[发明专利]氢液化系统

权利要求书

1.一种氢液化系统，其特征在于,包括：室温压缩机组(1)、氢液化单元(200)及液氢低温容器(36)，所述室温压缩机组(1)的出口通过高压气体管路(7)和所述氢液化单元(200)的第一入口连通，所述氢液化单元(200)的第一出口和所述液氢低温容器(36)的第一入口连通，所述氢液化单元(200)的第一出口用于流出液氢，所述液氢低温容器(36)的第一出口和所述氢液化单元(200)的第二入口连通，所述液氢低温容器(36)的第一出口用于流出20K饱和氢气，所述氢液化单元(200)的第二出口通过中压气体管路(8)和所述室温压缩机组(1)的第一入口连通，所述氢液化单元(200)的第三出口通过低压气体管路(9)和所述室温压缩机组(1)的第二入口连通，所述高压气体管路(7)、所述中压气体管路(8)及所述低压气体管路(9)均贯穿于所述氢液化单元(200),所述氢液化单元(200)的第三入口用于流入原料氢气，所述氢液化单元(200)的第四出口和所述液氢低温容器(36)的第二入口连通，所述氢液化单元(200)的第四出口用于流出液氢；

所述室温压缩机组(1)为氢液化系统提供动力源，实现氢气从低压到中压、中压到高压的增压过程；所述氢液化单元(200)用于将所述室温压缩机组(1)输出的高压氢气降温液化成液氢，从所述氢液化单元(200)的第一出口输出的液氢能够经所述液氢低温容器(36)的第一入口进入到所述液氢低温容器(36)内储存，20K饱和氢气能够从所述液氢低温容器(36)的第一出口流入所述氢液化单元(200)的第二入口，然后从所述氢液化单元(200)的第三出口通过所述低压气体管路(9)流入所述室温压缩机组(1)的第二入口，完成整个一个循环；原料氢气能够由所述氢液化单元(200)的第三入口进入所述氢液化单元(200)，然后经过所述氢液化单元(200)冷却降温形成液氢，然后从所述氢液化单元(200)的第四出口流出并经由所述液氢低温容器(36)的第二入口进入到所述液氢低温容器(36)内储存。

2.根据权利要求1所述的氢液化系统，其特征在于,还包括气体管理子系统(10)，所述气体管理子系统(10)设置在所述室温压缩机组(1)和所述氢液化单元(200)之间，所述气体管理子系统(10)包括与所述室温压缩机组(1)并联的气动调节阀门组。

3.根据权利要求1所述的氢液化系统，其特征在于,所述室温压缩机组(1)为单台单级压缩机或单台多级压缩机或串联的两台单级压缩机或串并联组合的多台单级压缩机。

4.根据权利要求1所述的氢液化系统，其特征在于,所述氢液化单元(200)包括换热器组件和透平膨胀机组件的组合。

5.根据权利要求4所述的氢液化系统，其特征在于,所述换热器组件内填充有正仲氢催化剂，或所述换热器组件连接有正仲氢转化器。

6.根据权利要求4所述的氢液化系统，其特征在于,所述氢液化单元(200)还包括与所述换热器组件连接的低温工质预冷子系统(18)。

7.根据权利要求4所述的氢液化系统，其特征在于,所述氢液化单元(200)为基于克劳德循环的氢液化单元，所述换热器组件包括依次并联的第一低温换热器(15)、第二低温换热器(20)、第三低温换热器(25)、第四低温换热器(28)、第五低温换热器(29)、第六低温换热器(31)及第七低温换热器(32)，所述第五低温换热器(29)上设置有低温工质气体进口和低温工质气体出口，所述透平膨胀机组件包括第一级氢透平膨胀机(11)和第二级氢透平膨胀机(12)，所述第一级氢透平膨胀机(11)的入口设置于所述第三低温换热器(25)至所述第四低温换热器(28)的供给管路上，所述第一级氢透平膨胀机(11)的出口与所述第五低温换热器(29)的低温工质气体进口连通，所述第二级氢透平膨胀机(12)的入口与所述第五低温换热器(29)的低温工质气体出口连通，所述第二级氢透平膨胀机(12)的出口设置于所述第六低温换热器(31)至所述室温压缩机组(1)的第二入口的回流管路上。