Relacionado con mi pregunta reciente: ¿ Por qué el tiempo en órbita del transbordador espacial fue limitado?
Me dijeron que un factor limitante para el tiempo en órbita es que los gases criogénicos usados como reactivos por las celdas de combustible del Transbordador se ventilarían cuando no se usaran debido a la acumulación de presión (por el calentamiento). Me dijeron que 1) ser un sistema de circuito cerrado [1] no está relacionado 2) el sistema de enfriamiento [1] de las celdas de combustible no se consideraría en operación normal si hay [poco o] ningún consumo.
P: ¿ Había un mecanismo para ventilar los reactivos de las celdas de combustible en el transbordador?
En caso afirmativo, ¿cuáles eran las condiciones requeridas?
1: vuelo espacial.nasa.gov/shuttle/reference/shutref/orbiter/eps/pwrplants.html
El suministro y distribución de reactivos de potencia (PRSD), también conocidos como tanques criogénicos en el orbitador, tenían válvulas de alivio que alimentaban colectores que ventilaban por la borda, H2 en el lado de estribor, O2 en el puerto, ambos sobre las alas. Esto muestra el lado de estribor.
Aquí hay un dibujo que muestra el alivio por la borda del Manual de Prensa .
La otra respuesta está hablando de las "válvulas de alivio del colector" que permitieron que un colector criogénico aislado y sobrepresurizado volviera a los tanques. No era un tanque o un sistema de alivio de presión al agua.
Las válvulas de alivio del tanque de H2 se agrietaron a 302 psig, las de O2 a 1005 psig. La presión normal era ~ 250 para H2, 850 para O2.
AFAIK esto nunca sucedió en la historia del programa. EGIL (el puesto de control de vuelo responsable del sistema eléctrico) habría estado en un gran problema. Los tanques PRSD estaban aislados al vacío (sé que suena redundante, pero el Orbiter funcionó en la atmósfera) y el uso normal mantuvo los tanques por debajo de las presiones de ruptura. De hecho, las operaciones normales encendían los calentadores para mantener la presión .
Consulte aquí https://space.stackexchange.com/a/39233/6944 para obtener información sobre tanques criogénicos y operaciones normales
También podría ventilar los reactivos a través de las propias celdas de combustible; esto se denominó "purga". Sin embargo, las válvulas que hicieron eso no fueron operadas a presión, fueron abiertas por la tripulación. Esta purga se realizó de forma rutinaria, en cada vuelo.
Fuente: Diagrama - Libro de datos operativos del transbordador Vol IV, también conocido como Crash Book y notas personales.
Anexo que muestra cómo era un historial de presión normal en los tanques:
Agregué un gráfico que muestra los datos reales de presión del tanque criogénico de STS-88. Se traza la presión en los 5 tanques criogénicos de O2, el gráfico cubre aproximadamente 30 minutos. Al principio, los calentadores de un tanque están en AUTO y los calentadores están ciclando para satisfacer la demanda de celdas de combustible. Cuando la tripulación apagó los calentadores para una prueba, la presión cayó y los 5 tanques cubrieron la demanda. Cuando la tripulación volvió a poner los calentadores en AUTO, el único tanque recogió toda la demanda.
Había válvulas de alivio para los tanques criogénicos:
Los reactivos fluyen desde los paquetes de filtro/válvula de alivio a través de cuatro módulos de válvula de reactivo: dos de hidrógeno (módulos de válvula de hidrógeno 1 y 2) y dos de oxígeno (módulos de oxígeno 1 y 2). Cada módulo de válvula contiene una válvula de retención para cada línea de tanque criogénico para evitar que los reactivos fluyan de un tanque a otro en caso de una fuga en el tanque. Esto evita una pérdida total de reactivos. Los módulos de válvulas de oxígeno también contienen el control ambiental y el sistema de control de presión atmosférica del sistema de soporte vital 1 y el suministro de oxígeno 2. Cada módulo también contiene una válvula colectora y válvulas de reactivo de celda de combustible.
Las válvulas de alivio del múltiple son un dispositivo de seguridad incorporado en caso de que una válvula del múltiple y las válvulas de reactivo de la celda de combustible se cierren debido a un mal funcionamiento. Los reactivos atrapados en las líneas del colector se calentarían por el calor interno del orbitador y se sobrepresurizarían. La válvula de alivio del múltiple se abrirá a 290 psi para hidrógeno y 975 psi para oxígeno para aliviar la presión y permitir que los reactivos atrapados fluyan de regreso a sus tanques.
De https://science.ksc.nasa.gov/shuttle/technology/sts-newsref/sts-eps.html
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Mármol Orgánico