國(guó)內(nèi)首臺(tái)套采用氫透平膨脹制冷循環(huán)的5噸/天氫液化系統(tǒng)產(chǎn)出液氫

8月18日，航天科技集團(tuán)六院101所、氫能公司聯(lián)合研制的5噸/天氫液化系統(tǒng)一次性開(kāi)車(chē)成功，穩(wěn)定產(chǎn)出液氫，該系統(tǒng)采用的氫透平膨脹機(jī)、連續(xù)型正仲氫高效轉(zhuǎn)化換熱器等核心部件完全自主研發(fā)，是國(guó)內(nèi)首套實(shí)現(xiàn)氫克勞德制冷循環(huán)的氫液化系統(tǒng)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均優(yōu)于設(shè)計(jì)值，再一次率先打破國(guó)外相關(guān)技術(shù)和裝備壟斷，提升了我國(guó)在航天航空領(lǐng)域的深低溫技術(shù)及液氫大規(guī)模生產(chǎn)的自主可控能力。

液氫是解決氫能大規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)的主要途徑。氫克勞德制冷循環(huán)氫液化流程是未來(lái)大規(guī)模氫液化系統(tǒng)的主要工藝路線，此次成功開(kāi)車(chē)標(biāo)志著我國(guó)大規(guī)模氫液化技術(shù)再次取得重大突破，為我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展提供了重大技術(shù)和裝備保障。

克勞德制冷循環(huán)系統(tǒng)：

利用膨脹機(jī)將高壓氣體進(jìn)行等熵膨脹，從而產(chǎn)生冷量，再通過(guò)Joule-Thompson（JT）閥進(jìn)行等焓膨脹以達(dá)到更低溫度

壓縮氣體通過(guò)膨脹機(jī)對(duì)外做功比J-T節(jié)流獲得更多的冷量，因此液氮預(yù)冷型Claude系統(tǒng)的效率比L-H系統(tǒng)高50%~70%。是未來(lái)大規(guī)模氫液化系統(tǒng)的主要工藝路線

流程：

1. 預(yù)冷：使用液氮對(duì)氫氣進(jìn)行預(yù)冷，使其溫度降至約77 K

2. 多級(jí)壓縮：通過(guò)多級(jí)氫氣壓縮機(jī)將氫氣壓縮至高壓狀態(tài)，同時(shí)保持室溫

3. 等熵膨脹：部分壓縮后的氣體被回流到膨脹器中進(jìn)行等熵膨脹，產(chǎn)生更冷的溫度。

4. 熱交換：在熱交換器中，等熵膨脹后的冷氣體冷卻高壓氣體

5. 等焓膨脹：經(jīng)過(guò)熱交換后的冷氣體通過(guò)Joule-Thompson閥門(mén)進(jìn)行等焓膨脹，最終產(chǎn)生20.3 K的液態(tài)氫蒸汽。