установленному на системе заправки перед баками ракеты-носителя. При создании криогенных систем следует избегать образования двухфазных потоков, гидроударов и других негативных процессов, возникающих при заправке баков ракет низкокипящей жидкостью.

Слив и дренаж жидкого и газообразного криогенного топлива при послеполетном обслуживании орбитального корабля или при несостоявшемся пуске ракеты-носителя необходимо производить в наземные стационарные или транспортные системы, оценивая реальное состояние (параметры) криогенного

компонента перед эвакуацией из баков орбитального корабля или ракеты-носителя.

В ракетно-космической технике принято различать высококипящие и низкокипящие (криогенные) компоненты топлива. Высококипящие компоненты, например углеводородные соединения как горючие и азотные соединения как окислители, могут храниться при обычных температурах в резервуарах наземных систем и в баках ракеты. Для низкокипящих компонентов - жидкого кислорода и жидкого фтора как окислителей, а также жидкого водорода и сжиженного природного газа как горючих - требуются особые условия хранения и эксплуатации.

Теплотворная способность топлива является важнейшим параметром, характеризующим свойства ракетного топлива.

Жидкий кислород, как окислитель, выпускают по ГОСТ 6331-78 трех сортов: высшего - с содержанием кислорода не менее 99,7 % (об.); первого - с тем же содержанием кислорода, но с большим содержанием в нем диоксида углерода; второго - с содержанием кислорода 99,5 % (об.).

Для двигательных установок в основном используют кислород второго сорта, а для топливных элементов электрохимических генераторов космических аппаратов применяют особо чистый кислород 99,999 % (об.), получаемый по специальным техническим условиям. Особо чистый кислород (ОЧ) может быть получен из кислорода по ГОСТ 6331-78 при его доочистке в специальной ректификационной установке.

В ракетно-космической технике жидкий кислород используют как кипящим при атмосферном давлении, так и охлажденным по отношению к кипящему (или недогретым), что позволяет увеличить его плотность и некоторое время существования в жидком виде без потерь [7]. Охлаждение кислорода осуществляют на стартовом комплексе специальными средствами, включающими прокачку жидкого кислорода через теплообменник, расположенный в азотной емкости или хранилище кислорода внутри азотной емкости, включая эжектирова-ние паров хладогента.

Жидкий фтор, как окислитель, обладает исключительной химической активностью, он является наиболее активным окислителем из всех известных.

Фтор и его соединения, отличающиеся уникальными свойствами, были изучены как окислители для ракетных двигателей. Использование системы жидкий фтор - жидкий водород позволяет обеспечить наибольший удельный импульс ракетных двигателей, основанных на химической реакции горения. Теплопроизводительность топлива фтор - керосин также выше топлива кислород - керосин.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Черемных Олег Яковлевич, 2019 год

Библиографический список

1. Архаров А.М., Кунис И.Д. Криогенные заправочные системы стартовых ракетно-космических комплексов / под. ред. И.В. Бармина. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. 252 с.

2. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королёва. М.: Моно-совполиграф, 1996. 670 с.

3. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королёва на рубеже двух веков 1996-2001. М.: РКК «Энергия», 2001. 1320 с.

4. Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королёва во втором десятилетии XXI века 2011-2015. М.: РКК «Энергия», 2016. 894 с.

5. Уманский С. П. Ракеты-носители. Космодромы. М.: Рестар+, 2001. 216 с.

6. Космодром (Ракетно-космический комплекс) / под общ. ред. А. П. Вольского. М.: Воениздат, 1977. 309 с.

7. Ракеты-носители (Ракетно-космический комплекс) / Александров В. А. [и др.]. М.: Воениздат, 1981. 315 с.

8. Термодинамические свойства метана / Сычев В. В. [и др.]. М.: Изд-во стандартов, 1979. 349 с.

9. О технологии получения газообразного компремированного гелия высокой чистоты / Востриков С. Н. [и др.] // Технические газы. 2002. № 4. С. 40-41.

10. Энергоустановка на основе электрохимических генераторов с водородно-кислородными топливными элементами для многоразового космического корабля «Буран» / Аршинов А. Н. [и др.] // Водородная энергетика и технология. М.: ИВЭ ПТ РНЦ «Курчатовский институт», 1992. Вып. 1. С. 73-76.

11. Худяков С. А. Разработка энергоустановок на основе щелочных топливных элементов для лунного орбитального корабля и многоразового космического корабля «Буран» // International Seientific journal for Alternative Energy and Ecology. 2002. № 6.

12. Лидоренко Н. С., Мучник Г. Ф. Электрохимические генераторы. М.: Энер-гоиздат, 1982. 448 с.

13. Многоразовая космическая система «Энергия-Буран». Федеральное космическое агентство. М.: НПП»ОмВ-Луч», 2004. 356 с.

14. Черемных О. Я., Зашляпин Р. А., Павленко С. Т. Повышение эффективности и безопасности транспортирования жидкого водорода при железнодорожных и мультимодальных перевозках // Технические газы. 2007. № 6. С. 57-60.

15. Железнодорожная цистерна : а. с. 33241, РФ / Веремьев М. Н. [и др.]. Заре-гистр. 23.02.65.

16. Черемных О. Я., Зашляпин Р. А. Создание транспортных и стационарных средств для доставки и хранения сжиженных газов // Технические газы. 2006. № 1. С. 20-26.

17. Заправщик-газификатор жидкого водорода : а. с. 58048, РФ / Веремьев М. Н. [и др.]. Зарегистр. 15.07.70.

18. Черемных О. Я. Создание транспортных средств для мультимодальных перевозок СУГ, СПГ, продуктов нефтехимии // IV Международная научно-практическая конференция «Полимеризационные пластмассы, 2013. Сырьевая база, производство и переработка». СПб., 2013. С. 172-175.

19. Попов Л. В., Кельс Л. М. Крупногабаритные автомобильные транспортировщики жидких продуктов разделения воздуха // Технические газы. 2013. № 4. С. 65-69.

20. Черемных О. Я. Новое поколение контейнерного транспортного оборудования для СПГ и СУГ // Материалы тематических конференций в рамках выставки «Газовая промышленность России. Актуальные аспекты». М., 2004. С. 79-80.

21. Черемных О. Я. Опыт эксплуатации и совершенствование конструкции железнодорожных цистерн для транспортировки жидкого водорода // Вторая Международная конференция «Водород-2014». М.: CREON, 2014. С. 20.

22. Cheremnykh O. Ya. The increase of efficiency and safety of liquid hydrogen transportation // Proc. 10Jnt. Conf. Cryogenics 2008. Prague. 2008. P. 359-365.

23. Цистерна для жидкого водорода : а. с. 285017, F17C300 / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 04.08.1987 ; зарегистр. 01.12.1988.

24. Теплоизоляция криогенных устройств : а. с. 256974 / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 1986 ; зарегистр. 01.07.87.

25. Теплоизоляция криогенных устройств : пат. 2065546 РФ, F17С03/04 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 12.03.1986 ; опубл. 20.08.1996. Бюл. № 23. 7 с.

26. Контейнер-цистерна : пат. 2259312 РФ, В65Д88/12 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 05.01.2004 ; опубл. 27.08.2005. Бюл. № 24. 7 с.

27. Железнодорожная цистерна : пат. 2265535 РФ, В 61Д5/06, В 61F1/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 19.06.2003 ; опубл. 10.12.2005. Бюл. № 34. 5 с.

28. Криогенная цистерна : пат. 2059147 РФ, МКТ 6F17C3/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 17.04.1990 ; опубл. 27.04.1996. Бюл. № 12. 7 с.

29. Емкость для криогенной жидкости : пат. 2338118 РФ, F1763/08 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 05.02.2007 ; опубл. 10.11.2008. Бюл. № 31. 7 с.

30. Цистерна для транспортировки жидкостей : а. с. 1551602, В65Д5/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 19.05.1988 ; опубл. 23.03.90. Бюл. № 11. 6 с.

31. Черемных О. Я. Создание, совершенствование конструкции, перспектива развития транспортных средств для жидкого водорода // Инженерный журнал : наука и инновации. 2017. Вып. 3. С. 1-19.

32. Способ транспортировки жидкого водорода : пат. 2064626 РФ, F17С3/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 16.04.1986 ; опубл. 27.07.1996. Бюл. № 21. 6 с.

33. Черемных О. Я. Разработка способа и средств транспортировки жидкого водорода высокой чистоты // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2018.

34. Р. Данкерт-Паулсен, В. Влчек Исследование надежности предохранительных клапанов при возможном переполнении резервуара криоагентом // Технические газы. 2012. № 4. С. 61-65.

35. Черемных О. Я. Создание контейнеров-цистерн для транспортировки криогенных жидкостей // Материалы международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: инновации в грузовом вагоностроении» ; Петербургский гос. ун-т путей сообщения императора Александра I. СПб., 2014. С. 74-75.

36. Черемных О. Я. Перспективы развития транспортных средств для СПГ // Инженерный журнал : наука и инновации. 2018. № 1. С. 1-20.

37. Cheremnykh O. Ya., Zashlyapin R. A. The creation vehicles for multimodal transportation of liquefied gases // Proc. 10 Jnt. Conf. Cryogenics 2008. Prague. 2008. P. 351-355.

38. Зашляпин Р. А., Черемных О. Я. Разработка и организация эффективных средств для мультимодальных железнодорожных перевозок СПГ // Технические газы. 2006. № 3. С. 32-36.

39. Черемных О. Я. Особенности мультимодальных перевозок на экспорт СУГ и СПГ в контейнерах-цистернах // АвтоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо. 2009. № 2. С. 53-58.

40. Черемных О. Я. Особенности мультимодальных перевозок на экспорт СУГ и СПГ в контейнерах-цистернах // Технические газы. 2008. № 3. С. 48-54.

41. Черемных О. Я. Создание, совершенствование конструкции, перспектива развития транспортных средств для жидкого водорода // 13-я Международная научно-практическая конференция «Криогенные технологии и оборудование. Перспективы развития». М. : ЦВК «Экспоцентр», МГТУ им. Баумана, 2016.

42. Черемных О. Я. Создание оборудования для крупномасштабной транспортировки криогенных газов // Материалы XI Международной научно-технической конференции «Подвижной состав XXI века: идеи, требования, проекты». СПб, 2016. С. 145.

43. Черемных О. Я. Создание и опыт эксплуатации железнодорожных цистерн для продуктов разделения воздуха // 10-я Международная научно-

практическая конференция «Криогенные технологии и оборудование. Перспективы развития». М. : ЦВК «Экспоцентр», 2013. 45 с.

44. Черемных О. Я. Перспектива развития транспортных средств для жидкого кислорода, азота, аргона // Инженерный журнал : Наука и инновации. 2017. Вып. 10. С. 1-16.

45. Черемных О. Я. Создание оборудования нового поколения для хранения и транспортирования продуктов разделения воздуха // Технические газы. 2010. № 6. С. 22-29.

46. Черемных О. Я. Транспортировка и хранение сжиженного природного газа // IV Петербургский международный газовый форум. 2014. С. 16.

47. Черемных О. Я. Разработка и организация производства эффективных средств для мультимодальных и железнодорожных перевозок СПГ // III Международная научная конференция «Промышленные газы». М., 2013.

48. Способ хранения сжиженного природного газа в транспортной емкости : пат. 2002990, РФ, Б17С3/00, А17С7/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 11.04.91 ; опубл. 15.11.93, Бюл. № 41-42. 7 с.

49. Черемных О. Я. Целесообразность экспорта СПГ с малотоннажных заводов СПГ // Газовая промышленность. 2017. № 6. С. 82-84.

50. Черемных О. Я. Анализ особенностей транспортирования на экспорт сжиженного природного газа в контейнерах-цистернах и технологии его слива в хранилище // Технические газы. 2007. № 7. С. 65-68.

51. Удут В. Н. Технологический прорыв в создании крупнотонажной контейнер-цистерны для мультимодальных перевозок жидкого гелия // Технические газы. 2012. № 5. С. 2-4.

52. Кузьменко И. Ф., Румянцев Ю. Н., Сайдаль Т. И. Современные тенденции в конструировании и изготовлении резервуаров для хранения и транспортирования жидкого водорода // Технические газы. 2008. № 1. С. 53-58.

53. Современные системы накопления, хранения, выдачи потребителям продуктов разделения воздуха, создаваемые для реализации ON-SITE- проектов / Р.А. Архипов [и др.] // Технические газы. 2015. № 5. С. 50-53.

54. Малая Земля Вагонки. Екатерибург : СВ-96,2004. 208 с.

55. Малая Земля Вагонки. 1954-2014. Изд. второе. НПК «Уралвагонзавод», Нижний Тагил, 2014. 159 с.

56. Каганер М. Г. Тепловая изоляция в технике высоких температур. М.: Машиностроение, 1966. 268 с.

57. Способ технического освидетельствования криогенных резервуаров периодически в процессе эксплуатации : а. с. 1640494, F1703/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Бюл. 13, 1991. 4 с.

58. V. Chrz, J. Krian Storage Tanks-Horizontal of Vertical? // Proc. 5 th Inteconf "Cryogenics 1988", P. 137-141.

59. Домашенко А. М., Беляев Ю. И., Файнштейн В. И. Загрязнение жидких криогенных продуктов при технологических операциях хранения и транспортирования // Технические газы. 2007. № 5. С. 65-68.

60. Бродянский В. М., Семенов А. М. Термодинамические основы криогенной техники. М.: Энергия,1980. 448 с.

61. Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейдлин А .Е. Техническая термодинамика. М.: Энергоиздат,1983. 416 с.

62. Сычев В. В. Дифференциальные уравнения термодинамики. 2-е изд., пере-раб. М.: Высш. шк.,1991. 224 с.

63. Сычев В. В. Сложные термодинамические системы. М.: Изд-во МЭИ, 2009.

64. Черемных О. Я., Зашляпин Р. А., Павленко С. Т. Создание транспортных и стационарных средств доставки, длительного хранения и заправки особо чистыми водородом и кислородом баков системы энергопитания орбитального корабля «Буран» // Технические газы. 2007. № 5. С. 14-20.

65. Черемных О. Я., Авраменко И. С., Димитров Г. Д. Расчет постадийного загрязнения жидкого и газообразного водорода. 17Г86РР-008. Н. Тагил, ОАО «Уралкриомаш», ГНТЦ «Прикладная химия», 1982. 37 с.

66. Черемных О. Я., Баранова Л. Ф., Димитров Г. Д. Расчет постадийного загрязнения кислорода особой чистоты. 17Г88 РР-007. Н. Тагил, ОАО «Урал-криомаш», ГНТЦ «Прикладная химия», 1982. 33 с.

67. Cheremnykh O. Ya. Creating of storagefor liquid hydrogen of high purity // Proc. 13Jnt. Conf. Cryogenics 2014. Prague. 2014.

68. Черемных О. Я. Исследование процессов, разработка методов и средств газификации, хранения водорода высокой чистоты, используемого в качестве топлива в электрохимических генераторах // Технические газы. 2012. № 2. С. 31-40.

69. Сайдаль Т. И., Горбатский Ю. В., Куприянов В. И. Испытания жидководо-родных криогенных резервуаров на потери водорода от испарения // Альтернативная энергетика и экология. 2005. № 1 (21). С. 30-33.

70. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение. Справ. изд./ Д. Ю. Гамбург [и др.]. М.: Химия, 1989. 672 с.

71. Козлов С. И., Фатеев В. Н. Водородная энергетика: Современное состояние, проблемы, перспективы / под ред. Е. П. Велихова. М.: Газпром ВНИИГаз, 2009. 520 с.

72. Cheremnykh O. Ya. The development of methods and means for long-term storage hydrogen of high purity // Proc. 12Jnt. Conf. Cryogenics 2012. Dresden. 2012. P. 287-288.

73. Резервуар для жидкого водорода : а. с. 202216 / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 23.03.83 ; зарегистр. 26.04.84.

74. Черемных О. Я. Создание оборудования и исследование потерь при хранении жидкого водорода в транспортных и стационарных хранилищах с различными типами теплоизоляции // Сб. научных трудов МГТУ им. Баумана, 2018.

75. Черемных О. Я. Создание оборудования на закритические параметры криогенной жидкости // Международная научно-практическая конференция «Криогенные технологии и оборудование. Перспективы развития». М.: МГТУ им. Баумана, ЦВК «Экспоцентр», 2015. С. 9-11.

76. Черемных О. Я., Лавренченко Г. К. Методы и средства заправки, хранения и выдачи из емкостей жидких криопродуктов при закритических параметрах // Технические газы. 2016. № 1. С. 31-35.

77. Способ наполнения емкости газообразным водородом : а. с. 165710, РФ / Веремьев М. Н. [и др.]. Зарегистр. 01.08.80.

78. Способ газификации жидкого водорода : а. с. 189028, MKUF17C/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 21.04.82 ; зарегистр. 02.06.83.

79. Cheremnykh O. Ya. The development of methods and means of gasification of liquid hydrogen under supercritical parameters // Proc. 12 Jnt. Conf. Cryogenics 2012. Dresden. 2012. P. 421-422.

80. Филимонов В. Е. Энергетический анализ процесса хранения криогенного продукта в резервуаре с отводом жидкости или пара к потребителю // Криогенная техника. Балашиха, НПО «Криогенмаш». 1976. С. 71-78.

81. Филимонов В. Е. Термодинамический анализ двухфазных систем переменной массы // Криогенная техника. Балашиха, НПО «Криогенмаш». 1977. С. 33-45.

82. Черемных О. Я., Лавренченко Г. К. Термодинамические процессы обеспечения водородом системы энергопитания орбитального корабля // Технические газы. 2014. № 5. С. 40-45.

83. Черемных О. Я. Исследование, разработка методов и средств выдачи водорода из емкости при закритических параметрах. М.: ЦВК «Экспоцентр», МГТУ им. Баумана, 2016.

84. Способ эвакуации жидкого водорода из баков ЭХГ космического объекта : а. с. 236373, МКИ В64С5/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 04.01.85 ; зарегистр. 05.05.86.

85. Черемных О. Я. Анализ процессов эвакуации водорода при закритических параметрах из баков системы энергопитания орбитального корабля // Технические газы. 2012. № 6. С. 54-58.

86. Черемных О. Я. Анализ процессов, разработка способа и средств эвакуации водорода при закритических параметрах из баков энергопитания орбитального корабля // Сб. научных трудов МГТУ им. Баумана, 2018.

87. Cheremnykh O. Ya. The development of methods and means of evacuation of hydrogen from tanks of a space flying apparatus under supercritical parameters // Proc. 12 Jnt. Conf. Cryogenics 2012. Dresden. 2012. P. 424-425.

88. Гумеров Ф., Яруллин Р. Сверхкритические флюиды и СКФ-технологии // The Chemical journal. 2008. № 10. С. 26-30.

89. Проблемы создания, модернизации и эксплуатации стартовых комплексов для РКП / И. В. Бармин [и др.]. // Полет : Общероссийский научно-технический журнал, 2007. № 8. С. 28-35.

90. Особенности создания и развития криогенных систем ракетно-космических стартовых комплексов «Союз» / А. А. Александров [и др.] // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2016. № 2. С. 7-27.

91. Инновационные направления в развитии и эксплуатации наземной космической инфраструктуры технических комплексов космодромов / А. А. Александров [и др.] // Инженерный журнал : Наука и инновации, 2018. № 5. С 110.

92. Методический подход к оценке технического уровня универсальных стартовых комплексов ракет космического назначения с использованием обобщенного показателя / А. В. Кулешов [и др.] // Вестн. СГАУ им. академика С.П. Королева, 2010. № 2 (22). С. 198-204.

93. Ракеты-носители. Проекты и реальность. Кн. 1. Ракеты-носители России и Украины / Блинов В. И. [и др.]. Омск: ОмТУ-ОмГТУ, 2011. 379 с.

94. Многоразовый орбитальный корабль «Буран» / Семенов Ю. П. [и др.]. М. Машиностроение, 1995. 448 с.

95. 50 years of space: a global perspective /Editor-in-chief P.V. Manopanjan. RAO, Universities Press (India), Hyderobad, 2007. P. 4-47.

96. Домашенко А. М., Красовицкий Ю. В., Криштал В. Н. Создание различных криогенных заправочных и стендовых комплексов ракетно-космической техники // Технические газы. 2014. № 4. С. 40-48.

97. Создание и совершенствование криогенных заправочных и стендовых комплексов ракетно-космических комплексов / Домашенко А. М. [и др.] // Технические газы. 2009. № 1. С. 27-33.

98. Криштал В. Н., Ленский А. Б. Криогенные заправочные системы многоразового космического комплекса «Энергия-Буран» // Технические газы. 2008. № 6. С. 13 -21.

99. Богомолов А. А. Системы термостатирования. Ракетно-космический комплекс «Зенит» глазами создателей. М.: Изд-во МАИ. 2003. С. 132-137.

100. Черемных О. Я. Создание транспортного и заправочного оборудования для ракеты-носителя «Восток» // Технические газы. 2011. № 3. С. 2-8.

101. Ленский А. Б., Черемных О. Я., Лавренченко Г. К. Жидкие кислород и водород: от ракеты Циолковского до ракетно-космического комплекса «Энергия-Буран» // Технические газы. 2013. № 5. С. 3-14.

102. Бармин И.В., Кунис И.Д. Сжиженный природный газ вчера, сегодня, завтра / под ред. А. М. Архарова. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. 256 с.

103. Черемных О. Я., Павленко С. Т. «Уралвагонзавод» приблизил начало космической эры // Технические газы. 2007. № 3. С. 19-22.

104. Черемных О. Я., Зашляпин Р. А., Павленко С. Т.Создание транспортных и стационарных средств заправки жидким водородом лунного орбитального комплекса // Технические газы. 2007. № 4. С. 15-20.

105. Криогенные системы. В 2 т. Т. 2. Основы проектирования аппаратов, установок и систем / А.М. Архаров [и др.]. М.: Машиностроение, 1999. 720 с.

106. Беляков В. П. Криогенная техника и технология. М.: Энергоиздат, 1982. 272 с.

107. Филин Н. В., Буланов А. Б. Жидкостные криогенные системы. Л.: Машиностроение, 1985. 247 с.

108. Рожков И. В., Алмазов О. А., Ильинский А. А. Получение жидкого водорода. М.: Химия, 1967. 198 с.

109. Справочник по физико-техническим основам криогеники / М. П. Малков [и др.] / под общ. ред. М. П. Малкова. М. : Энергоиздат, 1985. 452 с.

110. Архаров А.М., Марфенина И. В., Микулин Е. И. Криогенные системы. В 2 т. Т 1. Основы теории и расчета. М.: Машиностроение, 1996. 576 с.

111. Справочник по физико-техническим основам криогеники / под ред. М. П. Малкова ; 2-е изд., перераб. М. : Энергия. 1973. 392 с.

112. Бродянский В. М., Семенов А. М. Термодинамические основы криогенной техники. М.: Энергия, 1980. 448 с.

113. Термодинамические свойства кислорода. ГСССД / В.В. Сычев [и др.]. М.: Изд-во стандартов, 1981. 304 с.

114. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973. 319 с.

115. Баррон Р. Ф. Криогенные системы / пер. с англ. 2-е изд. М.: Энергоатомиз-дат, 1989. 408 с.

116. Фастовский В. Г. Криогенная техника / под ред. В. Г. Фастовского. М.: Энергия, 1967. 416 с.

117. Лавренченко Г. К. Кислород. История и современность. Т. 1. Одесса: «Издательский центр», 2010. 532 с.

118. Лавренченко Г. К. Кислород. История и современность. Т. 2. Одесса: «Издательский центр», 2011. 524 с.

119. Лавренченко Г. К. Кислород. История и современность. Т. 3. Одесса: «Издательский центр», 2012. 525 с.

120. Способ наполнения баллонов высокого давления газообразным водородом : а. с. 314490, MKUF17CЗ/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 28.02.89 ; зарегистр. 01.06.90.

121. Способ заправки космических объектов криогенной жидкостью, преимущественно водородом : а. с. 66820, РФ / Веремьев М. Н. [и др.]. Зарегистр. 02.06.71.

122. Система заправки баков СЭП космического объекта жидким водородом : а. с. 217955, / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 05.06.84 ; зарегистр. 29.03.85.

123. Устройство для подачи реагента на ЭХГ СЭП космического объекта : а. с. 198160, F41CЗ/00 / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 28.09.88 ; зарегистр. 03.07.89.

124. Система хранения реагентов в криогенном состоянии : а. с. 301601 Б17а08 / Черемных О. Я. Заявл. 04.05.88 ; зарегистр. 02.10.89.

125. Дренажное устройство электрохимического генератора : а. с. 198862, МКИ НО1М8/02 / Черемных О. Я. [и др.]. Заяв. 04.05.83 ; зарегистр. 07.02.84.

126. Воробьев П. В., Миллер О. В., Черепанов А. П. Криогенное оборудование ОАО «Сибкриотехника» в технологиях, использующих продукты разделения воздуха // Химическое и нефтяное машиностроение. 1994. № 3. С. 22-24.

127. Секция заправочного трубопровода для криогенных продуктов особой чистоты : пат. 2035001, РФ, А^ 39/04 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл. 07.04.83 ; опубл. 10.05.85, Бюл. № 13. 5 с.

128. Кряковкин В. П., Клеблеев Т. И., Ленский А. Б. Криогенные трубопроводы: от разработки до ввода в эксплуатацию // Технические газы. 2014. № 4. С. 67-72.

129. Устройство для охлаждения и термостатирования жидких компонентов топлива при заправке ракеты : а. с. 42929, РФ / Веремьев М. Н. [и др.]. Зарегистр. 18.12.67.

130. Cheremnykh O. Ya., Korneva I. I. The creation of vapor-cooling devices for liquid oxygen in stationary reservoirs using liquid nitrogen as a cooling reagent // Proc. 10 Jnt. Conf. Cryogenics 2008. Prague. 2008. P. 367-372.

131. Способ термостатирования компонентов топлива при заправке баков ракеты : а. с. 68827, РФ / Веремьев М. Н. [и др.]. Зарегистр. 31.05.71.

132. Криогенная заправочная система космического объекта : пат. 2386890, РФ, Б17С5/04 / Черемных О. Я. [и др.]. Заявл.07.07.08; опубл. 20.04.10, Бюл. № 11. 6 с.

133. Медведев А. А., Чо Кван Ре 12 лет с ракетой-носителем «НАРО». Великий шаг в космос // совместное издание Республика Корея - Российская Федерация. Корейский институт аэрокосмических исследований, ГК НПЦ им. М.В. Хруничева, 2017. 331 с.

134. Cheremnykh O. Creating of storage facilities for high purity liquid hydrogen // Gas World. 2014. № 112. С. 58-59.

135. Черемных О. Я. От программы «Энергия-Буран» до «Боинга» // РЖД-Партнер. 2004. № 5. С. 80-81.

136. Постнов А. А. Опытная подводная лодка проекта 613Э с электрохимическими генераторами // Судостроение. № 2. С.-Петербург. 1998. С. 25-28.

137. Новые источники электроэнергии для подводных аппаратов / Б.В. Никифоров [и др.] // Альтернативная энергетика и экология. 2002. № 2.

138. Перспективы использования щелочных топливных элементов / Д.Г. Кондратьев [и др.] // Альтернативная энергетика и экология. 2006. № 10.

139. Энергоустановка на водородно-воздушных топливных элементах для электромобиля / К. Г. Большаков [и др.] // Альтернативная энергетика и экология. 2005. № 4. С. 52-57.

140. Черемных О. Я. Совершенствование оборудования для хранения и транспортирования жидкого водорода // Технические газы. 2010. № 7. С. 44-52.

141. Черемных О. Я. Разработка методов и средств транспортировки и длительного хранения жидкого водорода // Международная конференция «Водород 2013». М., 2013.

142. Черемных О. Я. Разработка и создание криогенных комплексов оборудования для транспортировки и хранения низкокипящих жидкостей // 14-я научно-практическая конференция «Криогенные технологии и оборудование. Перспективы развития». М. : Криоген-Экспо. 2017.

143. Устройство для газификации жидкого кислорода : а. с. 106636, РФ / Вере-мьев М. Н. [и др.]. Зарегистр. 16.12.75.

144. Устройство для сброса в атмосферу горючего газа, например, водорода : а. с. 72559, РФ / Веремьев М. Н. [и др.]. Зарегистр. 03.04.72.

145. Черемных О. Я. Создание, совершенствование конструкций, перспективы развития транспортных средств для сжиженного природного газа (СПГ) // Международная конференция «СПГ». М.: Криоген-Экспо. 2017.

146. Черемных О. Я. Создание транспортного оборудования для мультимо-дальных перевозок сжиженного природного газа // III Международная конференция «СПГ-2014». М.: CREON, 2014.

147. Современное оборудование для хранения, газификации и транспортирования жидких продуктов разделения воздуха и жидкого метана / Э. Зайдлер, [и др.] // Технические газы. 2005. № 1. С. 30-36.

148. Черемных О. Я. Анализ особенностей транспортирования на экспорт сжиженного природного газа и совершенствование конструкций контейнера цистерны // Сб. «Наука, образование, производство: опыт и перспективы развития», УрФУ. В 2 Т., Т. 1. 2018. С. 243-250.

149. Черемных О. Я. Новое поколение криогенных железнодорожных цистерн для перевозки жидких продуктов разделения воздуха // Технические газы. 2013. № 5. С. 66-72.

150. Черемных О. Я. Разработка и создание комплексов оборудования для хранения и транспортировки высококипящих и криогенных жидкостей // Мате-

риалы научно-практической конференции «Полимеризационные пластмассы - 2016: сырьевая база, производство и переработка». СПб: АО «Пластполи-мер», 2016. С. 160-162.

151. Жидкий водород / И.И. Гельперин [и др.]. М.: Химия,1980. 228 с.

152. Современные трубчатые теплообменники криогенной техники / О.К. Красникова [и др.] // Технические газы. 2001. № 1. С. 34-37.

153. Энергетическая установка подводного аппарата : пат. 2184408, РФ, Н01М8/06 / Семенов Ю. П., Соколов Б. А. [и др.]. Заявл.17.07.00; опубл. 27.06.02, Бюл. № 18. 7 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица П.1.

Расчетное содержание примесей в жидком водороде,

сливаемом из железнодорожной цистерны ЖВЦ-100М

Вид примеси Концентрация примесей в продукте, сливаемом из ожижителя, % об. Увеличение концентрации за счет операции подготовки, % об. Увеличение концентрации за счет захолажива-ния емкости, % об. Увеличение концентрации за счет хранения и транспортировки, % об. Концентрация примесей в жидкости, сливаемом из ЖВЦ, % об.

02 110-7 0,1940—6 0,02240—6 0,231^10—7 3,35-10—7

N2 110-6 1,9610—6 0,2240—6 0,236-10—6 3,410—6

С02 110-6 1,9610—6 0,2240—6 0,236^10—б 3,410—6

СН4 110-6 1,9610—6 0,2240—6 0,236^10—б 3,410—6

Не — — — — —

Н2О — 0,19^ 10-6 — 0,1410—7 2,0440—7

СО 110-6 — 0,22-10—6 0,940—7 1,3110—6

Окислы азота 240—6 — 4,440—7 1,810—7 2,640—6

Н2Б 240—6 — 4,440—7 1,810—7 2,6-10—6

Сумма примесей 8,110-6 6,26-10—6 1,7810—6 1,240—6 1,7240—5

Концентрация Увеличение

примесей в про- Увеличение кон- концентрации

Вид примеси дукте, сливаемом из ЖВЦ-100М центрации за счет подготовки примесей за счет захолажи-

через адсорбер, емкости, % об. вания емкости,

% об. % об.

O2 110-7 2,09-10-7 0,02340-6

N2 110-6 2,0940-6 0,23Ы0-6

Ш2 110-6 2,0940-6 0,23Ы0-6

ад 110-6 2,0940-6 0,23110-6

Не — — —

Н2О — 2,0940-7 —

СО 110-6 — 0,23Ы0-6

Окислы азота 240-6 — 4,62-10-7

Н2S 240-6 — 4,6240-7

Сумма примесей 8,110-6 6,7-10-6 1,8740-6

Вид примеси Увеличение концентрации примесей при 30-суточном хранении, % об. Концентрация примесей перед первой подпиткой, % об. Концентрация примесей после подпитки, % об.

O2 0,3340-7 3,65-10-7 3,4110-7

N2 0,33-10-6 3,6540-6 3,4110-6

Ш2 0,3340-6 3,6540-6 3,4110-6

ОТ 0,3340-6 3,6540-6 3,4110-6

Не — — —

Н2О 0,21 •Ю-7 2,340-7 2,0940-7

СО 1,22 •Ю-7 1,3540-6 1,31-10"6

Окислы азота 2,44 •Ю-7 2,7-10-6 2,64-10-6

Н2S 2,44 •Ю-7 2,740-6 2,6440-6

Сумма примесей 1,6540-6 1,8310-5 1,7340-5

Вид примеси Увеличение концентрации примесей при 30-суточном хранении, % об. Концентрация примесей перед второй подпиткой, % об. Концентрация примесей после второй подпитки, % об.

О2 0,3440-7 3,75-10-7 3,540-7

N2 0,38-10-7 3,7540-6 3,540-6

СО2 0,3840-7 3,7540-6 3,540-6

СН4 0,3840-7 3,7540-6 3,540-6

Не — — —

Н2О 2,07^10-8 2,340-7 2,0940-7

СО 1,3110-7 1,4410-6 1,4-10-6

Окислы азота 2,61 •ю-7 2,9-10-6 2,840-6

Н2Б 2,61 •ю-7 2,940-6 2,840-6

Сумма примесей 1,72 •Ю-6 1,910-5 1,81-10"5

Вид примеси Увеличение концентрации примесей при 30-суточном хранении, % об. Концентрация примесей перед первой подпиткой, % об. Концентрация примесей после подпитки, % об.

O2 0,35-10-7 3,85-10-7 3,640-7

N2 3,540-7 3,8540-6 3,640-6

Ш2 3,540-7 3,8540-6 3,640-6

ОТ 3,540-7 3,8540-6 3,640-6

Не — — —

Н2О 0,2110-7 2,3-10-7 2,1-10-7

СО 1,3910-7 1,5540-6 1,510-6

Окислы азота 2,7940-7 3,Ы0-6 3,040-6

Н2S 2,7940-7 3,Ы0-6 3,040-6

Сумма примесей 1,810-6 1,9910-5 1,8910-5

Вид примеси Увеличение концентрации примесей при 60-суточном хранении, % об. Концентрация примесей в продукте, сливаемом из хранилища, % об.

О2 0,79-10-7 4,39-10-7

N2 0,7940-6 4,3940-6

СО2 0,7940-6 4,3940-6

СН4 0,7940-6 4,3940-6

Не — —

Н2О 0,46^10-7 2,5640-7

СО 3,3^10-7 1,83 10-6

Окислы азота 6,6^0-7 3,6640-6

Н2Б 6,6^0-7 3,6640-6

Сумма примесей 4,139^10-6 2,340-5

Концентра- Увеличение Увеличение Увеличение Концентра-

ция приме- концентра- концентра- концентра- ция примесей

Вид сей в жид- ции за счет ции приме- ции приме- в продукте,

приме- кости, сли- операции сей за счет сей за счет сливаемом из

си ваемой из подготовки захолажива- хранения промежуточ-

хранилища, емкости, ния емкости, 24 часа, ной емкости,

% об. % об. % об. % об. % об.

О2 4,39-10-7 1,94-10-7 9,8840-8 2,8-10-8 7,640-7

N2 4,3940-6 1,9440-6 9,8840-7 2,840-7 7,640-6

СО2 4,3940-6 1,9410-6 9,8840-7 2,840-7 7,640-6

СН4 4,3940-6 1,9440-6 9,88-10-7 2,840-7 7,6-10-6

Не — — — — —

Н2О 2,56-10-7 1,9440-7 5,7640-8 1,9540-8 5,2740-7

СО 1,8340-6 — 4,Ы0-7 8,640-8 2,3340-6

Окислы 3,6640-6 8,2440-7 1,7340-7 4,6640-6

азота

Н2Б 3,6640-6 — 8,2440-7 1,73-10-7 4,6640-6

Сумма

приме- 2,340-5 6,21-10-6 5,1740-6 1,3240-6 3,5740-5

сей

Концентра- Увеличение Увеличение Увеличение Концентра-

ция примесей концентра- концентра- концентра- ция приме-

Вид в продукте, ции приме- ции приме- ции приме- сей в про-

приме- сливаемом из сей за счет сей за счет сей за счет дукте, за-

си промежуточ- операции операции за- хранения правленном

ной емкости, подготовки холаживания 24 часа, в баки, %

% об. баков, % об. баков, % об. % об. об.

O2 7,6-10-7 1,93 10-7 8,6-10-8 0,0540-7 1,010-6

N2 7,640-6 1,93 10-6 8,640-7 0,0540-6 1,04 10-5

Ш2 7,640-6 1,93 10-6 8,640-7 0,0540-6 1,04 10-5

ОТ 7,640-6 1,93 10-6 8,640-7 0,0540-6 1,04 10-5

Не — — — — —

Н2О 5,2740-7 1,93 10-7 5,9640-8 0,04-10-7 7,8340-7

СО 2,3340-6 — 2,640-7 0,0Ы0-6 2,640-6

Окислы 4,6640-6 5,2740-7 0,0340-6 5,22-10-6

азота

Н2S 4,66-10-6 — 5,2740-7 0,0340-6 5,2240-6

Сумма

приме- 3,5740-5 6,18-10-6 4,04-10-6 2,2940-7 4,640-5

сей

сливаемом из технологической емкости Б2

Вид примеси Концентрация примесей в продукте, сливаемом из ЖВЦ-100 через адсорбер, % об. Увеличение концентрации примесей за счет подготовки емкости, % об. Увеличение концентрации примесей за счет захолажи-вания емкости, % об.

O2 110-7 2,09-10-7 3,7640-8

N2 110-6 2,0940-6 3,7640-7

Ш2 110-6 2,0940-6 3,7640-7

ОТ 110-6 2,0940-6 3,7640-7

Не — 2,0940-6 —

Н2О — 2,0940-7 —

СО 110-6 — 3,7640-7

Окислы азота 240-6 — 7,52-10-7

Н2S 240-6 — 7,5240-7

Сумма примесей 8,110-6 8,8-10-6 3,0540-6

Вид примеси Увеличение концентрации примесей после 30-суточного хранения, % об. Концентрация примесей перед второй подпиткой, % об. Концентрация примесей после второй подпитки, % об.

О2 4,5440-8 3,97-10-7 3,58-10-7

N2 4,54-10-7 3,9740-6 3,5840-6

СО2 4,5440-7 3,9740-6 3,5840-6

СН4 4,5440-7 3,9740-6 3,5840-6

Не — — —

Н2О 2,6440-8 2,340-7 2,040-7

СО 1,9240-7 1,6810-6 1,5910-6

Окислы азота 3,740-7 3,2440-6 3,0840-6

Н2Б 3,740-7 3,2440-6 3,0840-6

Сумма примесей 2,3740-6 2,0740-5 1,9-10-5

Вид примеси Увеличение концентрации примесей при 30-суточном хранении, % об. Концентрация примесей перед первой подпиткой, % об. Концентрация примесей после подпитки, % об.

О2 4,4740-8 3,9-10-7 3,52-10-7

N2 4,4740-7 3,940-6 3,5240-6

СО2 4,4740-7 3,940-6 3,5240-6

СН4 4,4740-7 3,940-6 3,5240-6

Не — — —

Н2О 2,7-10-8 2,3640-7 2,0540-7

СО 1,810-7 1,5610-6 1,4910-6

Окислы азота 2,2640-7 3,040-6 2,8740-6

Н2Б 2,2640-7 3,040-6 2,8740-6

Сумма примесей 2,0440-6 1,9910-5 1,83-10-5

Вид примеси Увеличение концентрации примесей при 30-суточном хранении, % об. Концентрация примесей перед третьей подпиткой, % об. Концентрация примесей после подпитки, % об.

O2 4,62-10-8 4,0440-7 3,6440-7

N2 4,6240-7 4,0440-6 3,6440-6

Ш2 4,6240-7 4,0440-6 3,6440-6

ОТ 4,6240-7 4,04-10-6 3,64-10-6

Не — — —

Н2О 2,5840-8 2,2640-7 1,9710-7

СО 2,0540-7 1,840-6 1,740-6

Окислы азота 3,97-10-7 3,4840-6 3,2940-6

Н2S 3,9740-7 3,4840-6 3,2940-6

Сумма примесей 2,4640-6 2,1540-5 1,9810-5

Вид примеси Увеличение концентрации примесей при 60-суточном хранении, % об. Концентрация примесей в продукте, сливаемом из хранилища, % об.

О2 9,39-10-8 4,58-10-7

N2 9,3940-7 4,5840-6

СО2 9,3940-7 4,5840-6

СН4 9,3940-7 4,5840-6

Не — —

Н2О 5,0840-8 2,4840-7

СО 4,440-7 2,1410-6

Окислы азота 8,4840-7 4,1410-6

Н2Б 8,4840-7 4,1410-6

Сумма примесей 5,110-6 2,49-10-5

Вид примеси Концентрация примесей в продукте, сливаемом из Б2, % об. Увеличение концентрации примесей за счет операции подготовки Б1, % об. Изменение концентрации примесей за счет захола-живания сосуда и коммуникаций, % об. Концентрация примесей в продукте, сливаемом из промежуточной емкости, % об.

O2 4,58-10-7 1,9440-7 2,47-10-7 8,9940-7

N2 4,5840-6 1,9440-6 2,4740-6 8,9940-6

Ш2 4,5840-6 1,9440-6 2,4740-6 8,9940-6

ад 4,5840-6 1,9440-6 2,4740-6 8,9940-6

Не — — — —

Н2О 2,48-10-7 1,94-10-7 1,3440-7 5,2740-7

СО 2,1440-6 — 1,1640-6 3,340-6

Окислы азота 4,1440-6 — 2,2440-6 6,38-10-6

Н2S 4,1440-6 — 2,2440-6 6,3840-6

Сумма примесей 2,4940-5 6,2Ы0-6 1,34-10-5 4,4540-5

Расчетное содержание примесей в кислороде «ОЧ», сливаемом из заправщика 15-558

Вид примеси Чистота жидкости, сливаемой в заправщик С*, % об Увеличение концентрации примеси в жидкости за счет внесения ее из остаточного газа ( Cxoi + Спод. i ) % об Р = 1114,9 мм рт.ст. мм рт.ст. V0, м3 V, м3 Содержание примеси в жидкости, сливаемой из заправщика (1) С, % об

Спод. г , % об

N2 2,5-Ю-4 7,966-10-6 2,58040—4 — 3715,1 42,4 40,5 2,318-Ю-4

Аг 2,540-4 6,28840-7 2,50640—4 — 1470,1 42,4 40,5 2,470-Ю-4

Ne 2,540-5 3,32840-7 2,533-10"5 — 19912 42,4 40,5 1,16910-5

Кг 2,540-5 4,28740-8 2,50440—5 — 37,5 45,5 40,5 2,802-10-5

Xe 2,540-5 4,28740-8 2,50440—5 — 0,165 45,5 40,5 2,81340-5

CH4 6,040-5 1,02940-7 6,01040—5 — 139,7 45,5 40,5 6,65440-5

COS 2,040-5 3,42940-8 2,00340—5 — 0,06 45,5 40,5 2,25040-5

N2O 2,040-5 3,429-10-8 2,00340—5 — 0,06 45,5 40,5 2,25040-5

Углеводороды 3,040-5 5Д4440-8 3,00540—5 — 8 •l 0—3 45,5 40,5 3,37640-5

CO2 5,040-5 8,57340-8 5,00940—5 — 2,48-10—55 45,5 40,5 5,80440-5

C2H2 1,25 10-6 2Д4340-9 1,252-Ю-6 — 5,00-Ю^ 45,5 40,5 1,407-Ю-6

X 7,56^10-4 9,32440-6 7,65640^ — — — — 7,51440^

Расчетное содержание примесей в жидкости, сливаемой из хранилища Б2

Вид примеси Чистота жидкости, сливаемой из заправщика (1) С = С , % Х01 XI ^ об. Увеличение концентрации примеси в жидкости за счет внесения ее из остаточного газа (1) Спод. ; , % об. (1) ( Qroi + Опод. i ) % об. Р = 1114,9 мм рт.ст. мм рт.ст. V0, м3 V, м3 Содержание примеси в жидкости, сливаемой из хранилища (2) Схг % об.

N2 2,318^10-4 1,172-10—55 2,435^0"4 — 3715,1 6,92 6,54 2,134-Ю"4

Ar 2,470^10-4 7,993-10—'7 2,47fr10"4 — 1470,1 6,92 6,54 2,43440"4

Ne 1,16910—5 1,278-10—'7 1,18210-5 — 19912 6,92 6,54 4,561^10—6

Kr 2,802-10—55 6,25540—8 2,80840-5 — 37,5 8,88 6,54 3,774-10—55

Xe 2,81340—5 6,277-10—88 2,81940-5 — 0,165 8,88 6,54 3,828-10—55

CH4 6,65440—5 1,485-10—'7 6,66940-5 — 139,7 8,88 6,54 8,715-10—55

COS 2,25040—5 5,02Ы0—8 2,255-10-5 — 0,06 8,88 6,54 3,062-10—55

N2O 2,250-10—55 5,02Ы0—88 2,25540-5 — 0,06 8,88 6,54 3,062-10—55

Углеводороды 3,37640—5 7,534-10—88 3,38440-5 — 8-10-3 8,88 6,54 4,595-10—55

CO2 5,80440—5 1,295-10—77 5,81740-5 — 2,48-10-5 8,88 6,54 7,898-10—55

C2H2 1,407•Ю"6 3,140-10—19 1,41040-6 — 5,00-Ю-4 8,88 6,54 1,91410^

z 7,514-10—4 1,323-10—55 7,64640^ — — — — 8,126-Ю"4

Расчетное содержание примесей в жидком кислороде «ОЧ», заправленном в баки СЭП

Вид примеси Чистота жидкости, сливаемой из заправщика (2) С = С , хог хг ' % об. Увеличение концентрации примеси в жидкости за счет внесения ее из остаточного газа (2) Спод. г , % об. (2) (Co + Спод. i) % об. Р = 1114,9 мм рт.ст. Pis мм рт.ст. V0, м3 V, м3 Концентрация примеси в баке СЭП (Б1) С* % об

N2 2Д34-10-4 5,093-10-7 2,139-10—4 — 3715,1 0,44 0,43 2,027-10—4

Аг 2,434^10-4 7,68340-6 2,51Ы0—4 — 1470,1 0,44 0,43 2,493 •10—4

Ne 4,56Ы0-5 5,501 •Ю-9 4,56640—6 — 19912 0,44 0,43 3,099-10—6

Кг 3,77440-5 9,58840-8 3,78440—5 — 37,5 0,56 0,43 4,88440—5

Xe 3,82840-5 9,71540-8 3,83840—5 — 0,165 0,56 0,43 4,99840—5

CH4 8,71510-5 2,22240-7 8,73740—5 — 139,7 0,56 0,43 1,10110^

COS 3,06240-5 7,77040-8 3,07040—5 — 0,06 0,56 0,43 3,99840—5

N2O 3,06240-5 7,77040-8 3,07040—5 — 0,06 0,56 0,43 3,99840—5

Углеводороды 4,59540-5 1,16610-7 4,607-10—55 — 8-10—3 0,56 0,43 6,000-10—55

CO2 7,89840-5 1,94340-7 7,91740—5 — 2,48-10—55 0,56 0,43 1,03110^

C2H2 1,914-10-6 4,86Ы0-9 1,91910—66 — 5,00-10—4 0,56 0,43 2,49910—6

X 8Д2640-4 9,08440-6 8,217-10—4 — — — — 9,09640—4

Расчетное содержание примесей в жидкости, находящейся в газификаторе Б4

Вид примеси Чистота жидкости, сливаемой из заправщика (1) С = С , ХО! XI ' % об. Увеличение концентрации примеси в жидкости за счет внесения ее из остаточного газа (1) Спод. ! , % об. (1) (Qxoi + Опод. i ) % об. Р = 1114,9 мм рт.ст. мм рт.ст. V0, м3 V, м3 Содержание примеси в жидкости в Б4 (3) СХ1 % об.

N2 2,318-10—4 1,388-10—55 2,457-Ю-4 — 3715,1 2,73 2,463 1,933-Ю-4

Ar 2,470^10—4 9,469-10—77 2,479^10-4 — 1470,1 2,73 2,463 2,399-Ю-4

Ne 1,16910—5 1,51310—7 1,18410-5 — 19912 2,73 2,463 2,088-Ю-6

Kr 2,802-10—55 7,409-10—88 2,80940-5 — 37,5 3,22 2,463 3,63940-5

Xe 2,81310—5 7,436-10—88 2,82040-5 — 0,165 3,22 2,463 3,68740-5

CH4 6,65440—5 1,759-10—77 6,67240-5 — 139,7 3,22 2,463 8,43440-5

COS 2,25040—5 5,948-10—88 2,25640-5 — 0,06 3,22 2,463 2,94940-5

N2O 2,250-10—55 5,948-10—88 2,25640-5 — 0,06 3,22 2,463 2,94940-5

Углеводороды 3,37640—5 8,924-10—88 3,38540-5 — 8-10-3 3,22 2,463 4,42540-5

CO2 5,80440—5 1,534-10—77 5,819-10-5 — 2,48-10-5 3,22 2,463 7,60740-5

C2H2 1,40740—6 3,719-10—19 1,411-10-6 — 5,0040-4 3,22 2,463 1,845-6

z 7,514-10—4 1,567-10—55 7,671^10-4 — — — — 7,740^10-4

Содержание примесей в газе, выходящем из газификатора Б4 на ЭХГ

Вид примеси Содержание примесей в жидкости, находящейся в газификаторе Б4 (3) Ci, % об. ps, кгс/см2 при Р = 15 кгс/см2 Т = 126,8 К Содержание примесей в газе, выходящем из Б4 на ЭХГ (3) Ps С =—С прим. i р i ' % об.

N2 1,933-10—4 34,63 4,463-10—4

Аг 2,39940—4 17,75 2,839-10—4

Ne 2,08840—6 27,07 3,768-10—6

Кг 3,63940—5 — 3,63940—5