航天101所研制的我国首套自主知识产权氢液化系统调试成功

中国航天科技集团有限公司六院101所研制的我国首套自主知识产权的基于氦膨胀制冷循环的氢液化系统,于2021年9月9日16:18分在航天101所调试成功,产出液氢,仲氢含量97.4%。该套系统研制历时400多天,包括透平膨胀机、控制系统、压缩机、正仲氢转化器等核心设备在内的90%以上的设备完全采用国产,填补了我国自主知识产权的液氢规模化生产方面的空白,不仅在保障运载火箭燃料供给方面有重要的战略意义,同时为我国氢能产业氢的规模化储、运提供了自主可控的技术和装备基础,具有里程碑式意义。

目前,该系统已按计划顺利完成自动停机复温程序,累计连续稳定生产液氢35个小时,生产液氢35.55m³,额定工况透平膨胀机效率达80%,完成了变工况和自动调节考核,设计液氢产量为1.7吨/天,实测满负荷工况产量为2.3吨/天。

调试期间,航天六院院长王万军及院办公室、综合规划部、经营管理部等部门领导和我所所长王成刚、党委书记李亚裕、科技委主任曲胜、常务副所长杨思锋等领导现场指导,我所氢能业务首席专家刘玉涛也在现场给予技术指导。

航天101所研制的我国首套自主知识产权氢液化系统调试成功

航天101所氢液化团队历时400多个日夜,基于航天在液氢领域60年的运行维护使用方面的技术和装备基础,经过几十次的讨论、修正、验证,逐一攻克并验证了高效紧凑型中等规模氢液化冷箱结构设计与集成、高效正仲氢转化、先进的自动控制逻辑和控制系统开发集成、核心设备高速旋转机械透平膨胀机设计研制、真空复杂环境下抗干扰精密温度测量采集、高精度仲氢分析化验关键装备的设计研制、液氢自动转注以及氢液化系统变工况自动调节与故障报警自动安全防护等多项关键技术。期间得到了北京市、集团公司、六院和浙能集团的大力支持,与国内相关单位集智攻关,尤其是透平膨胀机等核心设备的设计与研制得到了国内相关企业和高校的全力支持。航天人的使命担当、拼搏与坚守加上合作单位的鼎力配合和付出,与众多一线奋斗者的心血、汗水交织在一起,在零下253℃那一刻停下,凝结成了液氢。这份荣耀,不止属于101所,不止属于中国航天,也属于所有关心我国深低温液化技术发展和为氢液化装备国产化进程付出努力的所有人。

航天101所已基本完成我国商用市场两个氢液化系统集成建设项目,也是目前我国商用市场仅有的两个已调试成功的氢液化系统项目。依托液氢的制备、储存、运输、供给等核心技术,航天101所围绕氢能基础设施领域,还开发了航天科技集团首套标准化模块式加氢站,研制建设了我国首座液态储氢加氢站,研制开发了我国首套重型车辆用车载液氢供气系统,建立了我国首个氢液化透平膨胀机测试平台,建成了我国第一个70MPa高压储氢气瓶检测平台,完成国内首例车载液氢瓶火烧和爆破试验,为氢能产业的发展提供了强有力的支撑。

近两年101所累计争取科技部、北京市等各类氢能课题10余项,累计获得氢能领域相关课题经费和商务合同3亿元。尤其是2019年,101所首次作为牵头单位,成功申请了科技部国家重点研发计划5.5项目,彰显了航天101所强大的技术优势和预期产业发展优势。

航天101所将认真贯彻落实习近平总书记在科学家座谈会上关于“我们必须走出适合国情的创新路子,特别是要把原始创新能力提升摆在更加突出的位置,努力实现更多‘从0到1’的突破”的讲话精神,秉承科技强国的理念,“不忘航天报国初心,牢记航天强国使命”,做好“从0到1”基础研究和原始创新的同时,做好“从1到100”的应用研究,为我国“碳达峰”、“碳中和”以及早日实现中华民族伟大复兴的目标做出应有的贡献。

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