액체 수소는 저장 및 운송에 특정 장점이 있습니다. 수소와 비교하여 액체 수소 (LH2)는 밀도가 높고 저장 압력이 더 필요합니다. 그러나 수소는 액체가 되려면 -253 ° C 여야하므로 매우 어렵다는 것을 의미합니다. 극한의 저온 및 가연성 위험은 액체 수소를 위험한 매체로 만듭니다. 이러한 이유로, 관련 응용 프로그램을위한 밸브를 설계 할 때 엄격한 안전 조치와 높은 신뢰성은 타협하지 않는 요구 사항입니다.
Fadila Khelfaoui, Frédéric Blanquet
Velan Valve (Velan)
액체 수소 (LH2)의 적용.
현재, 액체 수소가 사용되어 다양한 특별한 경우에 사용되도록 노력합니다. 항공 우주에서는 로켓 발사 연료로 사용될 수 있으며 트랜스닉 풍동 터널에서 충격파를 생성 할 수도 있습니다. "Big Science"에 의해 뒷받침 된 액체 수소는 초전도 시스템, 입자 가속기 및 핵 융합 장치의 핵심 재료가되었습니다. 지속 가능한 개발에 대한 사람들의 욕구가 증가함에 따라, 액체 수소는 최근 몇 년 동안 점점 더 많은 트럭과 선박에 의해 연료로 사용되었습니다. 위의 응용 시나리오에서 밸브의 중요성은 매우 분명합니다. 밸브의 안전하고 신뢰할 수있는 작동은 액체 수소 공급망 생태계 (생산, 운송, 저장 및 유통)의 필수 부분입니다. 액체 수소와 관련된 작업은 도전적입니다. Velan은 -272 ° C까지 고성능 밸브 분야에서 30 년이 넘는 실질적인 경험과 전문 지식을 통해 오랫동안 다양한 혁신적인 프로젝트에 참여해 왔으며, 강도로 액체 수소 서비스의 기술적 과제를 획득 한 것은 분명합니다.
설계 단계에서 도전
압력, 온도 및 수소 농도는 모두 밸브 설계 위험 평가에서 검사 된 주요 요인입니다. 밸브 성능을 최적화하기 위해 설계 및 재료 선택이 결정적인 역할을합니다. 액체 수소 응용에 사용되는 밸브는 금속에 대한 수소의 부작용을 포함하여 추가적인 도전에 직면 해 있습니다. 매우 낮은 온도에서, 판막 재료는 수소 분자의 공격을 견뎌야 할뿐만 아니라 (일부 관련 악화 메커니즘 중 일부는 여전히 학계에서 논의되어 있음) 수명주기 동안 오랫동안 정상적인 작동을 유지해야합니다. 현재 기술 개발 수준의 관점에서, 업계는 수소 응용 분야에서 비금속 물질의 적용 가능성에 대한 지식이 제한되어 있습니다. 밀봉 재료를 선택할 때는이 요소를 고려해야합니다. 효과적인 봉인은 또한 주요 설계 성능 기준입니다. 액체 수소와 주변 온도 (실온) 사이에는 거의 300 ° C의 온도 차이가있어 온도 구배가 발생합니다. 밸브의 각 구성 요소는 다른 정도의 열 팽창 및 수축을 겪습니다. 이 불일치는 임계 밀봉 표면의 위험한 누출로 이어질 수 있습니다. 밸브 스템의 밀봉 견고성도 설계의 초점입니다. 냉에서 뜨거운 것으로 전환하면 열 흐름이 발생합니다. 보닛 캐비티 영역의 뜨거운 부분이 얼어 붙어 줄기 밀봉 성능을 방해하고 밸브 작동성에 영향을 줄 수 있습니다. 또한 -253 ° C의 매우 낮은 온도는 밸브 가이 온도에서 액체 수소를 유지하면서 끓음으로 인한 손실을 최소화 할 수 있도록 최상의 절연 기술이 필요하다는 것을 의미합니다. 액체 수소로 열이 전달되는 한 증발하고 누출됩니다. 뿐만 아니라, 산소 축합은 단열재의 파손 지점에서 발생합니다. 산소가 수소 또는 다른 가연성과 접촉하면 화재의 위험이 증가합니다. 따라서 밸브가 직면 할 수있는 화재 위험을 고려할 때 밸브는 폭발 방지 재료를 염두에두고 가장 엄격한 인증으로 내화성 액츄에이터, 계측 및 케이블을 고정해야합니다. 이렇게하면 화재가 발생할 때 밸브가 제대로 작동하도록합니다. 압력 증가는 또한 밸브를 작동 할 수없는 잠재적 위험입니다. 액체 수소가 밸브 본체의 공동에 갇히고 열 전달 및 액체 수소 증발이 동시에 발생하면 압력이 증가합니다. 큰 압력 차이가 있으면 캐비테이션 (캐비테이션)/노이즈가 발생합니다. 이러한 현상은 밸브의 서비스 수명의 조기 끝으로 이어질 수 있으며 공정 결함으로 인해 큰 손실을 입을 수도 있습니다. 특정 작동 조건에 관계없이, 위의 요소를 완전히 고려할 수 있고 설계 프로세스에서 해당 대응책을 수행 할 수 있다면 밸브의 안전하고 안정적인 작동을 보장 할 수 있습니다. 또한 도망자 누출과 같은 환경 문제와 관련된 설계 문제가 있습니다. 수소는 독특합니다 : 소분자, 무색, 무취 및 폭발성. 이러한 특성은 제로 누출의 절대 필요성을 결정합니다.
노스 라스 베이거스 서해안 수소 액화 스테이션에서,
Wieland 밸브 엔지니어는 기술 서비스를 제공하고 있습니다
밸브 솔루션
특정 기능 및 유형에 관계없이 모든 액체 수소 응용 분야의 밸브는 몇 가지 일반적인 요구 사항을 충족해야합니다. 이러한 요구 사항에는 다음이 포함됩니다 : 구조적 부분의 재료는 구조적 무결성이 매우 저온에서 유지되도록해야합니다. 모든 재료에는 자연 화재 안전 특성이 있어야합니다. 같은 이유로, 액체 수소 밸브의 밀봉 요소와 포장도 위에서 언급 한 기본 요구 사항을 충족해야합니다. 오스테 나이트 스테인레스 스틸은 액체 수소 밸브에 이상적인 재료입니다. 충격 강도가 우수하고 최소 열 손실을 가지며 큰 온도 그라디언트를 견딜 수 있습니다. 액체 수소 조건에도 적합하지만 특정 공정 조건으로 제한되는 다른 재료가 있습니다. 재료 선택 외에도 밸브 스템 확장 및 공기 기둥을 사용하여 밀봉 포장을 극한의 저온으로부터 보호하는 등 일부 설계 세부 사항을 간과해서는 안됩니다. 또한, 밸브 스템의 확장에는 응축을 피하기 위해 절연 링이 장착 될 수 있습니다. 특정 응용 조건에 따라 밸브를 설계하면 다양한 기술 문제에 대한보다 합리적인 솔루션을 제공 할 수 있습니다. Vellan은 두 가지 디자인의 이중 편심 및 트리플 편심 한 금속 시트 나비 밸브의 두 가지 디자인으로 나비 밸브를 제공합니다. 두 설계 모두 양방향 흐름 기능이 있습니다. 디스크 모양과 회전 궤적을 설계함으로써 단단한 씰이 달성 될 수 있습니다. 잔류 매체가없는 밸브 본체에는 공동이 없습니다. Velan Double 편심 나비 밸브의 경우 독특한 Velflex 밀봉 시스템과 결합 된 디스크 편심 회전 설계를 채택하여 우수한 밸브 밀봉 성능을 달성합니다. 이 특허받은 설계는 밸브의 큰 온도 변동을 견딜 수 있습니다. Torqseal Triple 편심 디스크에는 특별히 설계된 회전 궤적이있어 디스크 밀봉 표면이 닫힌 밸브 위치에 도달하는 순간에만 좌석에 닿아 스크래치하지 않도록합니다. 따라서, 밸브의 닫는 토크는 디스크를 구동하여 호환 좌석을 달성하고 닫힌 밸브 위치에서 충분한 웨지 효과를 생성하면서 디스크가 시트 밀봉 표면의 전체 둘레와 균등하게 접촉 할 수 있습니다. 밸브 시트를 준수하면 밸브 본체와 디스크가 "자체 조정"기능을 가질 수 있으므로 온도 변동 중에 디스크의 압류를 피할 수 있습니다. 강화 된 스테인레스 스틸 밸브 샤프트는 높은 작동주기가 가능하며 매우 낮은 온도에서 부드럽게 작동합니다. Velflex Double 편심 디자인을 통해 밸브는 온라인으로 빠르고 쉽게 서비스 할 수 있습니다. 측면 하우징 덕분에 시트와 디스크는 액추에이터 또는 특수 도구를 분해 할 필요없이 직접 검사하거나 서비스 할 수 있습니다.
Tianjin Tanggu Water-Seal Valve Co., Ltd탄력성 좌석을 포함하여 고급 기술 탄력성 좌석 밸브를 지원하고 있습니다.웨이퍼 나비 밸브, 러그 나비 밸브, 이중 플랜지 동심 나비 밸브, 이중 플랜지 편심 나비 밸브,Y 트레이너, 밸런싱 밸브,웨이퍼 듀얼 플레이트 체크 밸브, 등.
후 시간 : 8 월 11-2023 년
