¿Qué es un sistema de licuefacción de hidrógeno?

Fig1: Proceso de licuefacción de hidrógeno

Flujo del proceso:

El hidrógeno de la materia prima ingresa a la caja fría, se enfría previamente mediante el intercambiador de calor primario preenfriado con nitrógeno frío HX-1, y luego ingresa al intercambiador de calor secundario preenfriado con nitrógeno líquido HX-2 para enfriarse, y luego ingresa al Convertidor de parahidrógeno positivo primario sumergido en nitrógeno líquido para conversión a temperatura constante. El gas hidrógeno convertido es enfriado por el tercer y cuarto intercambiadores de calor HX-3 y HX-4, y luego ingresa al convertidor de hidrógeno positivo y secundario de la segunda etapa para la conversión adiabática. Al mismo tiempo, después del calentamiento exotérmico, regresa al intercambiador de calor de cuatro etapas HX-4 para enfriarlo. . El gas hidrógeno enfriado es enfriado por los intercambiadores de calor quinto y sexto HX-5 y HX-6, y luego ingresa al convertidor de hidrógeno secundario y positivo de tres etapas para la conversión adiabática. Al mismo tiempo, el calor se libera y se devuelve al intercambiador de calor de seis etapas HX-6 para su enfriamiento. . El hidrógeno enfriado es enfriado por un intercambiador de calor de siete etapas HX-7, luego enfriado por un acelerador de válvula JT, y luego enfriado por un intercambiador de calor de octava etapa HX-8, y entra al convertidor de hidrógeno positivo de cuarta etapa para conversión adiabática , mientras es exotérmico Después de que la temperatura suba, volverá al intercambiador de calor de ocho etapas HX-8 nuevamente. Después de enfriar, entrará en el depósito de almacenamiento de hidrógeno líquido. El gas helio a alta presión descargado por el compresor de tornillo de helio es enfriado por un enfriador de agua, preenfriado por un intercambiador de calor primario enfriado previamente con nitrógeno frío HEX1, y luego ingresa a un intercambiador de calor secundario enfriado previamente con nitrógeno líquido HX-2. Luego ingrese los intercambiadores de calor de tres o cuatro etapas HX-3, HX-4 para enfriar a una temperatura más baja, y luego pase a través de una turbina de dos etapas en serie. Después de la refrigeración por expansión adiabática en el medio del circuito de refrigeración, se convierte en gas helio a baja temperatura y baja presión. Intercambiador de calor de ocho etapas HX-8 con entrada lateral de baja presión. El helio devuelto de baja temperatura y baja presión fluye a través de los intercambiadores de calor de la octava a la primera etapa (HX-8 ~ HX-1) en flujo inverso para recuperar la capacidad de enfriamiento, luego sale de la caja fría y luego regresa a el lado de succión del compresor para recirculación.

Ventajas comparativas:

1. Difusión de soldadura sin soldadura, de alta y baja resistencia a la temperatura (-200 ℃ ~ 900 ℃), alta compacidad, alta eficiencia de intercambio de calor, tasa de fuga baja (1 * 10-9Pa · m3 / s), ding alta Bon fuerza (10MPa ). Al mismo tiempo, la unión secundaria no tiene ningún efecto sobre la soldadura del núcleo, etc.

2. Los intercambiadores de calor utilizados en el sistema de licuefacción de hidrógeno doméstico son principalmente intercambiadores de calor de aletas y placas de aleación de aluminio. Debido a los estrictos requisitos de tasa de fuga del producto, las placas del intercambiador de calor de aletas y placas de aleación de aluminio se seleccionan para que sean gruesas, grandes y pesadas. Y problemas como la soldadura fuerte no son fáciles de reparar. Los intercambiadores de calor de aletas de placas de aleación de aluminio y las tuberías de acero inoxidable enfrentarán dificultades para soldar aleaciones de aluminio y acero inoxidable.

El primer sistema de licuefacción de hidrógeno a gran escala doméstica desarrollado por Shen shi 'S de producción nacional Bon por difusión ded resuelve de intercambiador de calor de aleta de placa de acero inoxidable de los problemas anteriores y llena el espacio en blanco del intercambiador de calor de placas y aletas de acero en el campo de la licuefacción de hidrógeno doméstica .

Fig2: Sistema de licuefacción de hidrógeno e intercambiador de calor de aletas de placas de acero para baja temperatura