氫能源船舶泄漏擴(kuò)散危險研究的國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述1氫能源船舶發(fā)展現(xiàn)狀世界上第一艘氫動力船可以追溯到2000年，在德國萊比錫市進(jìn)行試航的Hydra輪船，其內(nèi)部采用了堿性燃料電池(AFC)作為動力驅(qū)動，氫氣儲氫系統(tǒng)使用了32m3的儲氫罐。圖2Hydra輪船F(xiàn)igure2Hydraship2008歐盟開展氫能源船舶項目,命名為ZeroEmissionsShips同年8月德國Alster-TouristikGmbH研發(fā)名為FCSAlsterwasser客船。該船長度約為25米寬度約為5米吃水深度約1米，船內(nèi)使用350bar的壓力罐最高可存儲50kg氣態(tài)氫，可供運營2-3天，并且得到了德國的勞氏船級社的認(rèn)證,功率達(dá)到了100kW最高航行速度可以達(dá)到14km/h[13]。圖3FCSAlsterwasser客船F(xiàn)igure3FcsAlsterwasserpassengership2017年法國建造了一搜長30m中20噸的觀光船名為EnergyObserver，采用PEM燃料電池系統(tǒng)，功率達(dá)到了22kW。2019年挪威啟動FreeCO2ast項目，由Havyard公司跟進(jìn)，目前已經(jīng)開發(fā)出了3.2MW的船用PEM燃料電池系統(tǒng)。國內(nèi)的氫能源船舶從21世紀(jì)初期才開始發(fā)展，起步較晚，發(fā)展相對落后，目前僅有兩個案例：北京世紀(jì)富原科技公司開發(fā)的富原1號燃料電池游艇，航行速度為7km/h。富原1號也是我國獨立自主研發(fā)的第一艘氫能源船舶；上海海事大學(xué)研制的天翔一號快艇，全船長約4.7m寬1.7米，內(nèi)部儲氫罐容量為50L可供航行時長約3小時[4]。2高壓氫泄漏擴(kuò)散危險特性研究現(xiàn)狀在船舶領(lǐng)域，對動力系統(tǒng)需要有一定的續(xù)航能力，所以在氫能源船舶中通常需要儲存大量高壓氫氣。然而由于氫氣高擴(kuò)散性發(fā)生泄漏極易造成重大安全事故。因此開展氫能源船舶高壓氫泄漏擴(kuò)散研究可為氫能源船舶系統(tǒng)設(shè)計、管路布置以及管理工作提供參考目前高壓氫氣泄漏實驗具有極高的危險性以及每次實驗需耗費大量氫氣，實驗成本較高，因此國內(nèi)外通常采用數(shù)值模型方法為主實際試驗為輔的研究模式。在高壓氫氣泄漏擴(kuò)散方面國內(nèi)外的試驗大都是以燃料電池汽車為基礎(chǔ)。Denisenko等人[5]使用密閉空間模擬車庫環(huán)境，通過改變空間、形狀大小和泄漏源位置以及初始流速來研究氫氣-空氣可燃?xì)怏w的形成過程。結(jié)果表明在低流速下氫氣-空氣可燃?xì)怏w云會在空間頂部呈層狀然后向下擴(kuò)展，在高流速的情況下氫氣-空氣可燃?xì)怏w云幾乎均勻的分散在整個密閉空間[5]。M.DeSteffano等人將氫氣泄漏在一個0.03m3的密閉環(huán)境中以進(jìn)行測試和評估泄漏源的初始條件對密閉環(huán)境中氫氣的擴(kuò)散特性的影響，初始條件包括泄漏源位置變化和障礙物的存在[6]。國內(nèi)方面，李峰[7]等人對船艙內(nèi)氫氣泄漏擴(kuò)散進(jìn)行全艙室模擬研究對爆炸事故所造成的后果進(jìn)行了分析，給出燃料電池船舶通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計建議，以及在高壓氫氣發(fā)生泄漏后的處理方案。李雪芳[8]等人基于氫氣泄漏濃度場的實驗數(shù)據(jù)建立了新的泄漏模型，并對測量了氫氣射流的激波結(jié)構(gòu)、馬赫盤等。余照[9]等人使用仿真軟件模擬了儲氫容器發(fā)生泄漏的過程，給出了隨時間變化的氫氣濃度分布圖。參考文獻(xiàn)[1]王海江.船舶燃料現(xiàn)狀及未來清潔燃料發(fā)展趨勢分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2020,(30):10-12.[2]楊慶勇.氫燃料在船舶上的應(yīng)用分析[J].青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院學(xué)報,2020,41(04):41-44+59.[3]曹湘洪,魏志強(qiáng).氫能利用安全技術(shù)研究與標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)思考[J].中國工程科學(xué),2020,22(05):144-151.[4]王賡,鄭津洋,蔣利軍,陳健,韓武林,陳霖新.中國氫能發(fā)展的思考[J].科技導(dǎo)報,2017,35(22):105-110.[5]V.P.

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