《电解系统任务书》word版

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1、内容提要：本文为电解芯体-水气分离器寿命考核试验平台的研制任务书，明确了该设备的功能、使用环境和技术指标等，提出了研制生产过程要求，规定了验收要求和质量管理规定等，适用于该设备的研制。关键词：电解芯体-水气分离器寿命考核试验平台，研制任务书软件文档修改记录版本号日期所修改内容注记电解芯体-水气分离器寿命考核试验平台研制任务书1适用范围本文依据KJZB26000JB001《空间站电解制氧系统工程样机II设计报告》等相关技术文件，针对KJZB26100电解芯体组件、KJZB26800电解水气分离器组件寿命考核试验的需求明确了电解芯体-水气分离器寿命考核试验平台的主要功能、

2、技术指标、使用环境等，提出了研制生产过程要求，规定了验收要求和质量管理规定，适用于该设备的研制。2引用文件KJZB2600FB001空间站电解制氧系统关键技术攻关实施方案KJZB26000JB001空间站电解制氧系统工程样机II设计报告KJZB26000SB001空间站电解制氧系统工程样机I研制总结报告3设备用途及功能空间站电解芯体组件是空间站电解系统的核心产品，其主要功能为电解水产生氧气（同时副产氢气）。该产品继承TGJZ100电解制氧装置配套的电解芯体组件的基本技术方案，采用SPE电解技术。针对TG-1阶段设计的电解芯体使用寿命不满足空间站任务需求的问题（已通过试

3、验验证，详见KZJB26000SB001《空间站电解制氧系统工程样机I研制总结报告》），在空间站电解制氧系统工程样机I研制阶段开展技术攻关，从电极材料防腐蚀、流场板防腐蚀、大容量电解芯体流场设计三个方面采取措施延长产品的使用寿命。水气分离器组件同样是空间站电解制氧系统的核心产品，其主要功能为将电解产生的氢气与未反应的电解水进行水气分离。该产品继承TGJZ100电解制氧装置配套的水气分离器组件的基本技术方案，采用膜式静态水气分离技术。针对TG-1阶段设计的水气分离器使用寿命不满足空间站任务需求的问题（已通过试验验证，详见KZJB26000SB001《空间站电解制氧系统工

4、程样机I研制总结报告》），在空间站电解制氧系统工程样机I研制阶段开展技术攻关，从提高膜材料与水接触的稳定性、材料抑菌两个方面采取措施延长产品的使用寿命。目前上述攻关已完成材料设备工艺攻关和结构设计攻关，正在进行攻关状态产品样机的研制。研制完成后必须对电解芯体和水气分离器进行寿命考核试验，通过试验结果评估各项攻关措施的实际效果，合理确定电解芯体和水气分离器的寿命指标。电解芯体-水气分离器寿命考核试验平台的主要用途就是提供电解芯体、水气分离器寿命考核试验的运行环境。设备应具备如下功能：a.提供电解芯体、水气分离器连续运行所需的电解水存储、输运、循环以及气体压力控制和调节的

5、系统回路，该回路在材质选用方面应尽可能与电解制氧系统实际情况类似并能够控制系统中杂质离子水平，维持循环水水质稳定；b.能够采集、控制并记录系统运行的主要参数并根据这些参数进行简单的判断和控制，主要包括压力、温度、电导率、气体湿度等；c.提供电解芯体、循环泵运行所需的恒流源；d.具备气体产物（包括氢气和氧气）产量、质量分析功能，包括流量、纯度及湿度等。4使用和贮存环境a.环境气体成分：空气；b.大气压力：常压；c.环境温度：+5~50︒C；d.环境相对湿度：20%~90%（RH）。5设备工作原理及连接关系设备连接关系见下图所示。如图所示，设备的工作原理为：电解原水在循环

6、泵的作用下通过水净化器，净化后的原水供入电解芯体阴极，部分通过电极组件迁移到阳极。在阴极部分水被电解，电解后的水和氢气的混合物通过换热器冷却后进入水气分离器，分离后的水返回水箱，继续进行循环。分离后的氢气通过冷凝水收集器除去液态水、排氧压力调节器调节压力后排出。电解芯体和循环泵所需的恒流源分别由60V电解电源和28V直流电源提供；氢气和氧气的纯度分别通过氧浓度分析仪和氢浓度分析仪进行测试、分析；电解芯体的电压巡检参数（共24路）及系统中的其它压力、温度、液位、电导率等参数通过电压巡检与自动运行控制模块进行采集、变送并依据这些参数对系统的自动运行进行控制。6技术指标要求

7、6.1电解水存储、净化及循环部分技术指标6.1.1工作介质：高纯水、氧气、氢气其中：高纯水指标为电导率不大于5μs/cm、总有机碳不大于0.5ppm；氧气和氢气中含有饱和水蒸汽；6.1.2流量：循环水管路：0~50L/h；氢、水混合物管路：0~50L/h水、0~300L/h氢气组成的混合物；氧气管路：0~150L/h氧气（含有饱和水蒸汽）；氢气管路：0~300L/h氢气（含有饱和水蒸汽）。6.1.3压力要求：0~300kPa；6.1.4水箱容量要求：不少于10L；6.1.5洁净度要求a.设备内部不允许产生大于40μm刚性粒子及其它多余物；b.装置内使