Что такое система сжижения водорода?

Поток процесса:
Исходный водород поступает в холодильную камеру, предварительно охлаждается первичным теплообменником HX-1, предварительно охлажденным холодным азотом, а затем поступает во вторичный теплообменник HX-2, предварительно охлаждаемый жидким азотом для охлаждения, а затем поступает первичный положительный теплообменник, пропитанный жидким азотом. Преобразователь параводорода для преобразования постоянной температуры. Конвертированный водород охлаждается в теплообменниках третьей и четвертой ступени НХ-3 и НХ-4, а затем поступает в конвертер нормального и параводородного водорода второй ступени для адиабатической конверсии и одновременно возвращается в четвертую- ступенчатый теплообменник НХ-4 для охлаждения после экзотермического нагрева. . Охлажденный водород охлаждается теплообменниками пятой и шестой ступени НХ-5 и НХ-6, а затем поступает в конвертер нормального параводорода третьей ступени для адиабатической конверсии и одновременно возвращается на шестую ступень. теплообменник НХ-6 для охлаждения после экзотермического нагрева. . Охлажденный водород охлаждается семиступенчатым теплообменником НХ-7, затем охлаждается клапаном J-T, а затем охлаждается восьмым теплообменником НХ-8, а затем поступает в конвертер нормального и параводорода четвертой ступени для адиабатическое преобразование с выделением тепла. После прогрева он возвращается в восьмиступенчатый теплообменник НХ-8 и после охлаждения поступает в накопитель жидкого водорода Дьюара. Гелий высокого давления, выходящий из гелиевого винтового компрессора, охлаждается водяным охладителем, а затем предварительно охлаждается первичным теплообменником HEX1, предварительно охлажденным холодным азотом, и затем поступает во вторичный теплообменник HX-2, предварительно охлаждаемый холодным азотом. жидкий азот. Затем поступают в теплообменники третьей и четвертой ступеней НХ-3 и НХ-4 для охлаждения до более низкой температуры, а затем последовательно проходят через двухступенчатые турбины. Восьмиступенчатый рекуператор НХ-8 со стороны низкого давления с впуском. Рефлегмированный низкотемпературный и низконапорный газообразный гелий течет противотоком через теплообменники восьмой ступени к первой ступени (HX-8~HX-1) для восстановления холодопроизводительности, а затем покидает холодильную камеру, а затем возвращается на всасывание. конец компрессора для рециркуляции.

Рис. 2 Система сжижения водорода и стальной пластинчато-ребристый теплообменник для низкотемпературной области

Сравнительное преимущество:

Диффузионная сварка не требует припоя, обладает устойчивостью к высоким и низким температурам (-200℃~900℃), высокой компактностью, высокой эффективностью теплообмена, низкой скоростью утечки (1*10-9Па·м3/с) и высокой прочностью сварки (10МПа). . В то же время вторичная сварка не влияет на основной шов и другие преимущества.

Сравнительные преимущества: Теплообменники, используемые в бытовой системе сжижения водорода, в основном представляют собой пластинчато-ребристые теплообменники из алюминиевого сплава. Из-за строгих требований к степени утечки продуктов пластины пластинчато-ребристых теплообменников из алюминиевого сплава выбираются толстыми, большими по размеру, тяжелыми по весу, а проблемы с пайкой, такие как утечка, не так легко исправить. Пластинчато-ребристые теплообменники из алюминиевого сплава и трубопроводы из нержавеющей стали столкнутся с такими трудностями, как сварка алюминиевых сплавов и нержавеющих сталей.
В первой отечественной крупномасштабной системе сжижения водорода, разработанной и произведенной компанией Shenshi, используется диффузионно-сварной пластинчато-ребристый теплообменник из нержавеющей стали, чтобы решить многие из вышеперечисленных проблем и заполнить пробел в стальных пластинчато-ребристых теплообменниках в области бытового сжижения водорода.