de.wedoany.com-Bericht: Der Brennstoffbereich der russischen staatlichen Atomenergiegesellschaft Rosatom (Verwaltungsgesellschaft ist die TVEL AG) gab bekannt, dass ihre Experten die vollständigen Tests eines Versuchsmusters einer Wasser-Elektrolyseanlage zur Wasserstoffproduktion abgeschlossen haben. Dieser Schritt wird als weiterer Fortschritt Russlands bei der Importsubstitution von Wasserstoffausrüstung angesehen und könnte die Grundlage für die Entwicklung einer Serie hocheffizienter Elektrolyseanlagen zur Wasserstoffproduktion bilden. Diese Serie soll vorrangig die Unternehmen von Rosatom und Einrichtungen des Brennstoff-Energie-Komplexes bedienen, insbesondere zur Deckung des eigenen Prozessbedarfs, wie der Kühlung von Turbogeneratoren in Kraftwerken.
Das Versuchsmuster mit einer Wasserstoffproduktionskapazität von 5 Kubikmetern pro Stunde wurde im Auftrag der Rosenergoatom AG entwickelt und hergestellt. Während der Tests arbeitete die Anlage über 8000 Stunden stabil und konnte auch bei einer Auslastung von bis zu 115 % der Nennlast zuverlässig betrieben werden.
Diese kompakte Elektrolyseanlage zur Wasserstoffproduktion verwendet normales destilliertes Wasser als Ausgangsstoff und erzeugt Wasserstoff mit einer Reinheit von 99,9 % bei einem Ausgangsdruck von bis zu 1,5 MPa. Das System zeichnet sich durch ein hohes dynamisches Ansprechverhalten aus; die Reaktionszeit für eine Erhöhung oder Verringerung der Gasproduktion um 50 % beträgt weniger als 10 Sekunden, was eine flexible Anpassung an unterschiedliche Betriebsbedingungen ermöglicht. Die Daten zeigen, dass der spezifische Energieverbrauch der Elektrolysezellen unter 4,0 kWh pro Kubikmeter Wasserstoff liegt, was dem Niveau vergleichbarer fortschrittlicher ausländischer Produkte entspricht.
Die Technologie wurde von einem Expertenteam in Nowouralsk entwickelt und ist vollständig importsubstituiert. Ihr Kern ist die Wasser-Elektrolyse auf Basis von Anionenaustauschmembranen, die die wesentlichen Vorteile der beiden gängigen industriellen Verfahren vereint: Die Anlage enthält keine flüssige Lauge, verfügt über ein hohes dynamisches Ansprechverhalten und stellt geringe Anforderungen an die Qualität des zugeführten Wassers.
Fjodor Grigorjew, Leiter der Arbeiten zur Entwicklung einer Serie importsubstituierter hocheffizienter Elektrolyseanlagen zur Wasserstoffproduktion bei Rosenergoatom, erklärte: „Ein wichtiger Vorteil dieser Entwicklung ist, dass die Elektrolysezellen von der Fertigung an vollständig aus inländischen Materialien bestehen. Wir sehen ein Anwendungspotenzial für die Ergebnisse der Experten aus Nowouralsk. Elektrolyseanlagen mit einer Wasserstoffproduktionskapazität von 25 bis 30 Kubikmetern pro Stunde sind in russischen Kernkraftwerken und Einrichtungen des Brennstoff-Energie-Komplexes stark nachgefragt. Die vorhandenen Elektrolyseanlagen sind stark veraltet und dringend erneuerungsbedürftig. Dies wird ein vielversprechendes Geschäftsfeld für Rosatom sein.“
Die Tests bestätigten die wichtigsten technischen Parameter des Produkts und führten gleichzeitig zu einer Reihe von Optimierungsvorschlägen für die Konstruktion und das Verfahren, die darauf abzielen, die Herstellungskosten zu senken und die Zuverlässigkeit, Effizienz sowie Bedienfreundlichkeit weiter zu verbessern.
Diese Optimierungen wurden bereits bei der Fertigung eines weiteren Versuchsmusters einer Elektrolyseanlage zur Wasserstoffproduktion umgesetzt. Dieses Muster wurde von Rosatom-Experten zur Sicherstellung des Anlaufbetriebs des Wasserstoff-Testgeländes auf der Insel Sachalin eingesetzt und dem Auftraggeber, der Rosenergoatom AG, für weitere Entwicklungs- und Testzwecke übergeben.
In der Elektrizitätswirtschaft wird Wasserstoff aufgrund seiner hohen Wärmeleitfähigkeit, seines großen Diffusionskoeffizienten und seiner Ungiftigkeit häufig zur Kühlung großer Turbogeneratoren eingesetzt. Die Wasserstoffkühlung ermöglicht es, die beim Betrieb entstehende Wärme durch Zirkulation des Wasserstoffs in den Generatorwicklungen effektiv aufzunehmen und abzuführen, wodurch eine Überhitzung der Anlage verhindert wird. Dies ermöglicht den Betrieb der Generatoren bei höherer Last, steigert die Leistung und verlängert die Lebensdauer bei gleichzeitig geringerem Wartungsaufwand. Diese Lösung kann die Zuverlässigkeit und Effizienz von Kraftwerken, einschließlich Kernkraftwerken und Wärmekraftwerken, verbessern. Die Wasserstoffkühlung gilt als eine der effektivsten Lösungen zur Aufrechterhaltung der optimalen Betriebstemperatur kritischer Anlagen.
