Qu'est-ce qu'un système de liquéfaction d'hydrogène ?

Flux de processus:
L'hydrogène de matière première entre dans la boîte froide, est pré-refroidi par l'échangeur de chaleur primaire HX-1 pré-refroidi par de l'azote froid, puis entre dans l'échangeur de chaleur secondaire HX-2 pré-refroidi par de l'azote liquide pour le refroidissement, puis entre l'échangeur de chaleur positif primaire imbibé d'azote liquide. Convertisseur parahydrogène pour une conversion à température constante. L'hydrogène converti est refroidi par les échangeurs de chaleur des troisième et quatrième étages HX-3 et HX-4, puis entre dans le convertisseur normal et parahydrogène du deuxième étage pour la conversion adiabatique, et en même temps, il retourne au quatrième- échangeur de chaleur à étages HX-4 pour le refroidissement après chauffage exothermique. . L'hydrogène refroidi est refroidi par les échangeurs de chaleur des cinquième et sixième étages HX-5 et HX-6, puis entre dans le convertisseur normal-parahydrogène du troisième étage pour la conversion adiabatique, et en même temps, il retourne au sixième étage échangeur de chaleur HX-6 pour le refroidissement après chauffage exothermique. . L'hydrogène refroidi est refroidi par l'échangeur de chaleur à sept étages HX-7, puis refroidi par la vanne J-T, puis refroidi par l'échangeur de chaleur à huitième étage HX-8, puis entre dans le convertisseur normal et parahydrogène de quatrième étage pour conversion adiabatique, tout en dégageant de la chaleur. Après s'être réchauffé, il retourne dans l'échangeur de chaleur à huit étages HX-8 et entre dans le Dewar de stockage d'hydrogène liquide après refroidissement. L'hélium haute pression déchargé du compresseur à vis d'hélium est refroidi par le refroidisseur d'eau, puis pré-refroidi par l'échangeur de chaleur primaire HEX1 pré-refroidi par de l'azote froid, puis entre dans l'échangeur de chaleur secondaire HX-2 pré-refroidi par l'azote liquide. Entrez ensuite dans les échangeurs de chaleur des troisième et quatrième étages HX-3 et HX-4 pour refroidir à une température plus basse, puis passez à travers des turbines à deux étages en série. Échangeur de chaleur à huit étages HX-8 entrée côté basse pression. L'hélium gazeux à basse température et à basse pression reflué s'écoule à contre-courant à travers les échangeurs de chaleur du huitième au premier étage (HX-8 ~ HX-1) pour récupérer la capacité froide, puis quitte la boîte froide, puis retourne à l'aspiration extrémité du compresseur pour la recirculation.

Fig. 2 Système de liquéfaction de l'hydrogène et échangeur de chaleur à plaques et ailettes en acier pour champ à basse température

Avantage comparatif:

Le soudage par diffusion n'a pas de soudure, une résistance aux hautes et basses températures (-200℃~900℃), une compacité élevée, une efficacité d'échange de chaleur élevée, un faible taux de fuite (1*10-9Pa·m3/s) et une résistance de soudage élevée (10MPa) . Dans le même temps, la soudure secondaire n'a aucun effet sur la soudure centrale et d'autres avantages.

Avantages comparatifs : les échangeurs de chaleur utilisés dans le système domestique de liquéfaction de l'hydrogène sont principalement des échangeurs de chaleur à plaques et ailettes en alliage d'aluminium. En raison des exigences strictes en matière de taux de fuite des produits, les plaques des échangeurs de chaleur à plaques et ailettes en alliage d'aluminium sont sélectionnées pour être épaisses, de grande taille, lourdes et les problèmes de brasage tels que les fuites ne sont pas faciles à réparer. Les échangeurs de chaleur à plaques et ailettes en alliage d'aluminium et les canalisations en acier inoxydable seront confrontés à des difficultés telles que le soudage des alliages d'aluminium et des aciers inoxydables.
Le premier système domestique de liquéfaction d'hydrogène à grande échelle développé et produit par Shenshi utilise un échangeur de chaleur à plaques et ailettes en acier inoxydable soudé par diffusion pour résoudre bon nombre des problèmes ci-dessus et combler le vide des échangeurs de chaleur à plaques et ailettes en acier dans le domaine de la liquéfaction domestique de l'hydrogène.