[发明专利]氢液化系统

说明书

本发明涉及一种氢液化系统，包括：室温压缩机组、氢液化单元及液氢低温容器，室温压缩机组的出口通过高压气体管路和氢液化单元的第一入口连通，氢液化单元的第一出口和液氢低温容器的第一入口连通，氢液化单元的第一出口用于流出液氢，液氢低温容器的第一出口和氢液化单元的第二入口连通，液氢低温容器的第一出口用于流出20K饱和氢气，氢液化单元的第二出口通过中压气体管路和室温压缩机组的第一入口连通，氢液化单元的第三出口通过低压气体管路和室温压缩机组的第二入口连通，氢液化单元的第三入口用于流入原料氢气，氢液化单元的第四出口和液氢低温容器的第二入口连通，氢液化单元的第四出口用于流出液氢。

技术领域

本发明涉及低温制冷技术领域，特别是涉及一种氢液化系统。

背景技术

液氢储氢密度高，可大幅度提高运输效率、降低储运压力和提高系统安全性，是氢远洋运输及中长距离灵活陆路运输的最佳方案，也是商业化加氢站的首选储氢方式，具有明显的能力规模和成本优势。

氢液化器是液氢生产的主要装置，用于将常温氢气制冷液化为液体，是航空航天、氢能储运等高技术产业的核心技术设备，现有的氢液化器通常采用氦作为循环工质，但采用此氦循环工质的氢液化器的氢液化能力往往不足，致使该氢液化器难以满足5吨/天以上的氢液化能力的产量要求。

发明内容

基于此，本发明提供一种能够有效提升氢液化能力的氢液化系统。

一种氢液化系统，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。

在其中一个实施例中,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。

在其中一个实施例中,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。

在其中一个实施例中,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。

在其中一个实施例中,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。