主要涉及4類較典型的液氫低溫液化工藝流程的具體設計計算方法可為氫氣液化關鍵環節中所涉及主要液化工藝設計計算提供可參考樣例有利於推進液氫繫列板翅式換熱器的標準化進程助力推進相應液氫液化工藝技術的國產化研發進程★液氫的國外發展現狀★液氫的國內發展現狀★液氫的低溫生產過程★30萬立方米PFHE型液氮預冷五級膨脹制冷氫液化繫統工藝裝備★30萬立方米PFHE型液氮預冷一級膨脹兩級節流氫液化工藝裝備★30萬立方米PFHE型LNG預冷兩級氦膨脹五級氫液化工藝裝備★30萬立方米PFHE型四級等

●第1章緒論
1.1氫氣（H2）與液氫（LH2）物理特性1
1.2液氫（LH2）國外發展現狀3
1.3液氫（LH2）國內發展現狀5
1.4液氫（LH2）低溫生產過程6
1.4.1原料氫氣主要來源8
1.4.2氫氣主要淨化方法9
1.4.3氫氣制冷液化循環10
1.4.4典型的氫液化繫統13
1.4.5氫氣液化繫統設備16
1.4.6液氫（LH2）板翅式主換熱裝備17
本章小結19
參考文獻19
第2章30萬立方米PFHE型液氮預冷五級膨脹制冷氫液化繫統工藝裝備
2.1板翅式換熱器的發展22
2.1.1總體發展概況22
2.1.2國外發展概況22
2.1.3國內發展概況24
2.2LH2板翅式換熱器設計目的24
2.3板翅式換熱器構造及工作原理24
2.3.1板翅式換熱器24
2.3.2板翅式換熱器翅片作用24
2.3.3板翅式換熱器主要附件24
2.4板翅式換熱器中氫氣的液化25
2.5板翅式換熱器制冷繫統25
2.6板翅式換熱器工藝流程設計25
2.7氫氣液化工藝流程設計25
2.8制冷劑主要參數的確定26
2.9各狀態點參數設計計算27
2.10氫液化流程工藝計算過程28
2.10.1氫氣膨脹制冷循環28
2.10.2氮氣膨脹制冷循環33
2.11溫熵圖、壓焓圖繪制37
2.12氫液化COP計算過程38
2.12.1氫氣膨脹制冷循環38
2.12.2氮氣膨脹制冷循環40
2.13板翅式換熱器工藝計算過程42
2.13.1氫1換熱器42
2.13.2氫2換熱器55
2.13.3氫3換熱器62
2.13.4氫4換熱器70
2.13.5氫5換熱器74
2.13.6氮1換熱器78
2.13.7氮2換熱器81
2.13.8氮3換熱器85
2.14板翅式換熱器結構設計過程89
2.14.1封頭設計89
2.14.2液壓試驗98
2.14.3接管設計103
2.14.4接管補強108
2.14.5法蘭和墊片133
2.14.6隔板和封條設計造型134
2.14.7換熱器的成型安裝136
2.14.8換熱器的絕熱保冷138
本章小結138
參考文獻139
第3章30萬立方米PFHE型液氮預冷一級膨脹兩級節流氫液化工藝裝備
3.1一級膨脹兩級節流LH2板翅式主換熱器142
3.2板翅式換熱器工藝設計計算概述143
3.2.1板翅式換熱器設計步驟143
3.2.2制冷劑設計參數的確定143
3.2.3氫氣液化工藝流程設計143
3.3板翅式換熱器工藝計算過程143
3.3.1一級設備預冷制冷過程143
3.3.2二級設備預冷制冷過程145
3.3.3三級設備預冷制冷過程146
3.3.4四級設備預冷制冷過程147
3.3.5一級換熱器流體參數計算148
3.3.6二級換熱器流體參數計算154
3.3.7三級換熱器流體參數計算159
3.3.8四級換熱器流體參數計算163
3.3.9一級板翅式換熱器傳熱面積計算168
3.3.10二級板翅式換熱器傳熱面積計算174
3.3.11三級板翅式換熱器傳熱面積計算178
3.3.12四級板翅式換熱器傳熱面積計算182
3.3.13換熱器壓力損失計算185
3.4板翅式換熱器結構設計193
3.4.1封頭設計193
3.4.2封頭計算194
3.4.3EX1換熱器各個板側封頭壁厚計算194
3.4.4EX2換熱器各個板側封頭壁厚計算196
3.4.5EX3換熱器各個板側封頭壁厚計算197
3.4.6EX4換熱器各個側封頭壁厚計算198
3.5液壓試驗200
3.5.1液壓試驗目的200
3.5.2內壓通道200
3.5.3接管計算204
3.6接管補強207
3.6.1補強計算207
3.6.2接管計算207
3.6.3EX1換熱器補強面積計算208
3.6.4EX2換熱器補強面積計算213
3.6.5EX3換熱器補強面積計算216
3.6.6EX4換熱器補強面積計算220
3.7法蘭和墊片224
3.8隔板、導流板及封條224
3.8.1隔板厚度計算224
3.8.2封條設計選擇227
3.8.3導流板的選擇227
3.9換熱器的成型安裝227
3.9.1板束安裝規則227
3.9.2焊接工藝和形式228
3.9.3絕熱保冷設計228
本章小結229
參考文獻229
第4章30萬立方米PFHE型LNG預冷兩級氦膨脹五級氫液化工藝裝備
4.1LH2板翅式換熱器制冷工藝230
4.2LH2板翅式換熱器的工藝計算232
4.2.1板翅式換熱器工藝設計232
4.2.2制冷劑設計參數的確定232
4.2.3氫氣液化工藝計算過程232
4.3換熱器長度計算237
4.3.1一級換熱器流體參數計算237
4.3.2一級板翅式換熱器傳熱面積計算243
4.3.3二級換熱器流體參數計算248
4.3.4二級板翅式換熱器傳熱面積計算253
4.3.5三級換熱器流體參數計算257
4.3.6三級板翅式換熱器傳熱面積計算262
4.3.7四級換熱器流體參數計算266
4.3.8四級板翅式換熱器傳熱面積計算270
4.3.9五級換熱器流體參數計算272
4.3.10五級板翅式換熱器傳熱面積計算277
4.3.11換熱器壓力損失的計算279
4.4板翅式換熱器結構設計288
4.4.1封頭設計選型288
4.4.2EX1換熱器各個板側封頭壁厚計算289
4.4.3EX2換熱器各個板側封頭壁厚計算291
4.4.4EX3換熱器各個板側封頭壁厚計算292
4.4.5EX4換熱器各個板側封頭壁厚計算293
4.4.6EX5換熱器各個板側封頭壁厚計算294
4.5液壓試驗295
4.5.1液壓試驗目的295
4.5.2內壓通道296
4.5.3接管計算300
4.6接管補強304
4.6.1開孔補強方式304
4.6.2換熱器接管計算304
4.6.3EX1換熱器補強面積計算305
4.6.4EX2換熱器補強面積計算310
4.6.5EX3換熱器補強面積計算313
4.6.6EX4換熱器補強面積計算317
4.6.7EX5換熱器補強面積計算320
4.7法蘭與墊片選擇323
4.8隔板、封條與導流板選擇324
4.8.1隔板厚度計算324
4.8.2封條設計選擇327
4.8.3導流板形式選擇327
4.9換熱器的成型安裝327
4.9.1板束安裝規則327
4.9.2焊接工藝形式328
4.9.3試驗、檢驗328
4.9.4絕熱保冷設計328
本章小結329
參考文獻329
第5章30萬立方米PFHE型四級氦膨脹制冷氫液化繫統工藝裝備
5.1基於級聯式LH2液化工藝的板翅式主液化裝備331
5.2LH2板翅式主液化裝備工藝設計計算333
5.2.1一級換熱器333
5.2.2二級換熱器333
5.2.3三級換熱器333
5.2.4四級換熱器334
5.2.5換熱器A334
5.2.6換熱器B335
5.2.7換熱器C335
5.3板翅式換熱器流體參數及換熱器板束長度計算337
5.3.1一級換熱器流體參數計算(單層通道)337
5.3.2二級換熱器流體參數計算(單層通道)344
5.3.3三級換熱器流體參數計算(單層通道)349
5.3.4四級換熱器流體參數計算(單層通道)354
5.3.5換熱器A流體參數計算(單層通道)359
5.3.6換熱器B流體參數計算(單層通道)365
5.3.7換熱器C流體參數計算(單層通道)370
5.4板翅式換熱器結構設計375
5.4.1封頭設計選型375
5.4.2一級換熱器各個板側封頭壁厚計算376
5.4.3二級換熱器各個板側封頭壁厚計算376
5.4.4三級換熱器各個板側封頭壁厚計算377
5.4.5四級換熱器各個板側封頭壁厚計算378
5.4.6換熱器A各個板側封頭壁厚計算378
5.4.7換熱器B各個板側封頭壁厚計算379
5.4.8換熱器C各個板側封頭壁厚計算379
5.5液壓試驗381
5.5.1液壓試驗目的381
5.5.2內壓通道計算383
5.5.3尺寸校核計算384
5.6接管確定386
5.6.1接管尺寸確定386
5.6.2一級換熱器接管壁厚386
5.6.3二級換熱器接管壁厚387
5.6.4三級換熱器接管壁厚387
5.6.5四級換熱器接管壁厚387
5.6.6換熱器A接管壁厚387
5.6.7換熱器B接管壁厚387
5.6.8換熱器C接管壁厚388
5.6.9接管尺寸彙總388
5.7接管補強389
5.7.1補強方式389
5.7.2接管補強計算389
5.7.3一級換熱器補強面積計算390
5.7.4二級換熱器補強面積計算392
5.7.5三級換熱器補強面積計算394
5.7.6四級換熱器補強面積計算396
5.7.7換熱器A補強面積計算398
5.7.8換熱器B補強面積計算400
5.7.9換熱器C補強面積計算402
5.8法蘭與墊片選擇404
5.8.1法蘭與墊片404
5.8.2法蘭與墊片型號選擇404
5.9隔板、封條與導流板選擇404
5.9.1隔板厚度計算404
5.9.2封條選擇407
5.9.3導流板選擇407
5.10換熱器的成型安裝407
5.10.1換熱器組裝要求407
5.10.2板束要求408
5.10.3焊接要求408
5.10.4封頭選擇408
5.10.5試驗、檢驗408
5.10.6換熱器安裝409
5.10.7絕熱及保冷409
本章小結409
參考文獻409
附錄
致謝

本書共分為5章，主要介紹了液氫的國內外發展現狀和低溫生產過程、30萬立方米PFHE型液氮預冷五級膨脹制冷氫液化繫統工藝裝備、30萬立方米PFHE型液氮預冷一級膨脹兩級節流氫液化工藝裝備、30萬立方米PFHE型LNG預冷兩級氦膨脹五級氫液化工藝裝備、30萬立方米PFHE型四級氦膨脹制冷氫液化繫統工藝裝備等內容。研究內容主要涉及4類較典型的LH2低溫液化工藝流程的具體設計計算方法，可為LH2液化關鍵環節中所涉及主要液化工藝設計計算提供可參考樣例，並有利於推進LH2繫列板翅式換熱器的標準化及相應LH2液化工藝技術的國產化研發進程。本書不僅可供氫氣、天然氣、低溫與制冷工程、煤化工、石油化工、動力工程及工程熱物理領域內的研究人員、設計人員、工程技術人員參考，還可供高等學校能源化工、石油化工、低溫與制冷工程、能源與繫統工程等相關專業的師生參考。