Hidrojen sıvılaştırma sistemi nedir?

Süreç akışı:
Hammadde hidrojeni soğuk kutuya girer, soğuk nitrojen ile önceden soğutulmuş birincil ısı eşanjörü HX-1 tarafından önceden soğutulur ve daha sonra soğutma için sıvı nitrojen ile önceden soğutulmuş ikincil ısı eşanjörü HX-2'ye girer ve daha sonra girer sıvı nitrojene batırılmış birincil pozitif ısı eşanjörü. Sabit sıcaklık dönüşümü için parahidrojen dönüştürücü. Dönüştürülen hidrojen, üçüncü ve dördüncü aşama HX-3 ve HX-4 ısı eşanjörleri tarafından soğutulur ve daha sonra adyabatik dönüşüm için ikinci aşama normal ve parahidrojen dönüştürücüye girer ve aynı zamanda dördüncü aşamaya geri döner. ekzotermik ısıtmadan sonra soğutma için kademeli ısı eşanjörü HX-4. . Soğutulan hidrojen, beşinci ve altıncı aşama HX-5 ve HX-6 ısı eşanjörleri tarafından soğutulur ve daha sonra adyabatik dönüşüm için üçüncü aşama normal-parahidrojen dönüştürücüye girer ve aynı zamanda altıncı aşamaya geri döner. ekzotermik ısıtmadan sonra soğutma için ısı eşanjörü HX-6. . Soğutulan hidrojen, yedi aşamalı ısı eşanjörü HX-7 tarafından soğutulur ve daha sonra J-T valfi tarafından soğutulur ve daha sonra sekizinci aşama ısı eşanjörü HX-8 tarafından soğutulur ve daha sonra dördüncü aşama normal ve parahidrojen dönüştürücüye girer. adyabatik dönüşüm, ısıyı serbest bırakırken. Isındıktan sonra sekiz aşamalı ısı eşanjörü HX-8'e döner ve soğuduktan sonra sıvı hidrojen deposu Dewar'a girer. Helyum vidalı kompresörden boşaltılan yüksek basınçlı helyum, su soğutucusu tarafından soğutulur ve daha sonra soğuk nitrojen ile önceden soğutulmuş birincil ısı eşanjörü HEX1 tarafından önceden soğutulur ve daha sonra önceden soğutulmuş ikincil ısı eşanjörü HX-2'ye girer. sıvı nitrojen. Ardından, daha düşük bir sıcaklığa soğutmak için üçüncü ve dördüncü aşama ısı eşanjörleri HX-3 ve HX-4'e girin ve ardından seri olarak iki aşamalı türbinlerden geçin. Sekiz kademeli ısı eşanjörü HX-8 düşük basınçlı yan giriş. Geri akışlı düşük sıcaklık ve düşük basınçlı helyum gazı, soğuk kapasitesini geri kazanmak için sekizinci aşama ısı eşanjörlerine (HX-8~HX-1) ters yönde akar ve ardından soğuk kutuyu terk eder ve ardından emişe geri döner. devridaim için kompresörün sonu.

Şekil 2 Düşük sıcaklık alanı için hidrojen sıvılaştırma sistemi ve çelik plaka kanatlı ısı eşanjörü

Karşılaştırmalı üstünlük:

Difüzyon kaynağında lehim yoktur, yüksek ve düşük sıcaklık direnci (-200℃~900℃), yüksek kompaktlık, yüksek ısı değişim verimliliği, düşük sızıntı oranı (1*10-9Pa·m3/s) ve yüksek kaynak mukavemeti (10MPa) yoktur. . Aynı zamanda, ikincil kaynağın çekirdek kaynağı ve diğer avantajlar üzerinde hiçbir etkisi yoktur.

Karşılaştırmalı avantajlar: Yerli hidrojen sıvılaştırma sisteminde kullanılan ısı eşanjörleri, esas olarak alüminyum alaşımlı plaka kanatlı eşanjörlerdir. Ürünlerin sızıntı oranı konusundaki katı gereksinimler nedeniyle, alüminyum alaşımlı plaka kanatlı ısı eşanjörlerinin plakaları, kalın, büyük boyutlu, ağır ağır olacak şekilde seçilir ve sızıntı gibi lehimleme sorunlarının onarımı kolay değildir. Alüminyum alaşımlı plaka kanatlı ısı eşanjörleri ve paslanmaz çelik boru hatları, alüminyum alaşımları ve paslanmaz çeliklerin kaynağı gibi zorluklarla karşılaşacaktır.
Shenshi tarafından geliştirilen ve üretilen ilk yerli büyük ölçekli hidrojen sıvılaştırma sistemi, yukarıdaki sorunların çoğunu çözmek ve yerli hidrojen sıvılaştırma alanındaki çelik plaka kanatlı ısı eşanjörlerinin boşluğunu doldurmak için difüzyon kaynaklı paslanmaz çelik plaka kanatlı ısı eşanjörü kullanır.