Где взять жидкий водород для ракет?

Автор Прасковья Иванова, 13.04.2010 10:54:27

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

cisco

Цитата
Цитата
ЦитатаЗавода не будет.
Будет ожижатель газообразного водорода с КНПЗ.
У которого объемы производства оного таковы, что сбросить на байпас пару тонн раз в неделю для них не проблема.
А до космодрома будет длиннейший в мире водородопровод?  :roll:
Его будут цистернами возить... :D
Дирижаблями ...  :roll:

Nikola

ЦитатаТак при температуре когда водород ещё газ кислород уже твёрдое тело.  

Почему так не очищать?
Ну вот и получаем теплообменник, обросший кислородом в среде водорода. Раньше или позже рванет или забьется и потом при разморозке рванет.

Бродяга

Цитата
ЦитатаТак при температуре когда водород ещё газ кислород уже твёрдое тело.  

Почему так не очищать?
Ну вот и получаем теплообменник, обросший кислородом в среде водорода. Раньше или позже рванет или забьется и потом при разморозке рванет.
Охлаждать уже очищенным газообразным водородом в специальной ёмкости где твёрдый кислород будет оседать. :)
[color=#000000:7a9ea26d56]"В тот день, когда задрожат стерегущие дом, и согнутся мужи силы; и перестанут молоть мелющие, потому что их немного осталось; и помрачатся смотрящие в окно;"[/color]

АниКей

Цитата
Цитата
Цитата
ЦитатаЗавода не будет.
Будет ожижатель газообразного водорода с КНПЗ.
У которого объемы производства оного таковы, что сбросить на байпас пару тонн раз в неделю для них не проблема.
А до космодрома будет длиннейший в мире водородопровод?  :roll:
Его будут цистернами возить... :D
Дирижаблями ...  :roll:
Мы вот шутим, а мне ветераны-водородчики рассказывали:
- В НИИХИММАШе от водородного завода до хранилища жидкого водорода, спрятанного в складках местности из-за обеспечения безопасности - метров 800. Так вот инженеру, смонтировашему за полгода и сдавшему трубопровод слива (эстакады, системы вакуумировая, теплоизоляция и т.п.), сразу дали должность начальника бригады. Это по тем временам (60-е годы) свидетельствует о сложности решенных проблем.
И еще, пока своего водорода не было, а двигатель на жидком водороде уже нужно было испытывать, как идея на полном серьезе обсуждалось предложение возить дирижаблями, а ожижать на месте.
Конечно, до этого не дошло, первый водород возили из Дубны от ядерщиков.
Поэтому вопрос транспортировки на космодромы мне не кажется простым и дешевым делом.
А кто не чтит цитат -- тот ренегат и гад!

АниКей

Кстати, о дирижаблях, пожалуйста, ракетный дирижабль, можно поставить водородный ЖРД, водород брать из оболочки, кислород из воздуха, экологически чистая доставка продукта :)

http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/rynin/rak-i-dvig/rynin-rakety3e.html
А кто не чтит цитат -- тот ренегат и гад!

m-s Gelezniak

ЦитатаКстати, о дирижаблях, пожалуйста, ракетный дирижабль, можно поставить водородный ЖРД, водород брать из оболочки, кислород из воздуха, экологически чистая доставка продукта :)

http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/rynin/rak-i-dvig/rynin-rakety3e.html
Двигатели Цепелинов чем питались? :wink:
А водород транспортировали в надувных баллонах еще в Отечественную. Кстати даже полуторки и на водороде были. О как! :D
Шли бы Вы все на Марс, что ли...

Iva

Цитата... газообразного водорода с КНПЗ.
У которого объемы производства оного таковы, что сбросить на байпас пару тонн раз в неделю для них не проблема.
О-о-о! КНПЗ!
Наш Кременчугский нефтеперерабатывающий завод!
Приятно слышать!
Давайте-давайте! Мы вам поможем!  :)
А то сбрасывают всё на факел...

Bell

Фигвам, Комсомольский-на-Амуре :)
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Дмитрий В.

ЦитатаФигвам, Комсомольский-на-Амуре :)

надо будет денюжек спилить, будут качать и из Кременчуга на Дальний Восток, по трубопроводу :D
Lingua latina non penis canina
StarShip - аналоговнет!

Bell

Цитата
ЦитатаФигвам, Комсомольский-на-Амуре :)

надо будет денюжек спилить, будут качать и из Кременчуга на Дальний Восток, по трубопроводу :D
Если уж пилить, то никаких трубопроводов, только дерижопли!  :mrgreen:
А я-то думаю - чего это ЦСКБ дерижоплами занялся? Эвон как они далеко глядят!  :shock: Вот что значит стратегическое мЫшлянье!
Причем с Кременчуга водород, а туды - природный газ! Во!  :lol:
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

АниКей

Что-то с юмором моим стало. Думал, Bell юморит, но набрал в поисковике ЦСКБ-дирижабли и получил
ЦитатаГенеральный директор самарского предприятия Александр Кирилин заявил журналистам, что рассчитывает на Московском авиационно-космическом салоне "МАКС-2007" заключить ряд контрактов на производство дирижаблей. По его словам, инвестиции в модернизацию мощностей завода для этих целей составляют $5-10 млн. На первом этапе предприятие планирует делать 3-5 дирижаблей в год. Стоимость одного дирижабля может колебаться от $3 млн до $7 млн в зависимости от конструкции.

В планах самарских производственников из ракетно-космического Центра "ЦСКБ-Прогресс" и их смежников из других городов России -- разработать и начать производство до 2015 года дирижаблей грузоподъёмностью 30 и 150 тонн. Новые транспортные и пассажирские воздухоплавательные аппараты будут эксплуатироваться в Сибири, на Крайнем Севере и Дальнем Востоке.
http://www.samso.ru/news/samara/20.06.2007/51781/
А кто не чтит цитат -- тот ренегат и гад!

Бродяга

ЦитатаЧто-то с юмором моим стало. Думал, Bell юморит, но набрал в поисковике ЦСКБ-дирижабли и получил
ЦитатаГенеральный директор самарского предприятия Александр Кирилин заявил журналистам, что рассчитывает на Московском авиационно-космическом салоне "МАКС-2007" заключить ряд контрактов на производство дирижаблей. По его словам, инвестиции в модернизацию мощностей завода для этих целей составляют $5-10 млн. На первом этапе предприятие планирует делать 3-5 дирижаблей в год. Стоимость одного дирижабля может колебаться от $3 млн до $7 млн в зависимости от конструкции.

В планах самарских производственников из ракетно-космического Центра "ЦСКБ-Прогресс" и их смежников из других городов России -- разработать и начать производство до 2015 года дирижаблей грузоподъёмностью 30 и 150 тонн. Новые транспортные и пассажирские воздухоплавательные аппараты будут эксплуатироваться в Сибири, на Крайнем Севере и Дальнем Востоке.
http://www.samso.ru/news/samara/20.06.2007/51781/
На заборе РККЭ и не такое написано, приезжайте и посмотрите. ;) :lol:
[color=#000000:7a9ea26d56]"В тот день, когда задрожат стерегущие дом, и согнутся мужи силы; и перестанут молоть мелющие, потому что их немного осталось; и помрачатся смотрящие в окно;"[/color]

АниКей

Наткнулся на статейку http://www.technopolis21.ru/117.htm
ЦитатаАрхив | 2006 | №7 | ИНФРАСТРУКТУРА ЖИДКОГО ВОДОРОДА: СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ В РОССИИ

Анатолий ДОМАШЕНКО, главный специалист ОАО «Криогенмаш», к.т.н. Юрий ГОРБАТСКИЙ, вице-президент ЗАО «ПромСвязьКапитал», к.т.н.

В мировой практике накоплен значительный опыт строительства и эксплуатации инфраструктуры снабжения потребителей как газообразным, так и жидким водородом. Криогенное оборудование обеспечивает ожижение, хранение и транспортирование жидкого водорода, являющегося топливом для ракетно-космической техники (РКТ), авиации, а в будущем и для автомобильного, железнодорожного и других видов транспорта. Водород служит и важным технологическим сырьем для металлургии, химии, электронной промышленности и т.д. Широкомасштабное производство и потребление жидкого водорода начало развиваться в США в 1960-х для ракетно-космической техники, а затем и в коммерческих целях. Общая производительность заводов в Северной Америке составляет 284 т/сутки (около 124 000 т/год), из которых (15 %) расходуется на РКТ, в химии (37 %), металлургии (21 %), электронике (16 %), стекольной промышленности (4 %). В Западной Европе «Эр Ликид» («Air Liquide») эксплуатирует установку производительностью 10,5 т/сутки в Вазье (Франция), «Линде» («Linde AG») - 4,4 т/сутки в Ингольштадте и «Эйр Продактс» («Air Products») - 5,4 т/сутки в Розенбурге. В Европе жидкий водород используется для РКТ и начинает использоваться в автомобильном транспорте, а также в полупроводниковой промышленности. Следует также добавить, что фирма «Эр Ликид» построила установку производительностью 2,1 т/сутки в Суре (Французская Гвиана) для обеспечения космической программы «Ариан». В Японии «Ивантаки Инфрастриал ГЭС» имеет установку производительностью 1,25 т/сутки в Амегасаки, а «Пасприн Хайдроджен» установку на 1,75 т/сутки в Окта. В основном Япония использует водород для РКТ.

В нашей стране силами ГИАПа, ОАО «Криогенмаш», ОАО «Гелиймаш», ОАО «Уралкриомаш», Института сварки им. Б.Патона и др. была создана инфраструктура снабжения жидким водородом, прежде всего для программ РКТ. Были разработаны, изготовлены и введены в эксплуатацию установки ожижения производительностью 180 кг/час параводорода, построенные по дроссельному холодильному циклу высокого давления (15 МПа) с тремя ступенями предварительного охлаждения (жидкий аммиак, жидкий азот и азот, кипящий под вакуумом). В качестве сырья использовался электролизный водород. Модернизация этих установок путем включения в схему турбодетандеров и аппаратов орто-параконверсии на температурных уровнях от жидкого азота до жидкого водорода позволила увеличить их производительность до 500 кг/час и уменьшить удельные энергозатраты с 40 кВт.ч/кг до 26 кВт.ч/кг жидкого водорода. После полной реконструкции производство жидкого водорода в СССР увеличилось бы до уровня 10-12 тысяч т в год.

Учитывая перспективы дальнейшего наращивания потребления жидкого водорода, в ОАО «Криогенмаш» были разработаны проекты установок ОВ-04 и ОВ-06 производительностью 400 и 700 кг/час с удельными затратами 22,4 и 21,7 кВт.ч/кг продукта соответственно. В мировой практике удельный расход энергии составляет для ожижителей водорода 13-16 кВт.ч/кг. Подобные показатели обеспечиваются обычно в установках с применением азотного охлаждения, двух детандерных ступеней и четырех ступеней орто-параконверсии. Исследования ОАО «Криогенмаш» показали, что аналогичные показатели по энергозатратам могут быть получены при использовании гелиевого холодильного цикла. Такой ожижитель состоит из однопоточного тракта охлаждения и ожижения водорода и двух рефрижераторных замкнутых циклов: азотного и гелиевого. Азотный холодильный цикл среднего давления с двумя турбодетандерными ступенями охлаждения предназначен для охлаждения водорода в диапазоне температур 313ј80 К. Гелиевый холодильный цикл с винтовым компрессором переменной производительности при постоянной степени сжатия включает в себя пять ступеней предварительного охлаждения: две ступени внешнего охлаждения с помощью парокомпрессионной холодильной машины и жидкого азота и трех турбодетандерных ступеней. Оба холодильных цикла связаны с контуром охлаждения и ожижения водорода через теплообменные аппараты, прямым потоком в которых служит водород, а в качестве обратных потоков азот и гелий. Система орто-параконверсии имеет четыре ступени конверторов с катализатором на температурных уровнях: 80 К, 30 К, 23 К и 21,6 К. Расчетный термодинамический КПД с учетом орто-параконверсии такого цикла составляет около 34 %.

К основным элементам инфраструктуры снабжения потребителей жидким водородом относятся также системы его хранения и заправки потребителей. Среди важнейших сооружений для РКТ, созданных ОАО «Криогенмаш» совместно со многими предприятиями и институтами Академии наук, необходимо отметить водородные комплексы для наземной отработки ЖРД, агрегатов, ступеней ракет и изделий в целом, а также «Криогенный центр» в Байконуре, обеспечивающий весь цикл работ с системой «Энергия-Буран». Криогенные заправочные системы водорода, кислорода и азота «Центра» построены на базе специально разработанных для этих целей шаровых резервуаров вместимостью 1400 м3 с высокоэффективной экранно-вакуумной изоляцией (СВТИ), рабочим давлением 1 МПа и суточными потерями 0,033- 0,130 %. Одним из основных требований к параметрам жидких водорода и кислорода, заправляемых в баки изделия, являлось требование охлаждения их ниже температуры кипения при давлении окружающей среды и термостатирования во время предстартовой подготовки. Сложная, но чрезвычайно важная задача заправки ракетного комплекса охлажденным до 16-17 К жидким водородом и его термостатирования впервые в мировой практике решена отечественными специалистами в режиме охлаждения водорода на потоке в процессе заправки, что позволило исключить его загрязнение воздухом атмосферы. На рисунке представлена принципиальная схема заправки баков изделия охлажденным жидким водородом, включающая в себя: четыре шаровых резервуара для хранения 372 т жидкого водорода; две ванны-охладителя объемом по 200 м3 каждая с охлаждаемым вакуумированием жидким водородом и расположенными в них теплообменниками с эффективным пористым покрытием; эжекторы, обеспечивающие охлаждение водорода; струйный насос контура циркуляции водорода в режиме термостатирования; рекуперативный теплообменник; испаритель наддува резервуаров; контур циркуляции гелия.

Общая холодопроизводительность системы охлаждения составила 1000 кВт в режиме заправки баков и 730 кВт при термостатировании водорода на температурном уровне 17 К. Учитывая, что термостатирование заправленной в баки жидкости - процесс, приводящий к ощутимым потерям дорогостоящего жидкого водорода, была реализована полузамкнутая схема циркуляции с использованием струйного насоса. Специалисты ОАО «Криогенмаш», используя холод сбрасываемого водородного пара, решили также проблему глубокого охлаждения жидкого кислорода и его термостатирования на уровне температуры 65 К. Для реализации идеи был разработан теплообменник с контуром естественной циркуляции газообразного гелия под высоким давлением, обеспечивающим его безопасную работу. Параллельно в ОАО «Криогенмаш» проводилась серьезная работа по совершенствованию и созданию нового криогенного оборудования. К основным достижениям следует отнести разработку унифицированного ряда криогенных резервуаров вместимостью 8, 25, 63, 75 м3 вертикального типа (РЦВ); вместимостью 50, 100, 230, 250 м3 горизонтального типа (РЦГ) и вместимостью 1400 м3 сферического типа для хранения водорода, кислорода, азота, аргона при различных технологических режимах. Применение СВТИ, в том числе новых материалов (алюминированной с двух сторон полиэтилентерефталатной пленки и прокладок из стекловолокна), новых конструкций криосорбционных насосов и новых адсорбентов (СаЕ-4В, СаН, угольная ткань) позволило создать резервуары с низкой испаряемостью, что практически решило проблему длительного хранения криопродуктов и позволило создать системы с магистралями длиной до 1000 м. Благодаря новым конструктивным решениям, внедрению уплотнительного материала поликарбоната и низкотемпературной кислородостойкой смазки была разработана унифицированная арматура с диаметром условного прохода до 400 мм, имеющая повышенные ресурс, надежность, герметичность, высокую ремонтопригодность. Для обеспечения работы вытеснительных систем без сторонних источников давления были разработаны и внедрены панельные испарители, работающие за счет тепла атмосферного воздуха.

Серьезной проблемой является создание и обеспечение потребителей жидкого водорода транспортными цистернами. ОАО «Криогенмаш» в начале 1990-х разработало для Индии, изготовило и передало в эксплуатацию автомобильную транспортную цистерну ЦТВ 45/1,0 объемом V = 45 м3 с вытеснительной системой подачи жидкого водорода потребителю. Рабочее давление Рраб.=1,0 МПа выбрано, исходя из требований темпа опорожнения цистерны. СВТИ цистерны обеспечивает потери жидкости в сутки на уровне 0,8 %, что в свою очередь гарантирует возможность транспортировки жидкого водорода на расстояния до 1000 км без сброса паров. Железнодорожная транспортная цистерна РЦВГ-100/0,3 создана с учетом опыта, накопленного ОАО «Криогенмаш» в процессе разработки и эксплуатации транспортных автомобильных цистерн ЦТВ 25/0,6, ЦТВ 45/1,0 и опыта, накопленного при эксплуатации цистерн ЖВЦ 100/0,6. Цистерна построена по традиционной для ОАО «Криогенмаш» схеме - с СВТИ, с криосорбционными устройствами длительного поддержания вакуума на уровне 10-2 ј 10-4 Па, обеспечивающими суточные потери водорода на уровне 0,5 ± 0,1 %. Цистерна снабжена испарителем подъема давления, трубопроводами наддува-газосброса, предохранительными клапанами и мембранными предохранительными устройствами, имеет эффективную систему подготовки резервуара и трубопроводов к заполнению жидким водородом. Цистерна снабжена также пробоотборником для взятия анализа жидкости на содержание в ней примесей азота и кислорода и системой безопасного и аварийного газосброса.

Совершенно очевидно, что дальнейшее развитие «водородной энергетики» потребует создания нового поколения высокоэффективных и надежных криогенных систем и оборудования для ожижения водорода, его хранения и транспортирования. Речь может идти о заводах-ожижителях с производительностью до 3,0 т/ч жидкого водорода и хранилищах с единичным объемом резервуаров до 4000 м3. Уже в ближайшее десятилетие ракетно-космическая отрасль и авиация России планирует создание новейших ракет-носителей и разгонных блоков космических комплексов и самолетов, использующих в качестве топлива жидкий водород. Также неизбежно широкомасштабное внедрение в России водородных технологий в металлургии, химии, нефтехимии, в процессах переработки жиров, электронике, стекольной промышленности и т.д.
Из нее следует, что Северная Америка ежегодно тратит на РКТ 18600т жидкого водорода? А Европа - 1500т в год? Или это тоже на заборе писано? И куда они его используют в таких количествах
А кто не чтит цитат -- тот ренегат и гад!

Бродяга

ЦитатаАниКей пишет:
 Наткнулся на статейку http://www.technopolis21.ru/117.htm
ЦитатаАрхив | 2006 | №7 | ИНФРАСТРУКТУРА ЖИДКОГО ВОДОРОДА: СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ В РОССИИ
 ...
Из нее следует, что Северная Америка ежегодно тратит на РКТ 18600т жидкого водорода? А Европа - 1500т в год? Или это тоже на заборе писано? И куда они его используют в таких количествах
Тоже "на заборе". :)

 Кто вам поручится за достоверность этих числовых данных? :)
[color=#000000:7a9ea26d56]"В тот день, когда задрожат стерегущие дом, и согнутся мужи силы; и перестанут молоть мелющие, потому что их немного осталось; и помрачатся смотрящие в окно;"[/color]

АниКей

Iva,
Цитата...Зато Украина обещает фактически вернуть России Кременчугский НПЗ...
http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=1354980
А кто не чтит цитат -- тот ренегат и гад!

Iva

ЦитатаIva,
Цитата...Зато Украина обещает фактически вернуть России Кременчугский НПЗ...
http://www.kommersant.ru/doc.aspx?DocsID=1354980
Хорошо бы вместе с Кременчугом! :)

kirk

Водород вообще не проблема.
Давно и с успехом в огромных количествах используется в синтезе амиака например, и вообще в органическом и не органическом синтезе очень распостранён.

Получать: электролизом воды, крекингом метана (попутно получать ацетилен), при газификации твёрдого топлива (угля) водяным паром и воздухом

Сжижать вообще не проблема

Весь вопрос в надобности

Вот "Русь-МТ" и "Русь-МСТ" будет, тогда и будет надобность и будет ЖВ в больших колличествах.

Попутно вопрос, а в "Русь-МСТ" второй ступенью будет вторая ступень от Энергии или делать с "нуля" будут или пока не известно?
Тяжело в учении - легко в гробу

Bell

ЦитатаВодород вообще не проблема.
Давно и с успехом в огромных количествах используется в синтезе амиака например, и вообще в органическом и не органическом синтезе очень распостранён.

Получать: электролизом воды, крекингом метана (попутно получать ацетилен), при газификации твёрдого топлива (угля) водяным паром и воздухом
Кстати, да, банальный синтез-газ - крупнотоннажный, так сказать, продукт.

ЦитатаВот "Русь-МТ" и "Русь-МСТ" будет, тогда и будет надобность и будет ЖВ в больших колличествах.
Да не такие уж большие, пара сотен тонн в год, с учетом потерь на транспортировку и хранение.

ЦитатаПопутно вопрос, а в "Русь-МСТ" второй ступенью будет вторая ступень от Энергии или делать с "нуля" будут или пока не известно?
:) там все скрыто мраком. Даже будет ли она вообще, эта МСТ. См. в соседнем топике про новую РН.
Иногда мне кажется что мы черти, которые штурмуют небеса (с) фон Браун

Бродяга

Цитата...

Вот "Русь-МТ" и "Русь-МСТ" будет, тогда и будет надобность и будет ЖВ в больших колличествах.

Попутно вопрос, а в "Русь-МСТ" второй ступенью будет вторая ступень от Энергии или делать с "нуля" будут или пока не известно?
Это значит "никогда" в другой форме. :D
[color=#000000:7a9ea26d56]"В тот день, когда задрожат стерегущие дом, и согнутся мужи силы; и перестанут молоть мелющие, потому что их немного осталось; и помрачатся смотрящие в окно;"[/color]

Прасковья Иванова

Уважаемые форумчане, я узнала, что хотела, спасибо. Смотрю, столько много новой информации на тему появилось, а мне уже не надо, разобралась.
Теперь космическими вопросами до сессии терзать вас не буду. Хотя нет, еще один вопросик есть, счас полистаю форум, чтобы в нужной теме спросить.