Was ist ein Wasserstoffverflüssigungssystem?

Prozessablauf:
Der Wasserstoff als Ausgangsmaterial tritt in die Coldbox ein, wird durch den durch kalten Stickstoff vorgekühlten primären Wärmetauscher HX-1 vorgekühlt und tritt dann zum Kühlen in den durch flüssigen Stickstoff vorgekühlten sekundären Wärmetauscher HX-2 ein und tritt dann ein der primäre positive Wärmetauscher, der mit flüssigem Stickstoff getränkt ist. Parawasserstoffkonverter für konstante Temperaturumwandlung. Der umgewandelte Wasserstoff wird durch die Wärmetauscher HX-3 und HX-4 der dritten und vierten Stufe gekühlt und tritt dann zur adiabatischen Umwandlung in den Normal- und Parawasserstoff-Konverter der zweiten Stufe ein und kehrt gleichzeitig zur vierten Stufe zurück. Stufenwärmetauscher HX-4 zum Kühlen nach exothermer Erwärmung. . Der gekühlte Wasserstoff wird durch die Wärmetauscher HX-5 und HX-6 der fünften und sechsten Stufe gekühlt und tritt dann zur adiabatischen Umwandlung in den Normal-Parawasserstoff-Konverter der dritten Stufe ein und kehrt gleichzeitig zur sechsten Stufe zurück Wärmetauscher HX-6 zum Kühlen nach exothermer Erwärmung. . Der gekühlte Wasserstoff wird durch den siebenstufigen Wärmetauscher HX-7 gekühlt und dann durch das J-T-Ventil gekühlt und dann durch den achtstufigen Wärmetauscher HX-8 gekühlt und tritt dann in den Normal- und Parawasserstoffkonverter der vierten Stufe ein adiabatische Umwandlung unter Wärmeabgabe. Nach dem Aufwärmen kehrt es zum achtstufigen Wärmetauscher HX-8 zurück und gelangt nach dem Abkühlen in den Flüssigwasserstoffspeicher Dewar. Das aus dem Heliumschraubenkompressor abgegebene Hochdruckhelium wird durch den Wasserkühler gekühlt und dann durch den durch kalten Stickstoff vorgekühlten Primärwärmetauscher HEX1 vorgekühlt und tritt dann durch vorgekühlten Sekundärwärmetauscher HX-2 ein Flüssigstickstoff. Betreten Sie dann die Wärmetauscher HX-3 und HX-4 der dritten und vierten Stufe, um auf eine niedrigere Temperatur abzukühlen, und passieren Sie dann zweistufige Turbinen in Reihe. Achtstufiger Wärmetauscher HX-8 Niederdruckseitiger Einlass. Das rückgeführte Niedertemperatur- und Niederdruck-Heliumgas strömt im Gegenstrom durch die achte bis zur ersten Stufe der Wärmetauscher (HX-8~HX-1), um die Kälteleistung wiederzugewinnen, verlässt dann die Coldbox und kehrt dann zur Absaugung zurück Ende des Kompressors für die Umwälzung.

Abb. 2 Wasserstoffverflüssigungssystem und Lamellenwärmetauscher aus Stahl für das Niedertemperaturfeld

Komparativer Vorteil:

Diffusionsschweißen hat kein Lötmittel, hohe und niedrige Temperaturbeständigkeit (-200 ℃ ~ 900 ℃), hohe Kompaktheit, hohe Wärmeaustauscheffizienz, geringe Leckrate (1 * 10-9 Pa · m3 / s) und hohe Schweißfestigkeit (10 MPa) . Gleichzeitig hat das Sekundärschweißen keinen Einfluss auf die Kernschweißung und andere Vorteile.

Vergleichende Vorteile: Die Wärmetauscher, die im häuslichen Wasserstoffverflüssigungssystem verwendet werden, sind hauptsächlich Lamellenwärmetauscher aus Aluminiumlegierung. Aufgrund der strengen Anforderungen an die Leckagerate der Produkte werden die Platten der Lamellenwärmetauscher aus Aluminiumlegierung so ausgewählt, dass sie dick, groß und schwer sind, und Lötprobleme wie Leckagen sind nicht einfach zu beheben. Lamellenwärmetauscher aus Aluminiumlegierungen und Edelstahlrohrleitungen werden mit Schwierigkeiten wie dem Schweißen von Aluminiumlegierungen und Edelstahl konfrontiert.
Das erste von Shenshi entwickelte und produzierte Wasserstoff-Verflüssigungssystem im großen Maßstab für den Haushalt verwendet einen diffusionsgeschweißten Edelstahl-Lamellen-Wärmetauscher, um viele der oben genannten Probleme zu lösen und die Lücke von Stahl-Lamellen-Wärmetauschern im Bereich der Wasserstoff-Verflüssigung für den Haushalt zu schließen.