[实用新型]一种设置有三个串联的透平膨胀机机组的氢气液化设备

权利要求书

1.一种设置有三个串联的透平膨胀机机组的氢气液化设备，其特征在于，包括真空箱、氢气纯化装置、预冷装置、第一氢压缩机机组、第二氢压缩机机组、第一透平膨胀机机组、第二透平膨胀机机组、第三透平膨胀机机组、第一低温吸附器、第二低温吸附器、换热器、正仲氢转化器、调节阀、节流阀以及液氢储罐；

所述预冷装置、所述第一透平膨胀机机组、所述第二透平膨胀机机组、所述第三透平膨胀机机组、所述第一低温吸附器、所述第二低温吸附器、所述换热器、所述正仲氢转化器以及所述节流阀均安装于所述真空箱内；

所述调节阀包括第一调节阀和第二调节阀；

所述节流阀包括第一节流阀以及第二节流阀；

所述换热器包括第一换热器、第二换热器、第三换热器、第四换热器以及第五换热器；所述第一换热器内设置有第一高压氢气通道、第一中压氢气通道、第一低压氢气通道、第一原料氢气通道、液氮通道以及氮气通道；所述第二换热器内设置有第二高压氢气通道、第二中压氢气通道、第二低压氢气通道以及两个第二原料氢气通道；第三换热器内设置有第三高压氢气通道、第三中压氢气通道、第三低压氢气通道以及两个第三原料氢气通道；第四换热器内设置有第四高压氢气通道、第四中压氢气通道、第四低压氢气通道和两个第四原料氢气通道；所述第五换热器内设置有第五低压氢气通道和第五原料氢气通道；

所述预冷装置包括液氮罐，所述液氮罐设置有用于供给液氮的液氮供应管路、连通所述液氮罐底部液相空间和顶部气相空间的液氮虹吸管路、以及用于排放所述液氮罐内氮气的氮气排出管路；所述液氮虹吸管路与所述第一换热器内的所述液氮通道连通，用于通过液氮气化吸热实现所述第一换热器的冷却；所述氮气排出管路与所述第一换热器内的所述氮气通道连通；

所述正仲氢转化器包括第一正仲氢转化器、第二正仲氢转化器、第三正仲氢转化器、第四正仲氢转化器、第五正仲氢转化器以及第六正仲氢转化器；所述第六正仲氢转化器安装于所述第五换热器内；

所述氢气纯化装置用于对原料氢气进行纯化，所述氢气纯化装置的出口通过所述第一原料氢气通道与所述第一低温吸附器的入口连通，所述第一低温吸附器的出口依次连接所述第一正仲氢转化器和所述第二正仲氢转化器；

一个第二原料氢气通道的入口与所述第二正仲氢转化器的出口连通、且出口依次通过所述第三正仲氢转化器和另一个第二原料氢气通道连通一个第三原料氢气通道的入口；

两个所述第三原料氢气通道之间通过所述第四正仲氢转化器连通，另一个第三原料氢气通道的出口与一个第四原料氢气通道的入口连通；

两个所述第四原料氢气通道之间通过所述第五正仲氢转化器连通，另一个第四原料氢气通道的出口与所述第五原料氢气通道的入口连通；

在所述第五原料氢气通道中设置有所述第六正仲氢转化器，所述第五原料氢气通道的出口通过所述第一节流阀连通所述液氢储罐的入口；

所述第一氢压缩机机组的入口与所述第一低压氢气通道的出口连通，出口与所述第二氢压缩机机组的入口和所述第一中压氢气通道的出口均连通；所述第二氢压缩机机组的出口与所述第一高压氢气通道的入口连通；在所述第一氢压缩机机组的入口和出口之间连接有所述第一调节阀；在所述第二氢压缩机机组的入口和出口之间连接有所述第二调节阀；

在所述第一高压氢气通道的出口与所述第二高压氢气通道的入口之间连接有所述第二低温吸附器；

所述第二高压氢气通道的一个出口通过串联的所述第一透平膨胀机机组、所述第二透平膨胀机机组以及所述第三透平膨胀机机组与所述第四中压氢气通道的入口连通，另一个出口与依次连接的所述第三高压氢气通道、所述第四高压氢气通道以及所述第二节流阀连通，所述第二节流阀的出口与所述第五低压氢气通道的入口连通；

所述第四中压氢气通道、所述第三中压氢气通道、所述第二中压氢气通道以及所述第一中压氢气通道依次连通；

所述第五低压氢气通道、所述第四低压氢气通道、所述第三低压氢气通道、所述第二低压氢气通道以及所述第一低压氢气通道依次串联连接；

所述氢气纯化装置、所述第一低温吸附器、所述正仲氢转化器、所述第一节流阀、以及所述液氢储罐形成氢气降温液化系统；

所述第一氢压缩机机组、所述第二氢压缩机机组、所述第一透平膨胀机机组、所述第二透平膨胀机机组、所述第三透平膨胀机机组、所述第二低温吸附器、所述调节阀、以及所述第二节流阀形成氢气制冷循环系统，所述氢气制冷循环系统以氢气作为制冷工质。