6.2.2. Система охлаждения в ажв

Система охлаждения в АЖВ состоит из системь охлаждения газа (АСО) и из системь раздачи атого газа — азотовоздушной смеси. Система охлаждения газа (АСО) и ее оборудование. В качестве ох-лаждающего агента применяется сжиженньй азот (ГОСТ 9293-74), полученньй из атмосферного воздуха способом глубинного охлаж-дения. Принцип охлаждения газа в вагоне основан на испарении жидкого азота, подаваемого в грузовое помещение, и нагреве ато-го газа от температурь испарения, (- 196 °С) до температурь, уста-новленной в соответствии с режимом перевозки груза. С целью обес-печения равномерного распределения температурь газа в грузовом помещении в АСО предусмотрено специальное устройство (вьсо-конапорньй ажектор), которое смешивает испарившийся азот с цир-кулирующим в вагоне газом (воздухом).

АСО — система расходного типа, рассчитанная на подачу в грузовое помещение жидкого азота до 300 кг/ч при температу­ре 86 К ( -187 °С).

Комплект криогенной системь АСО (рис. 6.5) состоит из двух одинаковьх установок, расположенньх по одному в каждом ма-шинном отделении и работающих независимо друг от друга. В каж-дую установку входит следующее оборудование:

блок расположенньх в 2 атажа цистерн 3 криогенньх транспор-тньх ЦТК-1/0.25. ГОСТ 17518-79Е;

шкаф арматурньй — 1 шт;

теплообменник 5—1 шт;

ажектор 4—1 шт.

Управление работ АСО осуществляется с помощью приборов РТПИ по сигналам: двух пневматических термопреобразователей,

установленньх непосредственно в грузовом помещении. Темпера­тура газа атих термопреобразователей фиксируется самописцем

ТКС-16/5. Знергосилового оборудования АЖВ не имеет; анергоис-точником для всех систем вагона служит анергия сжиженного газа, содержащегося в криогенньх цистернах.

Основнье характеристики цистернь транспортной криогенной цтк - 1/0, 25

Длина 2600 мм Масса азота 900 кг

Ширина 1275 мм Материалоемкость

Вьсота 1430 мм цистернь (отношение

массь оборудования

к массе азота) 1, 18

Масса

собственная 930 кг

Оборудование АСО обеспечивает:

хранение жидкого азота и регулируемую его подачу в грузовое помещение;

охлаждение газа, циркулирующего в грузовом помещении при охлаж-дении и термостатировании (поддержании температурного режима);

напор (перепад давления), обеспечивающий циркуляцию газа в

грузовом помещении;

подпитку системь пневмоавтоматики газообразньм азотом; блокировку подачи жидкого азота в грузовое помещение при от-

крьтьх погрузочньх дверях (аварийнье отключения).

В части воздействия климатических факторов внешней средь при аксплуатации комплект криогенного оборудования АСО соответствует

климатическому исполнению У, категории 2 по ГОСТ 15150-69.

Оборудование, входящее в комплект АСО, должно нормально работать в следующих условиях:

после пребьвания в зоне отрицательньх температур до минус 60 °С;

при относительной влажности окружающего воздуха 98 %; на вьсоте над уровнем моря до 1200 м;

при ударах с ускорением 6д в горизонтальной плоскости в на-правлении движения подвижного состава;

при ударньх нагрузках одиночного действия с ускорением до 8д.

Система охлаждения и раздачи азотовоздушной смеси работает следующим образом.

Жидкий азот из нижней емкости А1 (рис. 6.4) самотеком поступа-ет в испаритель И1, где испаряется и атим создает избьточное давле-ние в контуре наддува верхней емкости А2. Зто давление поддержи-вается на заданном уровне с помощью регулятора давления РД1 (пос­ле превьшения заданного давления РД1 прекращает подачу жидко-го азота в испаритель И1, тем самьм давление в контуре наддува автоматически поддерживается в заданньх пределах). Для подачи азота в систему распределения азота (СРА1, СРА2) в систему пнев­моавтоматики открьвают специальнье вентили ВН3 и ВН5.

Если температура в грузовом помещении, измеряемая датчи­ком температурь пневматического регулятора температурь РТПШ (РТ1), оказьвается вьше заданной установки на приборе РТ1, то исполнительньй механизм РП1 открьт и жидкий азот поступает через распределительньй трубопровод в теплообменник Т1 (в про-тивном случае РП1 закрьт и подачи азота нет). В теплообменнике Т1 жидкий азот испаряется и его парь нагреваются от криогенной температурь испарения -195 °С до температурь примерно - 87 °С. В результате вьсоконапорная струя зтих паров азота поступает в сопло зжектора 31 и с большой скоростью вьходит из сужающейся (конфузорной) части зжектора. Вследствие больших скоростей те-чения газа в конфузоре создается сильное разряжение, из-за чего происходит интенсивное подсасьвание (зжекция) газовой средь из грузового помещения. В.результате происходит интенсивное сме-щение и теплообмен холодньх паров азота и «теплого» зжектируе-мого газа. Указанная смесь через расширяющуюся часть зжектора (диффузор) вьходит в виде вьсоконапорной струи. 3та струя про-дувается вдоль секций теплообменника Т1. В результате охлажда-ющий газ, потеряв часть знергии и нагреваясь, через щели в лож-ном потолке проникает в пространство между боковьми стенами и грузом. Опускаясь вниз (из-за более вьсокой плотности), зтот газ поступает под напольнье решетки и через их продольнье каналь подсасьвается зжектором в область между торцевой перегородкой грузового помещения и щитом. Циркулирующая таким образом азотвоздушная смесь отбирает тепло от груза, охлаждая его, и ком-пенсирует теплопритоки через ограждения кузова. Количество по-лучаемого холода определяется разностью знтальпий жидкого и га-зообразного азота (~ 400 кДж/кг = 0,111 кВт-ч/кг).

Если температура газовой смеси на вьходе грузового помещения оказьвается вьше заданного (установкой на регуляторе температу­рь РТ2) уровня, то клапан исполнительного механизма РП2 открьт и жидкий азот через специальную форсунку поступает в конфузор зжектора 31. 3та дополнительная подача азота способствует более интенсивному охлаждению газовой средь, циркулирующей в ваго­не. Для увеличения подачи жидкого азота через форсунку до макси­мального значения (что необходимо в начале захолаживания груза) используется ручное открьтие специального вентиля ВН6. Процесс охлаждения длится до тех пор, пока исполнительньй механизм РП1 не отключит подачу жидкого азота из емкостей А1 и А2.

Принцип работьі пневмоавтоматики. Подача управляющего газа (газообразного азота) из обеих емкостей азотного обеспечения про­изводится через общий коллектор при помощи ручного вентиля ВН5. Коллектор подводит питающий газообразньй азот к регуля­торам температурь РТ1 и РТ2, а также к пневмотумблером ПТ1, ПТ2 и к пневмокнопкам ВК1, ВК2 системь аварийной блокировки дверей. При положении тумблеров «открьто» азот через специаль-ное включающее реле подается на вход терморегулятора РТ, под-готовив его к работе.

При срабатьвании регуляторов температурь РТ1 и РТ2 управля-ющий газ открьвает клапань исполнительньх механизмов РП1 и РП2 и происходит подача жидкого азота в систему распределения жидкого азота. Если включен любой из предохранительньх пневмотумблеров ПТ1 (или ПТ2) и открьта любая погрузочная дверь, т.е. сработал кон-цевой вьключатель любой из пневмокнопок ВК1 (или ВК2), то кол-лектор будет соединен с атмосферой. При атом специальное дроссель-ное устройство (дюза) ДР1 ограничит расход управляющего газа в систему пневмоавтоматики и давление снизится до величинь, при ко-торой исполнительнье механизмь РП1 и РП2 закроются и прекратят подачу жидкого азота в его распределительную систему.

Устройство, ограничивающее давление азотовоздушной средьі в вагоне АЖВ. По сравнению с изотермическим вагонами машинной системь охлаждения АЖВ с азотной системой охлаждения (АСО) вьгодно отличается отсутствием подвижньх и трущихся конструк-тивньх частей оборудования, что должно обеспечить большую на-дежность аксплуатации. Вьсокая отпускная цена и недостаточнье обьемь производства жидкого азота обусловливают поиски спо-соба его акономного расходования на охлаждение грузов и предох-ранения его от утечек. При впрьске жидкого азота в грузовое по-мещение АЖВ (за счет испарения азота) создается повьшенное дав-ление, уровень которого определяется расходом азота и степенью герметичности кузова.

В зарубежньх конструкциях АЖВ для предотвращения чрезмерно-го повьшения давления предусмотрень специальнье предохранитель-нье клапань газосброса. Так в АЖВ (рис. 6.5) атот клапан расположен на погрузочньх дверях. В АЖВ европейского обьединения «Интерфри-го» клапан газосброса также помещен на дверях. Конструкция клапа-нов основана на принципе преодоления магнитного сцепления уплот-нительньх алементов при превьшении расчетного давления.

64

Для изотермических вагонов при проверке их герметичности (ме­тодом внутреннего наддува воздухом) наблюдается закономерность: Ь = Ь (АР); Ь=соші; п=соші.

где Ь — расход воздуха, подаваемого в вагон для создания

в нем избьточного давления по сравнению с давлением вне вагона:

Отсюда

1/п

АР_ст

_

\^Ьст;

Зто стандартное избьгточное давление (49Па) и соответствующий зтому давлению расход воздуха через ограждения кузова (м³/ч).

По данньм многократньх изменений на рефрижераторньх ваго­нах производства заводов ПО БМЗ и «Дессау» при уплотнении слив-ньх отверстий среднее значения 1/п=1,54; для более герметичньх ва­гонов величина 1/п ближе к 1. Так по результатам проведенньх во ВНИИЖТе и ВНИИВе совместньх испьтаний первого опьтного об-разца рефрижераторного вагона «сзндвич» величина 1/п равна 1,67 при зксплуатационном состоянии вагона, когда Ь_ст = 31,4 м3/ч.

В соответствии с ТУ 24.05.789-88 на АЖВ предполагается обес-печить степень герметичности Ь_ст = 30 м³/ч, что близко к указан-ной вьше величине. Позтому по приведенной формуле при темпе­ратуре і в вагоне получим:

і = +14 °С; Р =1,225 кг/м³; О = 38,7 кг/ч; Ь = 31,6 м³/ч; Р = 49,5 Па;

і = +14 °С; Р =1,27 кг/м³; О = 40 кг/ч; Ь = 31,5 м³/ч; Р = 49,4 Па;

і = +14 °С; Р =1,395 кг/м³; О = 60 кг/ч; Ь = 43 м³/ч; Р = 82,8 Па.

Таким образом, при расходах азота на штатньх режимах избь-точное давление не превьшает 85 Па. Однако при максимальньх расходах (300 кг/ч), предусмотренньх в АЖВ, расчетное давление может составить 1460 Па.

Из опьта известно, что отражающие конструкции кузова вьдер-живают избьгточное давление примерно 120 Па; при более вьсоких давлениях происходит смятие резиновьх уплотнений дверного прое-ма, утечки воздуха и сброс давления. Таким образом, когда расход азота состовляет 60 кг/ч, наличие клапана газосброса в вагоне нео-бязательно. Однако для режимов захолаживания груза при макси­мальньх расходах азота установка талого клапана желательна, т.к. уже при избьточном давлении 300 Па механизм открьвания погру-зочньх дверей испьітьівает значительнье перегрузки.

В связи зтим, клапан газосброса целесообразно отрегулировать

на открьтие при давлениях больше или равно 120 Па (как зто сде-

лано в европейских АЖВ для «Интерфриго»).