RU2284078C1 - Submersible vehicle power plant - Google Patents
Submersible vehicle power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2284078C1 RU2284078C1 RU2005109218/09A RU2005109218A RU2284078C1 RU 2284078 C1 RU2284078 C1 RU 2284078C1 RU 2005109218/09 A RU2005109218/09 A RU 2005109218/09A RU 2005109218 A RU2005109218 A RU 2005109218A RU 2284078 C1 RU2284078 C1 RU 2284078C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- hydrogen
- line
- communicates
- chemical current
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 71
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 71
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 66
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 7
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000010671 solid-state reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 7
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическим установкам (ЭУ), содержащим электрохимический генератор (ЭХГ) с водородно-кислородными топливными элементами, и может быть использовано в составе электроэнергетической системы (ЭЭС) подводного аппарата (ПА).The invention relates to power plants (EU) containing an electrochemical generator (ECG) with hydrogen-oxygen fuel cells, and can be used as part of the electric power system (EPS) of an underwater vehicle (PA).
Аналогом является, например, ЭУ ПА, содержащая подключенный к ЭЭС ЭХГ с водородно-кислородными топливными элементами и блоки хранения криогенных кислорода и водорода, размещенные вне прочного корпуса ПА (А.А.Постнов. Опытная подводная лодка проекта 613 Э с электрохимическими генераторами. Судостроение, 1998, №2, стр.28). Недостатками аналога являются потери криогенного водорода при перевозке на большие расстояния, перерасход водорода при заправке криогенного блока хранения, потери криогенного водорода при хранении на борту, вызывающие необходимость непроизводительного удаления газообразного водорода. Ограниченное время хранения криогенного водорода снижает готовность ПА к работе. Кроме того, блоки хранения криогенного водорода и кислорода, размещенные вне прочного корпуса ПА, являются пожаровзрывоопасными объектами и увеличивают сопротивление движению ПА.An analogue, for example, is a PA EA, which contains an ECG connected to a power plant with hydrogen-oxygen fuel cells and cryogenic oxygen and hydrogen storage units located outside the PA solid hull (A.A. Postnov. Project 613 E experimental submarine with electrochemical generators. Shipbuilding , 1998, No. 2, p. 28). The disadvantages of the analogue are the loss of cryogenic hydrogen during transportation over long distances, the overspending of hydrogen when refueling the cryogenic storage unit, the loss of cryogenic hydrogen when stored on board, necessitating the unproductive removal of hydrogen gas. The limited storage time of cryogenic hydrogen reduces the availability of PA for work. In addition, cryogenic hydrogen and oxygen storage units located outside the PA solid housing are fire and explosion hazardous objects and increase the resistance to PA movement.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой ЭУ является ЭУ ПА, содержащая подключенный к ЭЭС ЭХГ с водородно-кислородными топливными элементами, блок хранения кислорода и устройства для получения водорода путем гидролиза алюминия в водном растворе щелочи (Патент РФ №2230401, дата публикации 10.06.2004).The closest in technical essence to the proposed EU is the EU EA containing the oxygen storage unit connected to the ECH with hydrogen-oxygen fuel cells, an oxygen storage unit and a device for producing hydrogen by hydrolysis of aluminum in an aqueous alkali solution (RF Patent No. 2230401, publication date 10.06.2004 )
Недостатками известной энергетической установки подводного аппарата являются большая масса хранимых на борту ПА химически активных веществ, в том числе и опасного вещества - концентрированной щелочи, а также большая масса технологического оборудования и высокая стоимость установки. Кроме того, необходимость предварительного получения водорода для ЭХГ с помощью хранимых на борту ПА веществ снижает готовность энергетической установки к работе.The disadvantages of the known power plant of the underwater vehicle are the large mass of chemically active substances stored on board the PA, including the hazardous substance - concentrated alkali, as well as the large mass of technological equipment and the high cost of installation. In addition, the need for preliminary production of hydrogen for ECG using substances stored on board PA reduces the readiness of the power plant for operation.
Техническим результатом изобретения является создание новой энергетической установки уменьшенной массы, обладающей повышенной безопасностью, и сокращение времени подготовки установки к работе.The technical result of the invention is the creation of a new power plant of reduced mass, with increased safety, and reducing the time to prepare the installation for work.
Это достигается тем, что в энергетической установке подводного аппарата, содержащей устройство получения водорода, электрохимический генератор с магистралью питания кислородом, соединенной с блоком хранения и подготовки кислорода, с магистралью слива воды, соединенной с емкостью сбора воды, с магистралью питания водородом, соединенной с магистралью выхода водорода с установленными в ней датчиком давления водорода, регулируемым клапаном выдачи водорода, редуктором давления водорода и влагоотделителем от водорода, соединенным магистралью сбора воды со вторым входом емкости сбора воды, с магистралью подачи воды с установленными в ней регулируемым насосом и управляемым клапаном подачи воды, согласно изобретению устройство получения водорода выполнено в виде водоактивируемого химического источника тока, включающего в свой состав растворимый металлический анод (например, выполненный из магния или сплава на его основе) и инертный каталитический катод, установленные в герметичную емкость, заполненную водным раствором электролита (или морской водой), имеющую датчик уровня электролита и соединенную с магистралью подачи воды и с магистралью сбора твердофазных продуктов реакций; при этом газовая подушка емкости водоактивируемого химического источника тока соединена с магистралью выхода водорода, а магистраль сбора твердофазных продуктов реакций соединена с емкостью хранения твердофазных продуктов реакций; электрические выводы водоактивируемого химического источника тока и электрические выводы ЭХГ соединены с входами преобразователя напряжения, а с электрических выводов преобразователя напряжения электрическая энергия подается потребителям.This is achieved by the fact that in the power plant of the underwater vehicle containing a hydrogen production device, an electrochemical generator with an oxygen supply line connected to the oxygen storage and preparation unit, with a water drain line connected to a water collection tank, with a hydrogen supply line connected to the line hydrogen outlet with a hydrogen pressure sensor installed in it, an adjustable hydrogen release valve, a hydrogen pressure reducer and a hydrogen dehumidifier connected by a master According to the invention, the hydrogen production device is made in the form of a water-activated chemical current source that includes a soluble metal anode (for example, made up of a water collecting line with a second input of a water collecting tank, with a water supply line with an adjustable pump and a controlled water supply valve in it) of magnesium or an alloy based on it) and an inert catalytic cathode installed in a sealed container filled with an aqueous electrolyte solution (or sea water) having a level sensor an electrolyte and connected to a water supply line and to a line for collecting solid-phase reaction products; while the gas cushion of the tank of the water-activated chemical current source is connected to the hydrogen output line, and the solid-state reaction product collection line is connected to the storage capacity of the solid-phase reaction products; the electrical leads of the water-activated chemical current source and the ECG electrical leads are connected to the inputs of the voltage converter, and electrical energy is supplied to the consumers from the electrical leads of the voltage converter.
Предлагаемая энергетическая установка подводного аппарата более безопасна, чем прототип, так как для ее работы не нужна концентрированная щелочь. Исходные компоненты водоактивируемого химического источника тока (растворимый металлический анод, инертный каталитический катод и нейтральный водный раствор электролита) полностью безопасны и хранятся на борту ПА в готовом для применения виде.The proposed power plant of the underwater vehicle is safer than the prototype, since concentrated alkali is not needed for its operation. The initial components of the water-activated chemical current source (soluble metal anode, inert catalytic cathode and neutral aqueous electrolyte solution) are completely safe and stored on board the PA in a ready-to-use form.
Время готовности к работе предлагаемой энергетической установки подводного аппарата по сравнению с прототипом сокращается, так как выработка электроэнергии и водорода в предлагаемой энергетической установке начинается одновременно с заполнением емкости водоактивируемого химического источника тока нейтральным водным раствором электролита (или морской водой). Это обеспечивает практически мгновенную готовность ЭУ к приему частичной нагрузки и быстрый выход на номинальный режим. В прототипе для получения электроэнергии необходимо выполнить ряд предварительных технологических операций по приготовлению реагентов из хранимых запасов веществ, их транспортирование и дозированную подачу в реактор.The readiness time for work of the proposed power plant of the underwater vehicle is reduced compared with the prototype, since the generation of electricity and hydrogen in the proposed power plant begins simultaneously with filling the capacity of the water-activated chemical current source with a neutral aqueous electrolyte solution (or sea water). This provides almost instantaneous readiness of the EA to receive a partial load and a quick exit to the nominal mode. In the prototype, to obtain electricity, it is necessary to perform a number of preliminary technological operations for the preparation of reagents from stored stocks of substances, their transportation and dosed supply to the reactor.
По сравнению с прототипом предлагаемая энергетическая установка подводного аппарата содержит меньшее число аппаратов, емкостей, магистралей, арматуры и контрольно-измерительных приборов. В составе предлагаемой ЭУ по сравнению с прототипом отсутствуют емкость хранения концентрированной щелочи, блок смешения и подачи щелочного раствора, управляемый клапан щелочного раствора, управляемый клапан подачи концентрированной щелочи, управляемый клапан входа продуктов реакции, управляемый клапан выхода продуктов реакции, датчик концентрации концентрированной щелочи, датчик концентрации щелочного раствора. Кроме того, в предлагаемой энергетической установке обеспечивается более эффективное использование химической энергии реагирующего с водным раствором вещества (растворимого металлического анода) для получения водорода, т.к. часть химической энергии этого вещества высвобождается в виде электричества. По этим причинам при равной мощности масса предлагаемой энергетической установки будет меньше, чем прототипа.Compared with the prototype, the proposed power plant of the underwater vehicle contains a smaller number of vehicles, tanks, highways, valves and instrumentation. The composition of the proposed EU compared with the prototype lacks a storage capacity of concentrated alkali, a block for mixing and supplying an alkaline solution, a controlled valve of an alkaline solution, a controlled valve for supplying a concentrated alkali, a controlled valve for entering the reaction products, a controlled valve for exiting the reaction products, a sensor for concentration of concentrated alkali, alkaline solution concentration. In addition, the proposed power plant provides a more efficient use of the chemical energy of a substance (a soluble metal anode) that reacts with an aqueous solution to produce hydrogen, because part of the chemical energy of this substance is released in the form of electricity. For these reasons, with equal power, the mass of the proposed power plant will be less than the prototype.
Стоимость энергетической установки подводного аппарата по сравнению с прототипом ниже, так как из ее состава исключается значительная часть технологического оборудования, контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуры, перечисленной в предыдущем абзаце, а единственным расходным материалом является растворимый металлический анодThe cost of the power plant of the underwater vehicle is lower than the prototype, since a significant part of the technological equipment, control and measuring and control equipment listed in the previous paragraph is excluded from its composition, and the only consumable material is a soluble metal anode
На чертеже приведена схема предлагаемой энергетической установки подводного аппарата, гдеThe drawing shows a diagram of the proposed power plant underwater vehicle, where
1 - емкость водоактивируемого химического источника тока,1 - the capacity of a water-activated chemical current source,
2 - растворимый металлический анод,2 - soluble metal anode,
3 - инертный каталитический катод,3 - inert catalytic cathode,
4 - водный раствор электролита (или морская вода),4 - an aqueous solution of electrolyte (or sea water),
5 - электрические выводы водоактивируемого химического источника тока,5 - electrical findings of a water-activated chemical current source,
6 - преобразователь напряжения,6 - voltage Converter,
7 - электрические выводы преобразователя напряжения,7 - electrical terminals of the voltage Converter,
8 - газовая подушка,8 - gas cushion,
9 - магистраль выхода водорода,9 - line output of hydrogen,
10 - датчик давления водорода,10 - hydrogen pressure sensor,
11 - регулируемый клапан выдачи водорода,11 - adjustable valve for the release of hydrogen,
12 - влагоотделитель от водорода,12 - a water separator from hydrogen,
13 - магистраль питания водородом ЭХГ,13 - line supply of hydrogen ECG,
14 - редуктор давления водорода,14 - pressure reducer of hydrogen,
15 - электрохимический генератор (ЭХГ),15 - electrochemical generator (ECG),
16 - магистраль питания кислородом ЭХГ,16 - line supply of oxygen ECG,
17 - блок хранения и подготовки кислорода,17 - block storage and preparation of oxygen,
18 - электрические выводы ЭХГ,18 - electrical conclusions ECG,
19 - магистраль слива воды,19 - line drain water
20 - емкость сбора воды,20 - water collection capacity,
21 - магистраль сбора воды,21 - water collection line,
22 - датчик уровня в емкости водоактивируемого химического источника тока,22 - level sensor in the capacity of a water-activated chemical current source,
23 - линия передачи сигнала от датчика уровня,23 is a signal transmission line from a level sensor,
24 - управляемый клапан подачи воды,24 - controllable water supply valve,
25 - магистраль подачи воды,25 - water supply line,
26 - регулируемый насос,26 - adjustable pump,
27 - магистраль сбора твердофазных продуктов реакций,27 - line collecting solid-phase reaction products,
28 - емкость хранения твердофазных продуктов реакций.28 - storage capacity of solid-phase reaction products.
ЭХГ 15 сообщен магистралью 16 с блоком 17 хранения и подготовки кислорода. Газовая подушка 8 емкости 1 водоактивируемого химического источника тока связана магистралью 9 выхода водорода с магистралью 13 питания водородом ЭХГ 15. На магистрали 9 выхода водорода последовательно установлены датчик 10 давления водорода, регулируемый клапан 11 выдачи водорода, влагоотделитель 12 от водорода и редуктор 14 давления водорода.ECG 15 is communicated by line 16 to the oxygen storage and preparation unit 17. The gas cushion 8 of the tank 1 of the water-activated chemical current source is connected by a hydrogen output line 9 to an ECG hydrogen supply line 13. A hydrogen pressure sensor 10, an adjustable hydrogen release valve 11, a water separator 12 from hydrogen, and a hydrogen pressure reducer 14 are sequentially installed on the hydrogen output line 9.
ЭХГ 15 с помощью магистрали 19 слива воды сообщен с емкостью 20 сбора воды, второй вход емкости 20 сбора воды сообщен с влагоотделителем 12 от водорода магистралью 21.ECG 15 is connected via a water drain line 19 to a water collection tank 20, and a second inlet to a water collection tank 20 is connected to a water separator 12 from hydrogen by a pipe 21.
Емкость 20 сбора воды сообщена магистралью 25 подачи воды с емкостью 1 водоактивируемого химического источника тока. В магистрали 25 подачи воды последовательно установлены регулируемый насос 26 и управляемый клапан 24 подачи воды в емкость 1 водоактивируемого химического источника тока, соединенный линией 23 передачи сигнала от датчика 22 уровня электролита в емкости 1 водоактивируемого химического источника тока.The water collection capacity 20 is communicated by the water supply line 25 with a capacity 1 of a water-activated chemical current source. In the water supply line 25, an adjustable pump 26 and a controlled valve 24 for supplying water to the tank 1 of the water-activated chemical current source are connected in series, connected by a signal transmission line 23 from the electrolyte level sensor 22 in the tank 1 of the water-activated chemical current source.
Нижняя часть емкости 1 водоактивируемого химического источника тока связана магистралью 27 сбора твердофазных продуктов реакций с емкостью 28 хранения твердофазных продуктов реакций.The lower part of capacity 1 of a water-activated chemical current source is connected by a line 27 for collecting solid-phase reaction products with a capacity 28 for storing solid-phase reaction products.
Электрические выводы 5 водоактивируемого химического источника тока и электрические выводы 18 ЭХГ 15 подключены к преобразователю 6 напряжения, и с электрических выводов 7 преобразователя 6 напряжения электрическая энергия подается потребителям.The electrical leads 5 of the water-activated chemical current source and the electrical leads 18 of the ECG 15 are connected to the voltage converter 6, and from the electrical terminals 7 of the voltage converter 6, electrical energy is supplied to consumers.
Энергетическая установка работает следующим образом. При заполнении емкости 1 водоактивируемого химического источника тока, в которой размещены растворимый металлический анод 2 и инертный каталитический катод 3, нейтральным водным раствором электролита (или морской водой) 4 начинают протекать следующие электрохимические реакции:The power plant operates as follows. When the capacity 1 of the water-activated chemical current source, in which the soluble metal anode 2 and the inert catalytic cathode 3 are placed, is filled with a neutral aqueous electrolyte solution (or sea water) 4, the following electrochemical reactions begin to proceed:
- на аноде 2
- на катоде 3
- в водном растворе электролита 4·H2О=ОН-+H+,
или в виде суммарной реакции:or as a total reaction:
где Me - металл, из которого выполнен растворимый металлический анод 2.where Me is the metal from which the soluble metal anode 2 is made.
В результате этих электрохимических реакций на электрических выводах 5 водоактивируемого химического источника тока появляется электрическое напряжение. С выводов 5 электрическая энергия поступает на вход преобразователя 6 напряжения и с выводов 7 преобразователя 6 подается потребителям электроэнергии. Образовавшийся в ходе этих реакций водород заполняет верхнюю часть емкости 1 водоактивируемого химического источника тока, образуя газовую подушку 8, из которой поступает в магистраль 9 выхода водорода. Давление водорода контролируется датчиком 10 давления. Через регулируемый клапан 11 выдачи водорода водород поступает во влагоотделитель 12 от водорода и далее через редуктор 14 давления водорода в магистраль 13 питания водородом ЭХГ 15.As a result of these electrochemical reactions, electrical voltage appears at the electrical terminals 5 of the water-activated chemical current source. From the terminals 5, electric energy is supplied to the input of the voltage converter 6 and from the terminals 7 of the converter 6 is supplied to consumers of electricity. Hydrogen formed during these reactions fills the upper part of the tank 1 of a water-activated chemical current source, forming a gas cushion 8, from which it enters the hydrogen exit line 9. The hydrogen pressure is controlled by a pressure sensor 10. Through an adjustable valve 11 for the release of hydrogen, hydrogen enters the moisture separator 12 from hydrogen and then through a hydrogen pressure reducer 14 to the hydrogen supply line 13 of the ECG 15.
В ЭХГ 15 по магистрали 16 поступает также кислород из блока 17 хранения и подготовки кислорода. В результате реакции между водородом и кислородом в ЭХГ 15 вырабатывается электроэнергия и на электрических выводах 18 ЭХГ 15 появляется напряжение. С выводов 18 электрическая энергия из ЭХГ 15 поступает на вход преобразователя 6 напряжения, в котором происходит суммирование электроэнергии, поступающей из ЭХГ 15 и с выводов 5 водоактивируемого химического источника тока, с электрических выводов 7 преобразователя 6 напряжения электрическая энергия подается потребителям.In the ECG 15 on the line 16 also receives oxygen from the block 17 of the storage and preparation of oxygen. As a result of the reaction between hydrogen and oxygen in the ECG 15, electricity is generated and voltage appears on the electrical terminals 18 of the ECG 15. From the terminals 18, the electric energy from the ECG 15 is fed to the input of the voltage converter 6, in which the electric energy coming from the ECG 15 and from the terminals 5 of the water-activated chemical current source are summed, from the electrical terminals 7 of the voltage converter 6, the electric energy is supplied to consumers.
В ЭХГ 15 в результате реакции соединения водорода и кислорода образуется вода, которая по магистрали 19 стекает в емкость 20 сбора воды. Вода, накопившаяся во влагоотделителе 12 от водорода, также стекает в емкость 20 сбора воды по магистрали 21 сбора воды.In the ECG 15 as a result of the reaction of the combination of hydrogen and oxygen, water is formed, which flows along the line 19 into the water collection tank 20. Water accumulated in the water separator 12 from hydrogen also flows into the water collecting tank 20 along the water collecting line 21.
Для поддержания требуемого уровня электролита в емкости 1 путем восполнения затрат воды, связанных с протеканием электрохимических реакций и с удалением их продуктов, по сигналу датчика уровня 22, поступающему по линии 23 на управляемый клапан 24, вода из емкости 20 подается в магистраль 25 посредством регулируемого насоса 26.To maintain the required level of electrolyte in the tank 1 by replenishing the water costs associated with the flow of electrochemical reactions and removing their products, according to the signal of the level sensor 22 coming through line 23 to the controlled valve 24, water from the tank 20 is supplied to the highway 25 through an adjustable pump 26.
Накапливающиеся в нижней части емкости 1 водоактивируемого химического источника тока твердофазные продукты реакций по магистрали 27 сбора твердофазных продуктов реакций поступают в емкость 28 хранения твердофазных продуктов реакций либо удаляются за борт.The solid-state reaction products that accumulate in the lower part of the tank 1 of the water-activated chemical current source through the line 27 for collecting the solid-phase reaction products enter either the solid-state reaction product storage tank 28 or are removed overboard.
Повышение безопасности предлагаемой ЭУ подводного аппарата достигается за счет исключения из состава реагентов, хранимых на борту ПА, агрессивного химического вещества - концентрированной щелочи и оборудования для осуществления технологических операций с ней.Improving the safety of the proposed EU underwater vehicle is achieved by eliminating from the composition of the reagents stored on board the PA, an aggressive chemical substance - concentrated alkali and equipment for carrying out technological operations with it.
Уменьшение массы заявляемой энергоустановки по сравнению с прототипом связано с тем, что в ее составе содержится меньше аппаратов, емкостей, магистралей, арматуры и контрольно-измерительных приборов, а также обеспечивается более эффективное использование химической энергии реагирующего с водным раствором вещества для получения водорода, т.к. часть химической энергии высвобождается в виде электрической энергии, что позволяет уменьшить мощность и массу ЭХГ и обслуживающих его систем и оборудования.The reduction in mass of the claimed power plant in comparison with the prototype is due to the fact that it contains less apparatus, tanks, highways, fittings and instrumentation, as well as more efficient use of chemical energy of a substance reacting with an aqueous solution to produce hydrogen, t. to. part of the chemical energy is released in the form of electrical energy, which reduces the power and mass of the ECG and its systems and equipment.
Снижение стоимости установки и ее эксплуатации по сравнению с прототипом связано с тем, что из ее состава исключается значительная часть специального технологического оборудования, контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуры, а единственным расходным материалом является растворимый металлический анод, при этом энергия, высвобождающаяся при его окислении, частично преобразуется в полезно используемую электроэнергию.The reduction in the cost of the installation and its operation compared to the prototype is due to the fact that a significant part of special technological equipment, control and measuring and regulating equipment is excluded from its composition, and the only consumable material is a soluble metal anode, while the energy released during its oxidation, partially converted to usable electricity.
Снижение времени готовности к работе заявляемой энергоустановки по сравнению с прототипом связано с тем, что исключаются затраты времени на технологические операции приготовления реагентов из хранимых на борту ПА запасов веществ, их транспортирование и дозированную подачу в реактор для наработки водорода, необходимого для функционирования ЭХГ, а выработка электроэнергии и водорода начинается в водоактивируемом химическом источнике тока одновременно с заполнением его емкости нейтральным водным раствором электролита (или морской водой), что обеспечивает практически мгновенную готовность ЭУ к приему частичной нагрузки и быстрый выход на номинальный режим. Исходные компоненты водоактивируемого химического источника тока (растворимый металлический анод, инертный каталитический катод и нейтральный водный раствор электролита) полностью безопасны и хранятся на борту ПА в готовом для применения виде.The reduction in the time of readiness for operation of the claimed power plant compared with the prototype is due to the fact that time is excluded for the technological operations of preparing reagents from the stockpiles of substances stored on board the PA, their transportation and dosed supply to the reactor to generate hydrogen necessary for the functioning of the ECG, and the generation of electricity and hydrogen begins in a water-activated chemical current source while filling its capacity with a neutral aqueous electrolyte solution (or sea water oh) that provides almost instant readiness to receive EI part-load and fast access to the nominal mode. The initial components of the water-activated chemical current source (soluble metal anode, inert catalytic cathode and neutral aqueous electrolyte solution) are completely safe and stored on board the PA in a ready-to-use form.
Учитывая вышеизложенное, предлагаемая энергетическая установка подводного аппарата является более безопасной, имеет меньшую массу и стоимость, а также меньшее время готовности к работе.Given the above, the proposed power plant of the underwater vehicle is safer, has less weight and cost, as well as less time to get ready for work.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005109218/09A RU2284078C1 (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Submersible vehicle power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005109218/09A RU2284078C1 (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Submersible vehicle power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2284078C1 true RU2284078C1 (en) | 2006-09-20 |
Family
ID=37113967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005109218/09A RU2284078C1 (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Submersible vehicle power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2284078C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2320056C1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербурский государственный морской технический университет" | Underwater apparatus power installation |
| CN110861749A (en) * | 2019-11-14 | 2020-03-06 | 江龙船艇科技股份有限公司 | Ship methanol cabin cabinet structure and using method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4150197A (en) * | 1977-10-17 | 1979-04-17 | Solomon Zaromb | Methods for generating heat and electrical energy from aluminum waste and other inexpensive aluminum products |
| US4198475A (en) * | 1977-10-17 | 1980-04-15 | Reynolds Metals Company | Methods and apparatus for generating heat and electrical energy from aluminum |
| US4218520A (en) * | 1976-07-12 | 1980-08-19 | Solomon Zaromb | Apparatus for generating heat and electrical energy from aluminum waste and other inexpensive aluminum products |
| RU2230401C2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-06-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Submersible-craft power plant |
-
2005
- 2005-03-30 RU RU2005109218/09A patent/RU2284078C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4218520A (en) * | 1976-07-12 | 1980-08-19 | Solomon Zaromb | Apparatus for generating heat and electrical energy from aluminum waste and other inexpensive aluminum products |
| US4150197A (en) * | 1977-10-17 | 1979-04-17 | Solomon Zaromb | Methods for generating heat and electrical energy from aluminum waste and other inexpensive aluminum products |
| US4198475A (en) * | 1977-10-17 | 1980-04-15 | Reynolds Metals Company | Methods and apparatus for generating heat and electrical energy from aluminum |
| RU2230401C2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-06-10 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Submersible-craft power plant |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2320056C1 (en) * | 2006-11-17 | 2008-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербурский государственный морской технический университет" | Underwater apparatus power installation |
| CN110861749A (en) * | 2019-11-14 | 2020-03-06 | 江龙船艇科技股份有限公司 | Ship methanol cabin cabinet structure and using method thereof |
| CN110861749B (en) * | 2019-11-14 | 2023-09-26 | 江龙船艇科技股份有限公司 | Ship methanol tank structure and application method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hasvold et al. | The alkaline aluminium/hydrogen peroxide power source in the Hugin II unmanned underwater vehicle | |
| US6770186B2 (en) | Rechargeable hydrogen-fueled motor vehicle | |
| US4160816A (en) | Process for storing solar energy in the form of an electrochemically generated compound | |
| US9738982B2 (en) | Divided electrochemical cell and low cost high purity hydride gas production process | |
| CN103004000B (en) | Comprise for the production of the sodium chloride electrolysis device of sodium chlorate for the production of with the system of supply of hydrogen and sodium chlorate | |
| Hahn et al. | Sea water magnesium fuel cell power supply | |
| US8951312B2 (en) | Compact, safe and portable hydrogen generation apparatus for hydrogen on-demand applications | |
| JP2003287195A (en) | Hydrogen refueling system and method | |
| US20220344691A1 (en) | Systems for converting and storing energy | |
| JP2020015003A (en) | Ammonia decomposition method and fuel cell system | |
| JP4838952B2 (en) | Hydrogen gas generator and generator | |
| Shevchenko et al. | Study of the influence of operating conditions on high pressure electrolyzer efficiency | |
| RU2284078C1 (en) | Submersible vehicle power plant | |
| CN114976120A (en) | Vehicle-mounted power system of hydrogen and methanol dual-fuel emergency power supply | |
| JP2016132800A (en) | Organic matter production method and organic matter production system | |
| EP1962359A1 (en) | Fuel cell system having hydrogen supply section | |
| JP2019183286A (en) | Organic matter production method and organic matter production system | |
| CN220767185U (en) | Marine water electrolysis hydrogen production equipment and system | |
| JP5383352B2 (en) | Hydrogen oxygen generator and fuel cell system using the same | |
| JP2009224293A (en) | Fuel cell system | |
| US9868496B2 (en) | Drive system for a water vehicle, method for operating a drive system, and water vehicle having the drive system | |
| JP2009091650A (en) | Hydrogen generator and fuel cell power generation system equipped with the same | |
| AU2004237840B2 (en) | Commercial production of hydrogen from water | |
| RU2230401C2 (en) | Submersible-craft power plant | |
| KR101449034B1 (en) | Hydrogen generator using chemical hydrides |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190331 |