《電解系統(tǒng)任務(wù)書》word版

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1、內(nèi)容提要：本文為電解芯體-水氣分離器壽命考核試驗平臺的研制任務(wù)書，明確了該設(shè)備的功能、使用環(huán)境和技術(shù)指標(biāo)等，提出了研制生產(chǎn)過程要求，規(guī)定了驗收要求和質(zhì)量管理規(guī)定等，適用于該設(shè)備的研制。關(guān)鍵詞：電解芯體-水氣分離器壽命考核試驗平臺，研制任務(wù)書軟件文檔修改記錄版本號日期所修改內(nèi)容注記電解芯體-水氣分離器壽命考核試驗平臺研制任務(wù)書1適用范圍本文依據(jù)KJZB26000JB001《空間站電解制氧系統(tǒng)工程樣機II設(shè)計報告》等相關(guān)技術(shù)文件，針對KJZB26100電解芯體組件、KJZB26800電解水氣分離器組件壽命考核試驗的需求明確了電解芯體-水氣分離器壽命考核試驗平臺的主要功能、

2、技術(shù)指標(biāo)、使用環(huán)境等，提出了研制生產(chǎn)過程要求，規(guī)定了驗收要求和質(zhì)量管理規(guī)定，適用于該設(shè)備的研制。2引用文件KJZB2600FB001空間站電解制氧系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)實施方案KJZB26000JB001空間站電解制氧系統(tǒng)工程樣機II設(shè)計報告KJZB26000SB001空間站電解制氧系統(tǒng)工程樣機I研制總結(jié)報告3設(shè)備用途及功能空間站電解芯體組件是空間站電解系統(tǒng)的核心產(chǎn)品，其主要功能為電解水產(chǎn)生氧氣（同時副產(chǎn)氫氣）。該產(chǎn)品繼承TGJZ100電解制氧裝置配套的電解芯體組件的基本技術(shù)方案，采用SPE電解技術(shù)。針對TG-1階段設(shè)計的電解芯體使用壽命不滿足空間站任務(wù)需求的問題（已通過試

3、驗驗證，詳見KZJB26000SB001《空間站電解制氧系統(tǒng)工程樣機I研制總結(jié)報告》），在空間站電解制氧系統(tǒng)工程樣機I研制階段開展技術(shù)攻關(guān)，從電極材料防腐蝕、流場板防腐蝕、大容量電解芯體流場設(shè)計三個方面采取措施延長產(chǎn)品的使用壽命。水氣分離器組件同樣是空間站電解制氧系統(tǒng)的核心產(chǎn)品，其主要功能為將電解產(chǎn)生的氫氣與未反應(yīng)的電解水進行水氣分離。該產(chǎn)品繼承TGJZ100電解制氧裝置配套的水氣分離器組件的基本技術(shù)方案，采用膜式靜態(tài)水氣分離技術(shù)。針對TG-1階段設(shè)計的水氣分離器使用壽命不滿足空間站任務(wù)需求的問題（已通過試驗驗證，詳見KZJB26000SB001《空間站電解制氧系統(tǒng)工

4、程樣機I研制總結(jié)報告》），在空間站電解制氧系統(tǒng)工程樣機I研制階段開展技術(shù)攻關(guān)，從提高膜材料與水接觸的穩(wěn)定性、材料抑菌兩個方面采取措施延長產(chǎn)品的使用壽命。目前上述攻關(guān)已完成材料設(shè)備工藝攻關(guān)和結(jié)構(gòu)設(shè)計攻關(guān)，正在進行攻關(guān)狀態(tài)產(chǎn)品樣機的研制。研制完成后必須對電解芯體和水氣分離器進行壽命考核試驗，通過試驗結(jié)果評估各項攻關(guān)措施的實際效果，合理確定電解芯體和水氣分離器的壽命指標(biāo)。電解芯體-水氣分離器壽命考核試驗平臺的主要用途就是提供電解芯體、水氣分離器壽命考核試驗的運行環(huán)境。設(shè)備應(yīng)具備如下功能：a.提供電解芯體、水氣分離器連續(xù)運行所需的電解水存儲、輸運、循環(huán)以及氣體壓力控制和調(diào)節(jié)的

5、系統(tǒng)回路，該回路在材質(zhì)選用方面應(yīng)盡可能與電解制氧系統(tǒng)實際情況類似并能夠控制系統(tǒng)中雜質(zhì)離子水平，維持循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定；b.能夠采集、控制并記錄系統(tǒng)運行的主要參數(shù)并根據(jù)這些參數(shù)進行簡單的判斷和控制，主要包括壓力、溫度、電導(dǎo)率、氣體濕度等；c.提供電解芯體、循環(huán)泵運行所需的恒流源；d.具備氣體產(chǎn)物（包括氫氣和氧氣）產(chǎn)量、質(zhì)量分析功能，包括流量、純度及濕度等。4使用和貯存環(huán)境a.環(huán)境氣體成分：空氣；b.大氣壓力：常壓；c.環(huán)境溫度：+5~50?C；d.環(huán)境相對濕度：20%~90%（RH）。5設(shè)備工作原理及連接關(guān)系設(shè)備連接關(guān)系見下圖所示。如圖所示，設(shè)備的工作原理為：電解原水在循環(huán)

6、泵的作用下通過水凈化器，凈化后的原水供入電解芯體陰極，部分通過電極組件遷移到陽極。在陰極部分水被電解，電解后的水和氫氣的混合物通過換熱器冷卻后進入水氣分離器，分離后的水返回水箱，繼續(xù)進行循環(huán)。分離后的氫氣通過冷凝水收集器除去液態(tài)水、排氧壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)壓力后排出。電解芯體和循環(huán)泵所需的恒流源分別由60V電解電源和28V直流電源提供；氫氣和氧氣的純度分別通過氧濃度分析儀和氫濃度分析儀進行測試、分析；電解芯體的電壓巡檢參數(shù)（共24路）及系統(tǒng)中的其它壓力、溫度、液位、電導(dǎo)率等參數(shù)通過電壓巡檢與自動運行控制模塊進行采集、變送并依據(jù)這些參數(shù)對系統(tǒng)的自動運行進行控制。6技術(shù)指標(biāo)要求

7、6.1電解水存儲、凈化及循環(huán)部分技術(shù)指標(biāo)6.1.1工作介質(zhì)：高純水、氧氣、氫氣其中：高純水指標(biāo)為電導(dǎo)率不大于5μs/cm、總有機碳不大于0.5ppm；氧氣和氫氣中含有飽和水蒸汽；6.1.2流量：循環(huán)水管路：0~50L/h；氫、水混合物管路：0~50L/h水、0~300L/h氫氣組成的混合物；氧氣管路：0~150L/h氧氣（含有飽和水蒸汽）；氫氣管路：0~300L/h氫氣（含有飽和水蒸汽）。6.1.3壓力要求：0~300kPa；6.1.4水箱容量要求：不少于10L；6.1.5潔凈度要求a.設(shè)備內(nèi)部不允許產(chǎn)生大于40μm剛性粒子及其它多余物；b.裝置內(nèi)使