Сборник тезисов докладов

Водород. Технологии. Будущее 

23–24 декабря 2020 г.  

 

 

65 

 

ЭЖЕКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ И РЕЦИРКУЛЯЦИИ РЕАГЕНТОВ В БТЭ 

Д.Н. Шаманов, С.Я. Галушин, П.В. Бахтин 

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет,   

Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, 3, 190121 

E-mail: 

shim@smtu.ru

  

На  протяжении  более  10  лет  научно  исследовательский  сектор  перспективных  энергетических 

установок Санкт-Петербургского морского технического университета (НИС ПЭУ СПбГМТУ) достаточно 

успешно сотрудничает с Филиалом Крыловского центра «ФГУП ЦНИИ СЭТ» в области создания низко-

энергозатратных систем подачи и рециркуляции топлива и окислителя батарей топливных элементов (БТЭ 

с  ТПЭ).  Основная  особенность  этих  систем  -  минимизированное  потребление  электроэнергии  на 

собственные  нужды  вследствие  отсутствия  электрических  побудителей  расхода  (Рис.1).  Основой 

технической  реализации  наших  систем    является  применение  газо-газовых  струйных  аппаратов  – 

эжекторов (СА1-1).  Применение эжекторов позволяет использовать энергию сжатых газов (избыточное 

давление  Р1)  в  системах  хранения  для  обеспечения  рециркуляции  реагентов  (водорода  и  кислорода)  с 

заданной  кратностью  (Кц)  -  без  затрат  вырабатываемой  БТЭ  электроэнергии  [1].  Однако,  струйный 

аппарат,  являясь  нелинейным  элементом  –  усилителем  –  побудителем  расхода  рециркуляции,  вносит 

определенные трудности в процесс регулирования параметров сред [2]. В особенности на динамических 

режимах  нагрузки  БТЭ.  Для  обеспечения  регулирования  параметров  сред,  в  состав  систем  подачи  и 

рециркуляции  реагентов  (кроме  струйных  аппаратов  -  эжекторов)  входит  функциональная  запорно-

регулирующая  арматура  (она  то  и  является  единственным  потребителем  электроэнергии),  а  также 

специальное  теплообменное  оборудование  (АТ1-1,АТ1-2).  Функциональная  запорно-регулирующая 

арматура  в  совокупности  с  измерительными  датчиками  образует  автоматическую  систему  управления 

(АСУ),  работающую  под  управлением  контроллера,  в  соответствии  с  заложенным  в  контроллер 

алгоритмом.  Алгоритм  обеспечивает  несколько  каналов  САР  (систем  автоматического  регулирования), 

основным из которых является канал поддержания требуемой величины давления на входе реакционных 

камер  БТЭ  во  всех  эксплуатационных  режимах.  Кроме  того  АСУ  управляет  процессами 

подачи/отключения  реагента  на  БТЭ  -  в  режимах  замещения  и  пассивации,  процессом  периодической 

продувки  реакционных  камер,  автоматическим  отводом  конденсата,  а  также  обеспечивает  управление 

температурным режимом реагентов и водным режимом БТЭ во всех эксплуатационных режимах нагрузки 

- при заданной величине кратности циркуляции реагентов [3]. Алгоритм  АСУ обеспечивает корректное 

функционирование  арматуры,  как  в  штатных,  так  и  в  аварийных  режимах.  Нами  были  проработаны  и  

испытаны  в  составе  опытных  образцов  энергоустановок,  полнофункциональные  системы  подачи  и 

рециркуляции  реагентов  БТЭ  для  мощностей  БТЭ  от  0,25  до  100кВт  –  в  том  числе  система  подачи  и 

рециркуляции водорода для энергомодуля БТЭ с ТПЭ беспроводного трамвая (ФГУП ЦНИИ СЭТ).   

 

Рис. 1. Упрощенная схема системы подачи и рециркуляции топлива в БТЭ (анод) 

 

жүктеу/скачать 6,55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: