RU2230401C2 - Submersible-craft power plant - Google Patents
Submersible-craft power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230401C2 RU2230401C2 RU2002119800/09A RU2002119800A RU2230401C2 RU 2230401 C2 RU2230401 C2 RU 2230401C2 RU 2002119800/09 A RU2002119800/09 A RU 2002119800/09A RU 2002119800 A RU2002119800 A RU 2002119800A RU 2230401 C2 RU2230401 C2 RU 2230401C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- line
- outlet
- water
- inlet
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 70
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 70
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 53
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 49
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 34
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 2
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 1
- 229910001751 gemstone Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish 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).
Известна ЭУ ПА, содержащая подключенный к ЭЭС ЭХГ с водородно-кислородными топливными элементами, блок хранения криогенного кислорода, устройства хранения водорода в интерметаллидных соединениях (ИМС), способные поглощать или выделять газообразный водород (А.Н. Батырев, В.Д. Кошеверов, О.Ю. Лейкин. Корабельные ядерные энергетические установки зарубежных стран, С.-Петербург: Судостроение, стр. 236, 1994).Known EU PA containing the connected to the ECH ECG with hydrogen-oxygen fuel cells, a cryogenic oxygen storage unit, hydrogen storage devices in intermetallic compounds (IMS), capable of absorbing or emitting hydrogen gas (A.N. Batyrev, V.D. Kosheverov, O.Yu. Leikin, Shipborne Nuclear Power Plants of Foreign Countries, St. Petersburg: Shipbuilding, p. 236, 1994).
Недостатками аналога являются большая масса и стоимость ИМС. Процессы поглощения и выделения водорода идут соответственно с выделением или поглощением тепла при определенных температуре и давлении. В случае размещения устройств с ИМС вне прочного корпуса ПА, как это сделано в аналоге, задача обеспечения необходимого теплового режима с помощью теплоносителя существенно осложняется зависимостью температуры ИМС от температуры забортной воды.The disadvantages of the analogue are the large mass and cost of the integrated circuit. The processes of absorption and evolution of hydrogen proceed, respectively, with the evolution or absorption of heat at a certain temperature and pressure. In the case of placing devices with ICs outside the durable PA case, as was done in the analogue, the task of providing the necessary thermal regime with the help of a coolant is significantly complicated by the dependence of the temperature of the IC on the temperature of the sea water.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой ЭУ является ЭУ ПА, содержащая подключенный к ЭЭС ЭХГ с водородно-кислородными топливными элементами и блоки хранения криогенных водорода и кислорода, размещенные вне прочного корпуса ПА (А.А. Постнов. Опытная подводная лодка проекта 613 Э с электрохимическими генераторами, Судостроение, 1998, №2, стр. 28).The closest in technical essence to the proposed EU is the EA EA containing the ECG connected to the electric power station with hydrogen-oxygen fuel cells and cryogenic hydrogen and oxygen storage units located outside the PA solid hull (A.A. Postnov. Experimental submarine of project 613 electric power station with electrochemical generators, Shipbuilding, 1998, No. 2, p. 28).
Недостатками известной установки являются: потери при перевозке криогенного водорода на большие расстояния, перерасход водорода при заправке криогенного блока хранения. В процессе длительного хранения имеют место потери криогенного водорода и возникает необходимость непроизводительного удаления газообразного водорода.The disadvantages of the known installation are: losses during transportation of cryogenic hydrogen over long distances, excessive consumption of hydrogen when filling the cryogenic storage unit. During long-term storage, cryogenic hydrogen is lost and the need arises for the unproductive removal of hydrogen gas.
Ограниченное время хранения 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.The limited hydrogen storage time reduces the operational readiness of the PA. 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.
Задачами предлагаемого изобретения являются: снижение стоимости установки, увеличение пожаровзрывобезопасности, уменьшение времени готовности к работе энергоустановки.The objectives of the invention are: reducing the cost of the installation, increasing fire and explosion safety, reducing the time of readiness for operation of the power plant.
Техническим результатом использования изобретения является исключение необходимости создавать сложные дорогостоящие системы термостатирования жидкого криогенного водорода, необходимости длительного хранения и исключение несанкционированных утечек газообразного водорода с целью обеспечения пожаровзрывобезопасности, уменьшения времени подготовки к работе энергоустановки за счет уменьшения цикла выработки водорода в виде потребляемого компонента для ЭХГ.The technical result of the use of the invention is the elimination of the need to create complex, expensive thermostating systems of liquid cryogenic hydrogen, the need for long-term storage and the elimination of unauthorized leaks of hydrogen gas in order to ensure fire and explosion safety, reduce the preparation time for the operation of the power plant by reducing the cycle of hydrogen production in the form of a consumed component for ECG.
Эти задачи решаются за счет того, что в энергетическую установку подводного аппарата, содержащую электрохимический генератор с магистралью питания кислородом, соединенной с блоком хранения кислорода, с магистралью питания водородом, с магистралью слива воды, соединенной с емкостью сбора воды, введены: емкость хранения алюминия с газовой подушкой и реактор, установленный в нижней части емкости, блок смешивания и подачи щелочного раствора, емкость хранения концентрированной щелочи со штуцерами входа и выхода, магистраль выхода водорода, связанная с газовой подушкой емкости хранения алюминия и магистралью питания водорода, магистраль подачи щелочного раствора, связанная с входом в реактор и выходом из блока смешивания и подачи щелочного раствора, магистраль выхода продуктов реакции, связанная с выходом из реактора и штуцером входа в емкость хранения концентрированной щелочи, магистраль подачи концентрированной щелочи, связанная со штуцером выхода из емкости хранения концентрированной щелочи и входом в блок смешивания и подачи щелочного раствора, магистраль подачи воды, связанная с выходом из емкости сбора воды и вторым входом в блок смешивания и подачи щелочного раствора, при этом в магистрали выхода водорода последовательно установлены: датчик давления водорода, регулируемый клапан выдачи водорода, влагоотделитель от водорода и редуктор давления водорода; в магистрали подачи щелочного раствора последовательно установлены: датчик концентрации щелочного раствора и управляемый клапан подачи щелочного раствора; в магистрали выхода продуктов реакции последовательно установлены: управляемый клапан выхода продуктов реакции, теплообменник охлаждения продуктов реакции, управляемый клапан входа продуктов реакции; в магистрали подачи воды последовательно установлены: регулируемый насос и управляемый клапан подачи воды; в магистрали подачи концентрированной щелочи последовательно установлены: управляемый клапан подачи концентрированной щелочи и датчик концентрации концентрированной щелочи; а влагоотделитель от водорода соединен магистралью сбора воды со вторым входом емкости сбора воды.These problems are solved due to the fact that the following are introduced into the power unit of the underwater vehicle, which contains an electrochemical generator with an oxygen supply line connected to an oxygen storage unit, a hydrogen supply line, and a water drain line connected to a water collection tank: a gas pad and a reactor installed in the lower part of the tank, an alkaline solution mixing and supply unit, a concentrated alkali storage tank with inlet and outlet fittings, a hydrogen outlet line, associated with the gas cushion of the aluminum storage tank and the hydrogen supply line, alkaline solution supply line, connected to the reactor inlet and outlet of the alkaline solution mixing and supply unit, the reaction product exit line associated with the outlet of the reactor and the inlet to the concentrated alkali storage tank , the concentrated alkali supply line connected to the outlet fitting from the concentrated alkali storage tank and the inlet to the alkaline solution mixing and supply unit, the supply line to s connected to the outlet of the water collecting container and a second input of the mixing unit and the supply of alkaline solution, wherein the hydrogen in the line output successively established: hydrogen pressure sensor, regulating valve hydrogen dispensing dehumidifier of hydrogen and hydrogen pressure reducer; in the line for supplying an alkaline solution, the following are sequentially installed: an alkaline solution concentration sensor and a controlled valve for supplying an alkaline solution; The following are successively installed in the reaction product outlet line: a controlled reaction product outlet valve, a reaction product cooling heat exchanger, a controlled reaction product inlet valve; The following are installed in series in the water supply line: an adjustable pump and a controlled water supply valve; The following are successively installed in the concentrated alkali supply line: a controlled concentrated alkali supply valve and a concentrated alkali concentration sensor; and a hydrogen separator is connected by a water collection line to a second inlet of the water collection tank.
Сущность изобретения представлена на чертеже, отображающем схему энергетической установки подводного аппарата, гдеThe invention is presented in the drawing, showing the diagram of the power plant of the underwater vehicle, where
1 - электрохимический генератор (ЭХГ),1 - electrochemical generator (ECG),
2 - магистраль питания кислородом ЭХГ,2 - line supply of oxygen ECG,
3 - блок хранения кислорода,3 - oxygen storage unit,
4 - магистраль слива воды,4 - line drain water
5 - емкость сбора воды,5 - water collection capacity,
6 - регулируемый насос,6 - adjustable pump,
7 - управляемый клапан подачи воды,7 - controlled water supply valve,
8 - магистраль подачи воды,8 - water supply line,
9 - блок смешивания и подачи щелочного раствора,9 - block mixing and supplying an alkaline solution,
10 - магистраль подачи концентрированной щелочи,10 - line supply of concentrated alkali,
11 - емкость хранения концентрированной щелочи,11 - storage capacity of concentrated alkali,
12 - штуцер выхода из емкости хранения концентрированной щелочи,12 - fitting outlet from the storage tank of concentrated alkali,
13 - управляемый клапан подачи концентрированной щелочи,13 - controlled valve supply of concentrated alkali,
14 - датчик концентрации концентрированной щелочи,14 - sensor concentration of alkali,
15 - датчик концентрации щелочного раствора,15 - sensor concentration of alkaline solution,
16 - управляемый клапан щелочного раствора,16 - controlled valve alkaline solution,
17 - магистраль подачи щелочного раствора,17 - line supply alkaline solution,
18 - реактор,18 - reactor
19 - емкость хранения алюминия,19 - storage capacity of aluminum,
20 - газовая подушка,20 - gas cushion,
21 - датчик давления водорода,21 - hydrogen pressure sensor,
22 - магистраль выхода водорода,22 - a line of hydrogen output,
23 - регулируемый клапан выдачи водорода,23 - adjustable valve for the release of hydrogen,
24 - влагоотделитель от водорода,24 - a water separator from hydrogen,
25 - редуктор давления водорода,25 is a pressure reducer of hydrogen,
26 - магистраль питания водородом ЭХГ,26 - line supply of hydrogen ECG,
27 - магистраль сбора воды,27 - highway water collection,
28 - магистраль выхода продуктов реакции,28 - line output of reaction products,
29 - управляемый клапан выхода продуктов реакции,29 - controlled valve output of the reaction products,
30 - теплообменник охлаждения продуктов реакции,30 - heat exchanger cooling the reaction products,
31 - управляемый клапан входа продуктов реакции,31 - controlled valve inlet of the reaction products,
32 - штуцер входа в емкость хранения концентрированной щелочи.32 - fitting entry into the storage tank of concentrated alkali.
ЭХГ 1 магистралью питания кислородом ЭХГ 2 сообщен с блоком хранения кислорода 3. Газовая подушка 20 емкости хранения алюминия 19 связана магистралью выхода водорода 22 с магистралью питания водородом ЭХГ 26. На магистрали выхода водорода последовательно установлены датчик давления водорода 21, регулируемый клапан выдачи водорода 23, влагоотделитель от водорода 24, редуктор давления водорода 25.ECG 1 by an oxygen supply line; ECG 2 is connected to an oxygen storage unit 3. The gas pad 20 of the aluminum storage tank 19 is connected by a hydrogen output line 22 to an ECG hydrogen supply line 26. A hydrogen pressure sensor 21, an adjustable hydrogen release valve 23 are sequentially installed on the hydrogen output line, hydrogen separator 24, hydrogen pressure reducer 25.
Выход ЭХГ 1 с помощью магистрали слива воды 4 сообщен с первым входом емкости сбора воды 5, второй вход которой сообщен с влагоотделителем от водорода 24 магистралью 27.The output of the ECG 1 using the drain line 4 is communicated with the first input of the water collection tank 5, the second input of which is connected to the moisture separator from hydrogen 24 line 27.
Выход из емкости сбора воды 5 сообщен магистралью подачи воды 8 с первым входом блока смешивания и подачи щелочного раствора 9. В магистрали подачи воды 8 последовательно установлены регулируемый насос 6 и управляемый клапан подачи воды 7.The exit from the water collecting tank 5 is communicated by the water supply line 8 with the first input of the mixing and supplying alkaline solution unit 9. In the water supply line 8, an adjustable pump 6 and a controlled water supply valve 7 are sequentially installed.
Второй вход в блок смешивания и подачи щелочного раствора 9 через штуцер выхода из емкости хранения концентрированной щелочи 12 сообщен магистралью подачи концентрированной щелочи 10 с выходом из емкости хранения концентрированной щелочи 11. На магистрали подачи концентрированной щелочи 10 последовательно установлены управляемый клапан подачи концентрированной щелочи 13 и датчик концентрации концентрированной щелочи 14.The second entrance to the mixing and feeding unit of alkaline solution 9 through the outlet fitting from the concentrated alkali storage tank 12 is communicated by the concentrated alkali supply line 10 to the outlet from the concentrated alkali storage tank 11. A concentrated alkali supply valve 13 and a sensor are installed in series on the concentrated alkali supply line 10 concentration of concentrated alkali 14.
Выход из блока смешивания и подачи щелочного раствора 9 связан магистралью подачи щелочного раствора 17 со входом в реактор 18, который установлен в нижней части емкости хранения алюминия 19. На магистрали подачи щелочного раствора 17 последовательно установлены управляемый клапан подачи щелочного раствора 16 и датчик концентрации щелочного раствора 15.The output from the mixing and supply unit of alkaline solution 9 is connected by the line of supply of alkaline solution 17 to the inlet to the reactor 18, which is installed in the lower part of the storage tank of aluminum 19. On the supply line of alkaline solution 17, a controllable valve for supplying alkaline solution 16 and a sensor for concentration of alkaline solution are sequentially installed fifteen.
Выход из реактора 18 связан с емкостью хранения концентрированной щелочи 11 через штуцер входа в емкость хранения концентрированной щелочи 32. На магистрали выхода продукта реакции 28 последовательно установлены управляемый клапан выхода продуктов реакции 29, теплообменник охлаждения продуктов реакции 30 и управляемый клапан входа продуктов реакции 31.The exit from the reactor 18 is connected with the storage tank of concentrated alkali 11 through the inlet to the storage tank of concentrated alkali 32. A controlled valve for the reaction products 29, a heat exchanger for cooling the reaction products 30, and a controlled valve for entering the products of the reaction 31 are sequentially installed on the output line of the reaction product 28.
Энергетическая установка работает следующим образом.The power plant operates as follows.
Для обеспечения работы ЭХГ требуется подвести водород, кислород и отвести образующиеся тепло и воду. Кислород поступает в ЭХГ 1 по магистрали питания кислородом 2 из блока хранения кислорода 3. Вода по магистрали слива воды 4 поступает в емкость сбора воды 5.To ensure the operation of the ECG, it is necessary to supply hydrogen, oxygen and to remove the generated heat and water. Oxygen enters the ECG 1 through the oxygen supply line 2 from the oxygen storage unit 3. Water through the water discharge line 4 enters the water collection tank 5.
Для получения раствора щелочи, необходимого для проведения реакции, вода через регулируемый насос 6 и открытый управляемый клапан подачи воды 7 поступает под большим давлением в магистраль подачи воды 8. По магистрали подачи концентрированной щелочи 10 она поступает в блок смешивания и подачи щелочного раствора 9, где происходит смешивание щелочи высокой концентрации с водой с образованием раствора щелочи, необходимого для реакции, например, 20% концентрации. Через датчик концентрации щелочного раствора 15, открытый управляемый клапан щелочного раствора 16, по магистрали подачи щелочного раствора 17 щелочной раствор поступает в реактор 18. Необходимое количество алюминия поступает в реактор 18 из емкости хранения алюминия 19 по мере его выработки. Образование раствора щелочи, необходимого для проведения реакции, достигается в блоке смешивания и подачи щелочного раствора 9 за счет подачи необходимого количества воды, которое определяется по датчику концентрации концентрированной щелочи 14 и контролируется датчиком концентрации щелочного раствора 15. Водород, образовавшийся в реакторе 18 в результате реакции, подробно описанной в патенте США №4218520, поступает в магистраль питания водородом ЭХГ 26. Давление водорода контролируется датчиком давления 21. Через открытый регулируемый клапан выдачи водорода 23 водород поступает во влагоотделитель от водорода 24 и редуктор давления водорода 25, и далее в ЭХГ 1 по магистрали питания водородом ЭХГ 26.To obtain the alkali solution necessary for the reaction, water through an adjustable pump 6 and an open controlled water supply valve 7 enters under high pressure into the water supply line 8. On the concentrated alkali supply line 10 it enters the mixing and supply unit of alkaline solution 9, where High concentration alkali is mixed with water to form an alkali solution necessary for the reaction, for example, 20% concentration. Through the alkaline solution concentration sensor 15, an open controlled valve of the alkaline solution 16, the alkaline solution enters the reactor 18 through the alkaline solution supply line 17. The necessary amount of aluminum enters the reactor 18 from the aluminum storage tank 19 as it is generated. The formation of an alkali solution necessary for carrying out the reaction is achieved in the mixing and supply unit of the alkaline solution 9 by supplying the necessary amount of water, which is determined by the concentration sensor of concentrated alkali 14 and controlled by the concentration sensor of alkaline solution 15. Hydrogen generated in the reactor 18 as a result of the reaction , described in detail in US Pat. No. 4,218,520, enters the ECG 26 hydrogen supply line. The hydrogen pressure is monitored by pressure sensor 21. Through an open, adjustable valve n issuing hydrogen 23 flows into the hydrogen from the hydrogen dehumidifier 24 and the hydrogen pressure regulator 25, and further in ECH 1 via line 26, hydrogen supply ECG.
В ЭХГ 1 в результате реакции соединения водорода, поступающего по магистрали 26, и кислорода, поступающего по магистрали 2, образуется вода, которая по магистрали 4 стекает в емкость сбора воды 5. Вода, накопившаяся во влагоотделителе от водорода 24, также стекает в емкость сбора воды 5 по магистрали сбора воды 27.In ECG 1, as a result of the reaction of the combination of hydrogen entering through line 26 and oxygen entering through line 2, water is formed, which flows through line 4 to the water collecting tank 5. Water accumulated in the moisture separator from hydrogen 24 also flows to the collecting tank water 5 along the water collection line 27.
Продукты реакции, образовавшиеся в реакторе 18, по магистрали выхода продуктов реакции 28, через открытый управляемый клапан выхода продуктов реакции 29, теплообменник охлаждения продуктов реакции 30, открытый управляемый клапан входа продуктов реакции 31 и штуцер входа 32 поступают в емкость хранения концентрированной щелочи 11, вытесняя концентрированную щелочь через штуцер выхода из емкости хранения концентрированной щелочи 12 в магистраль подачи концентрированной щелочи 10.The reaction products formed in the reactor 18, along the reaction product exit line 28, through the open controlled product outlet valve 29, the reaction product cooling heat exchanger 30, the open controlled product inlet valve 31 and the inlet fitting 32 enter the concentrated alkali storage tank 11, displacing concentrated alkali through the outlet fitting from the storage tank of concentrated alkali 12 into the concentrated alkali supply line 10.
Образующееся в ЭХГ 1 тепло отводится и утилизируется (на чертеже не показано).The heat generated in the ECG 1 is removed and disposed of (not shown in the drawing).
Снижение времени готовности к работе заявляемой энергоустановки по сравнению с прототипом связано с тем, что заправка необходимыми продуктами реакции для получения водорода (гранулированным алюминием и концентрированной щелочью), а также слив продуктов реакции требуют значительно меньше времени по сравнению с заправкой жидким водородом. Это связано с тем, что при заправке жидким водородом необходимо длительное полоскание емкостей сначала азотом для удаления воздуха, затем водородом. После этого требуется длительное захолаживание. Все это связано с дополнительными расходами компонентов и времени готовности к работе. Работы с жидким водородом связаны с повышенными требованиями пожаровзрывобезопасности.The reduction in the readiness for operation of the claimed power plant in comparison with the prototype is due to the fact that refueling with the necessary reaction products to produce hydrogen (granular aluminum and concentrated alkali), as well as draining the reaction products require significantly less time compared to refueling with liquid hydrogen. This is due to the fact that when refueling with liquid hydrogen, it is necessary to rinse the containers for a long time, first with nitrogen to remove air, then with hydrogen. After this, prolonged cooling is required. All this is associated with additional costs of components and readiness for work. Work with liquid hydrogen is associated with increased fire and explosion safety requirements.
Исходные компоненты для получения водорода не являются пожаровзрывоопасными и подлежат безопасному длительному хранению.The starting components for the production of hydrogen are not fire and explosion hazardous and must be stored safely for a long time.
Снижение стоимости установки связано с тем, что продукт реакции 2AlNaO2 является ценным промышленным сырьем. Гидроксид алюминия обладает и самостоятельной коммерческой ценностью: он необходим при производстве пластмасс и кабелей, лаков, красок, стекол, коагулянтов для очистки воды, бумаги, синтетических ковров и линолеумов. Его используют в радиотехнической и фармацевтической промышленности, при производстве всякого рода адсорбентов и катализаторов, при изготовлении косметики и даже ювелирных изделий. Очень многие искусственные драгоценные камни - рубины, сапфиры, александриты выращиваются на основе оксида алюминия (корунда) с незначительными примесями хрома, титана или берилия соответственно. Это значительно снижает стоимость эксплуатации энергоустановки.The reduction in installation costs is due to the fact that the reaction product 2AlNaO 2 is a valuable industrial raw material. Aluminum hydroxide also has an independent commercial value: it is necessary in the production of plastics and cables, varnishes, paints, glasses, coagulants for the treatment of water, paper, synthetic carpets and linoleums. It is used in the radio engineering and pharmaceutical industries, in the production of all kinds of adsorbents and catalysts, in the manufacture of cosmetics and even jewelry. A lot of artificial gemstones - rubies, sapphires, alexandrites are grown on the basis of aluminum oxide (corundum) with minor impurities of chromium, titanium or beryllium, respectively. This significantly reduces the cost of operating a power plant.
Учитывая вышеизложенное, изобретение позволяет получить водород для работы энергоустановки более надежным, дешевым и пожаровзрывобезопасным способом, что значительно снизит стоимость эксплуатации энергоустановки, увеличит пожаровзрывобезопасность и уменьшит время готовности к работе энергоустановки.Given the foregoing, the invention allows to obtain hydrogen for the operation of a power plant in a more reliable, cheap and fire and explosion safe manner, which will significantly reduce the cost of operating a power plant, increase fire and explosion safety and reduce the time it takes for a power plant to work.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119800/09A RU2230401C2 (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Submersible-craft power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002119800/09A RU2230401C2 (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Submersible-craft power plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002119800A RU2002119800A (en) | 2004-02-10 |
| RU2230401C2 true RU2230401C2 (en) | 2004-06-10 |
Family
ID=32845870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002119800/09A RU2230401C2 (en) | 2002-07-22 | 2002-07-22 | Submersible-craft power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230401C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2284078C1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Submersible vehicle power plant |
| RU2364991C1 (en) * | 2005-05-25 | 2009-08-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Fuel cell system |
| RU2621300C1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-06-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Power plant |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2322731C2 (en) * | 2005-10-18 | 2008-04-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" | Electrochemical generator and its operating process |
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 |
| RU2165388C1 (en) * | 2000-07-04 | 2001-04-20 | Закрытое акционерное общество "ФИРМА РИКОМ" | Method of preparing hydrogen |
-
2002
- 2002-07-22 RU RU2002119800/09A patent/RU2230401C2/en active
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 |
| RU2165388C1 (en) * | 2000-07-04 | 2001-04-20 | Закрытое акционерное общество "ФИРМА РИКОМ" | Method of preparing hydrogen |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2284078C1 (en) * | 2005-03-30 | 2006-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" | Submersible vehicle power plant |
| RU2364991C1 (en) * | 2005-05-25 | 2009-08-20 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Fuel cell system |
| RU2621300C1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-06-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Power plant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002119800A (en) | 2004-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8747648B2 (en) | Method and device for treating liquids, using an electrolytic stage | |
| CA2750720C (en) | Method, device and fuel for hydrogen generation | |
| EP0559816B1 (en) | Application of fuel cells to power generation systems | |
| AU632277B2 (en) | Electrical generating plant | |
| US5958229A (en) | Electrolytic disinfectant system | |
| US3179500A (en) | Hydrogen generation and purification system | |
| CN106660625A (en) | Ballast water treatment system | |
| RU2230401C2 (en) | Submersible-craft power plant | |
| CN107445262A (en) | A kind of hypochlorous acid collection processing system implementing and its processing procedure | |
| EP3831981A1 (en) | Offshore production facility arrangement | |
| WO2012014197A1 (en) | Hydrogen generating system and apparatuses thereof | |
| US3574560A (en) | Device for producing gaseous reactants particularly hydrogen and oxygen for fuel cells | |
| CN112299371A (en) | Hydrogen supply system and hydrogen supply method | |
| JP2024535197A (en) | Hydrogen fuel power system and vessel capable of producing hydrogen instantly | |
| CN222224409U (en) | Marine fuel cell system with power generation and water production functions and boat | |
| KR20190069945A (en) | Treatment system of hydrogen from sea water electrolyzer | |
| WO2012056249A1 (en) | Fluid treatment apparatus | |
| RU2267836C2 (en) | Power plant of underwater apparatus with electro-chemical generator | |
| CN223201677U (en) | Ozone water treatment device | |
| CN212356573U (en) | Ferrous chloride-containing waste liquid treatment device | |
| JP7175227B2 (en) | Methane production system | |
| CN208883795U (en) | A kind of multi-joint journey recycling treatment difficulty decomposition organic hazardous waste system of supercritical water | |
| US20070084718A1 (en) | Apparatus and method for creating a hydrogen network using water treatment facilities | |
| RU2284078C1 (en) | Submersible vehicle power plant | |
| RU2213394C2 (en) | Underwater craft power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HK4A | Changes in a published invention |