CN117999453A - 液氢气化装置以及生成氢的生成方法 - Google Patents
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Abstract
液氢气化装置由液氢生成气态或超临界状态的氢。液氢气化装置包括：辅助热交换器，通过与凝固点低于海水或工业用水的凝固点的加热流体进行热交换来使液氢升温；以及开架式的主热交换器，具有用于使氢流通的传热管和使海水或工业用水在所述传热管的外表面流下的槽部。主热交换器使从辅助热交换器流出的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温。
Description
技术领域
本发明涉及液氢气化装置以及生成氢的生成方法。
背景技术
以往，已知在使用天然气作为燃料的火力发电厂等中，使用作为加热流体的海水使液化天然气(LNG)等低温液化气体气化的开架式气体气化装置(ORV)。专利文献1中公开了通过使低温液化气体与加热流体进行热交换来使低温液化气体气化的开架式气化装置。如图6所示，该开架式气化装置600具有：设置有大量的传热管614、624的热交换板612、622；以及设置有用于将海水供给至传热管614、624的外表面的槽(省略图示)的热源介质供给部。在该气化装置中，通过使在传热管内流动的液化天然气与沿着传热管614、624的外表面流下的海水进行热交换，从而使传热管614、624内的液化天然气气化。
在火力发电厂等中，以减少二氧化碳排出量为目的，考虑使用液氢作为液化天然气的替代燃料。在该情况下，与液化天然气一样，液氢被加热至室温，然后被供给至发电装置。然而，液氢的温度(-253℃)低于液化天然气的温度(-162℃)。因此，在使用液化天然气用的开架式气化装置使液氢气化的情况下，在传热管产生的热应力容易变大，并且加热流体容易在传热管的外表面上结冰。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2017-40296号
发明内容
本发明的目的在于，在液氢气化装置中，缓和在开架式热交换器的传热管的热应力，并且抑制在传热管上结冰。
本公开的液氢气化装置由液氢生成气态或超临界状态的氢，并且包括：辅助热交换器，通过与凝固点低于海水或工业用水的凝固点的加热流体进行热交换来使液氢升温；以及开架式的主热交换器，具有用于使氢流通的传热管和向所述传热管的外表面供给海水或工业用水的槽部，使从所述辅助热交换器流出的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温。
本公开的液氢气化装置由液氢生成气态或超临界状态的氢，并且包括：开架式的主热交换器，具有用于使氢流通的传热管和向所述传热管的外表面供给海水或工业用水的的槽部，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温；主流路，连接于所述主热交换器；分流流路，使从外部供给的液氢分流，包括使从所述外部供给的一部分液氢流入的第一分流流路和使从所述外部供给的另一部分液氢流入的第二分流流路；以及辅助热交换器，被配置在所述第一分流流路上，使流经所述第一分流流路的液氢通过与加热流体进行热交换而升温。所述分流流路以使在所述第一分流流路中流通的所述升温的氢和在所述第二分流流路中流通的液氢汇流并流入所述主流路的方式连接于所述主流路。在所述辅助热交换器中使液氢升温所需的加热流体的热负荷的大小小于在所述主热交换器中使氢升温所需的海水或工业用水的热负荷的大小。
本公开的生成氢的方法是使液氢升温来生成气态或超临界状态的氢的方法，包括：第一加热步骤，在辅助热交换器中，使从外部供给的液氢通过与凝固点低于海水或工业用水的凝固点的加热流体进行热交换而升温；以及第二加热步骤，使从所述辅助热交换器流出的氢流入主热交换器的传热管，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温至指定的温度。
本公开的生成氢的方法是使液氢升温来生成气态或超临界状态的氢的方法，包括：分流步骤，使从外部供给的液氢分流到第一分流流路和第二分流流路；第一加热步骤，在设置于所述第一分流流路上的辅助热交换器中，使所述第一分流流路的液氢通过与加热流体进行热交换而升温；汇流步骤，使来自所述第一分流流路的氢和来自所述第二分流流路的液氢汇流并流入主流路；以及第二加热步骤，使所述主流路的氢流入主热交换器的传热管，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温至指定的温度。在所述第一加热步骤中用于使液氢升温的加热流体的热负荷的大小小于在所述第二加热步骤中用于使氢升温的海水或工业用水的热负荷的大小。
附图说明
图1是第一实施方式涉及的液氢气化装置的示意图。
图2是第一实施方式的变形例涉及的液氢气化装置的示意图。
图3是第二实施方式涉及的液氢气化装置的示意图。
图4是第二实施方式的变形例涉及的液氢气化装置的示意图。
图5是第二实施方式的变形例涉及的液氢气化装置的示意图。
图6是用于使液化天然气气化的以往的气化装置的一部分的示意图。
具体实施方式
以下，参照附图说明实施方式。另外，以下的实施方式是将本发明具体化的一例，并不限定本发明的技术范围。
(第一实施方式)
第一实施方式涉及的液氢气化装置100是使用第一热源流体以及第二热源流体使液氢升温来生成气态或超临界状态的氢的装置。液氢气化装置100也简称为“气化装置100”。如图1所示，气化装置100具备：辅助热交换器110；配置在辅助热交换器110的下游侧的主热交换器150；以及连接辅助热交换器110和主热交换器150的连接流路140。
辅助热交换器110具备通过使用中间介质M1来加热液氢的中间介质式热交换器，该中间介质M1在液氢与第一热源流体之间中介热交换。即，在第一实施方式中，中间介质M1作为使液氢升温的加热流体发挥作用。第一热源流体使用海水或工业用水。中间介质M1使用具有比海水或工业用水的凝固点低的凝固点且具有比海水或工业用水的温度低的沸点的流体(例如丙烷)。
辅助热交换器110具备：通过与第一热源流体的热交换来使液态的中间介质M1蒸发的中间介质蒸发部E1；以及通过与气态的中间介质M1的热交换来使液氢气化的氢加热部E2。中间介质蒸发部E1和氢加热部E2共用一个中空状的壳体112。因此，在壳体112内，中间介质M1在中间介质蒸发部E1与氢加热部E2之间来回。壳体112呈在水平方向长的形状，并且包括构成壳体112的一对侧壁116、118，液态中间介质M1储存在壳体112的下部中。另外，中间介质蒸发部E1和氢加热部E2并不需要共用一个壳体112，也可以是具有独立的壳体(省略图示)并且两个壳体通过中间介质M1流动的管而彼此连接的结构。在该情况下，氢加热部E2并不限定于位于中间介质蒸发部E1的上方的结构。
中间介质蒸发部E1具备：邻接于一个侧壁116的入口室134；邻接于另一个侧壁118的出口室136；以及架设在入口室134与出口室136之间的大量的传热管132。各传热管132沿一个方向延伸，并且被配置在壳体112内的液态中间介质M1的液面下方。设置有泵等的图略的导入管连接于入口室134。从气化装置100的外部供给至入口室134的第一热源流体通过多个传热管132流到出口室136。将出口室136内的第一热源流体从气化装置100排出的图略的排出管连接于出口室136。
中间介质蒸发部E1的传热管132以通过液态中间介质M1内的方式被配置。据此，在传热管132内流动的第一热源流体与液态中间介质M1之间进行热交换。
氢加热部E2具备入口室124、出口室126以及将入口室124和出口室126连通的大量的传热管122。使液氢从外部流入的图略的供给管连接于入口室124。入口室124位于中间介质蒸发部E1的出口室136的上方，但并不限定于该位置。各传热管122呈大致U字形，出口室126邻接于入口室124的上侧。另外，传热管122并不需要呈U字形，例如也可以由直管形成。在该情况下，入口室124以及出口室126并不在上下方向上邻接，而是被配置成其中一者与相对的侧壁116、118中的一者邻接，而另一者与相对的侧壁116、118中的另一者邻接。各传热管122被配置在储存于壳体112内的液态中间介质M1的液面上方。也就是说，各传热管122位于传热管132的上方。
用于使从辅助热交换器110流出的氢流入主热交换器150的连接流路140连接于出口室126。
在传热管122内的液氢与气态中间介质M1之间进行热交换，通过与气态中间介质M1的热交换而气化的氢通过出口室126流入连接流路140。通过与液氢的热交换而液化的中间介质M1流下至壳体112内的中间介质蒸发部E1侧。
在氢加热部E2，传热管122内的液氢通过与气态中间介质M1的热交换而升温至常压下的液化天然气的沸点以上的温度。另外，氢加热部E2也可以将传热管122内的液氢升温至常压下的液化天然气的沸点以下的指定的温度。在辅助热交换器110中被加热的气态或超临界状态的氢通过连接流路140流入主热交换器150。
主热交换器150是使用作为第二热源流体海水或工业用水来加热氢的开架式热交换器。主热交换器150具备多个传热管板160和向各传热管板160供给第二热源流体的热源流体供给部170。
各传热管板160具有：用于使氢流通的大量的传热管166(在图1中用虚线箭头表示)；连接于各传热管166的下端部的下部集管162；以及连接于各传热管166的上端部的上部集管164。这些传热管166沿上下方向延伸并且在垂直平面上排列配置。各传热管166的材料使用例如铝或铝合金等热传导率高的金属材料。
流入各下部集管162内的氢被分配到连接于各下部集管162的大量传热管166。即，在各传热管166中，气态或超临界状态的氢从下朝上而流动。在各上部集管164中，使来自各传热管166的氢汇流。
热源流体供给部170包括被配置在多个传热管板160的上端部附近的槽171。槽171以与各传热管板160邻接的方式按每个传热管板160而设置。各槽171呈在传热管166的排列方向上长的形状，并且是上面开口的的容器状。在各槽171连接有用于使第二热源流体从外部流入的集管172。通过集管172流入槽171内的热源流体从槽171上面的开口溢出到槽171之外。
在主热交换器150中，从各槽171溢出的第二热源流体沿着各传热管板160的大量传热管166的外表面流下。据此，在传热管166内的氢与传热管166的外侧的第二热源流体之间进行热交换。在主热交换器150中，通过与第二热源流体的热交换，氢被加热至常温或指定的温度。氢通过上部集管164从主热交换器150导出，并被供给到外部的氢气需求方。沿着传热管166的外表面流下的第二热源流体通过图略的排水路等而被排出到主热交换器150外。
(运转动作)
在液氢气化装置100的辅助热交换器110中，从外部的液氢供给源向入口室124供给液氢，并且从外部的第一热源流体供给源向中间介质蒸发部E1的入口室134供给第一热源流体(海水或工业用水)。另一方面，在主热交换器150中，从外部的第二热源流体供给源向热源流体供给部170的槽171供给第二热源流体(海水或工业用水)。
被供给到中间介质蒸发部E1的入口室134的第一热源流体通过传热管132流到出口室136，然后被排出到外部。此时，第一热源流体在传热管132中流动并加热储存在壳体112中的液态中间介质M1。据此，液态中间介质M1的至少一部分蒸发。
被供给至氢加热部E2的入口室124的液氢流入传热管122。此时，壳体112内的气态中间介质M1将传热管122内的液氢加热至常压下的液化天然气的沸点以上的温度(第一加热步骤)。另外，氢加热部E2的气态中间介质M1也可以将传热管122内的液氢加热至常压下的液化天然气的沸点以下的指定的温度。被加热的气态或超临界状态的氢从出口室126流入连接流路140。另一方面，被传热管122内的液氢冷却的气态中间介质M1冷凝液化，在壳体112内的内部空间流下，并返回至中间介质蒸发部E1。
流入连接流路140的气态或超临界状态的氢通过主热交换器150的下部集管162被供给到传热管166内。传热管166内的氢被从槽171供给并沿着传热管166的外表面流下的第二热源流体加热，由此传热管166内的氢升温至常温或指定的温度(第二加热步骤)。升温至常温或指定的温度的气态或超临界状态的氢通过上部集管164向外部的氢气需求方被导出。
在如此构成的气化装置100中，作为主热交换器150的前级而设置有对液氢进行预热的辅助热交换器110，因此，能够使流入主热交换器150的氢的温度高于液氢的温度。因此，在主热交换器150中，能够在缓和施加于传热管166的热应力的情况下抑制在传热管166的外表面上结冰。而且，通过使用凝固点低于海水或工业用水的凝固点的流体作为辅助热交换器110的中间介质M1，还能够抑制在辅助热交换器110的传热管122外表面上结冰。
此外，在本实施方式中，由于来自外部的液氢在辅助热交换器110中被加热，因此，能够将具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢导入到主热交换器150中。因此，能够将用于气化液化天然气的现有的开架式气化器也用作气化装置100的主热交换器150。此时，能够削减气化装置100的导入成本。此外，在气化装置100中，辅助热交换器110和主热交换器150作为独立的设备而构成，因此能够更容易地实施各设备的维护。
(第一实施方式的变形例)
参照图2说明第一实施方式的变形例。在第一实施方式的气化装置100中，辅助热交换器也可以具备形成有大量微细流路的微通道式热交换器，而不是具备中间介质式热交换器。微通道式热交换器是具有层叠多个第一板和多个第二板而成的层叠体的热交换器，并且是在形成于第一板的高温流路中流动的高温流体与形成于第二板的低温流路中流动的低温流体之间进行热交换的热交换器。
在具备微通道式热交换器的辅助热交换器210中，作为高温流体的第一热源流体与作为低温流体的液氢进行热交换。第一热源流体是用于加热液氢的加热流体。第一热源流体使用具有比海水或工业用水的凝固点低的凝固点且具有比海水或工业用水的温度低的沸点的流体(例如丙烷)。
辅助热交换器210具有：层叠体212；设置在层叠体212的侧面的入口集管216及出口集管218；以及设置在层叠体212的下面的入口集管226及设置在上面的出口集管228。在所述高温板形成有以从入口集管216向出口集管218蜿蜒的方式形成的高温流路214(在图2中用实线箭头表示)。从外部供给的第一热源流体从入口集管216朝向出口集管218而流过高温流路214。在所述低温板形成有以从入口集管226向出口集管228沿一个方向延伸形成的多个低温流路224(在图2中用虚线箭头表示)。从外部的液氢供给源供给的液氢从入口集管226朝向出口集管228而流过多个低温流路224。此时，在高温流路214的第一热源流体与低温流路224的液氢之间进行热交换。据此，低温流路224的液氢被加热至常压下的液化天然气的沸点以上的温度而变成气态或超临界状态，并从出口集管228流出到连接流路240。被液氢冷却的低温流路224的第一热源流体从出口集管218排出到外部。另外，低温流路224的液氢也可以被加热至常压下的液化天然气的沸点以下的指定的温度。在图例中，高温流路214蜿蜒形成，低温流路224沿一个方向延伸形成，但并不限定于该结构。高温流路214和低温流路224都可以是蜿蜒的，或者都可以直线状形成。
(第二实施方式)
如图3所示，在第二实施方式涉及的气化装置300中，在主热交换器150的前级设有使液氢分流的分流流路330，利用辅助热交换器310对从外部供给的液氢的一部分进行预热，在这些点上不同于第一实施方式。
气化装置300具备：使从外部供给的液氢流通的供给流路320；使在供给流路320流动的液氢分流的分流流路330；以及连接于分流流路330和主热交换器150的主流路340。分流流路330包括连接于供给流路320的第一分流流路332；以及连接于供给流路320并与第一分流流路332分支而形成的第二分流流路334。流过供给流路320的一部分液氢被分流至第一分流流路332，流过供给流路320的其它部分液氢被分流至第二分流流路334(分流步骤)。
在第二分流流路334设置有能够控制流经第二分流流路334的液氢的流量的调整阀333。
在第一分流流路332设置有通过与从外部供给的第一热源流体进行热交换来使流经第一分流流路332的液氢升温的辅助热交换器310。辅助热交换器310是开架式热交换器，具有：使来自第一分流流路332的液氢流通的大量传热管312(在图3中用虚线箭头表示)；以及使第一热源流体沿着大量的传热管312的外周面流下的槽314。在辅助热交换器310中，与主热交换器150同样，第一热源流体使用海水或工业用水。辅助热交换器310将第一分流流路332的液氢加热至指定的温度(第一加热步骤)。
气化装置300被构成为使在辅助热交换器310中为了处理单位流量的液氢而施加到第一热源流体的热负荷的大小小于在主热交换器150中为了处理单位流量的液氢而施加到第二热源流体的热负荷的大小。即，在将相同热量的氢分别供给至辅助热交换器310和主热交换器150的情况下，向辅助热交换器310的第一热源流体的供给流量大于向主热交换器150的第二热源流体的供给流量。例如，在辅助热交换器310中的第一热源流体的入口侧设置有用于使第一热源流体流入辅助热交换器310的泵(省略图示)。由于利用该泵能够向辅助热交换器310供给较大流量的第一热源流体，因此在辅助热交换器310中向用于处理单位流量的氢的第一热源流体施加的热负荷变小。也就是说，该泵能够以比使第二热源流体流入主热交换器150的图外的泵更大的流量送出第一热源流体。另外，气化装置300被构成为使供给到辅助热交换器310的第一热源流体的流量大于或等于供给到主热交换器150的第二热源流体的流量。
流入第一分流流路332并被辅助热交换器310加热的氢和流入第二分流流路334的液氢流入主流路340而汇流(汇流步骤)。
在气化装置300中，来自第一分流流路332的氢与来自第二分流流路334的液氢汇流，从而在主流路340中生成具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢。据此，具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的气态或超临界状态的氢从主流路340导入到主热交换器150中。另外，也可以通过使来自第一分流流路332的氢与来自第二分流流路334的液氢汇流而生成具有常压下的液化天然气的沸点以下的温度的氢。
供给到主热交换器150的氢与第一实施方式同样通过与第二热源流体的热交换，被加热至指定的温度(第二加热步骤)。被加热至指定的温度的氢向外部的氢气需求方被导出。
在如上所述地构成的气化装置300中，流入第一分流流路332并利用辅助热交换器310升温的氢与第二分流流路334的液氢汇流而流入主流路340。因此，能够使比液氢高温的氢流入主热交换器150。因此，在主热交换器150中，能够在缓和施加于传热管166的热应力的情况下抑制在传热管166的外表面上结冰。
而且，在辅助热交换器310中，通过增大第一热源流体的供给量，与主热交换器150相比，为了处理液氢而施加到第一热源流体的热负荷的大小变小。因此，在辅助热交换器310中，也能够在缓和施加于传热管312的热应力的情况下抑制在传热管外表面上结冰。此外，与第一实施方式同样，由于能够将具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢导入到主热交换器150中，因此，能够将用于气化液化天然气的现有的开架式气化器作为主热交换器150而利用。另外，导入到主热交换器150的氢的温度也可以为常压下的液化天然气的沸点以下的温度。
(第二实施方式的变形例)
如图4所示，在气化装置300中，设置在第一分流流路432上的辅助热交换器410也可以具备中间介质式的热交换器，而不是具备开架式的热交换器。
设置在分流流路430的第一分流流路432的辅助热交换器410与第一实施方式中的辅助热交换器110大致相同地形成。辅助热交换器410具有：使收容在壳体内的中间介质M1通过与第一热源流体的热交换而蒸发的中间介质蒸发部E1；以及通过与蒸发的气态的中间介质M1的热交换而加热第一分流流路432的液氢的氢加热部E2。利用辅助热交换器410加热的第一分流流路432的氢流入主流路440并与来自第二分流流路434的液氢汇流后流入主热交换器150。
在该情况下，也与第二实施方式同样，由于使比液氢更高温度的氢流入主热交换器150，因此在主热交换器150中能够在缓和施加于传热管166的热应力的情况下抑制在传热管166的外表面上结冰。
另外，与在第一实施方式的变形例中说明的辅助热交换器210同样，第一分流流路432的辅助热交换器410也可以具备微通道式热交换器，而不是具备中间介质式热交换器。在该情况下，如图5所示，在分流流路530的第一分流流路532设置有作为微通道式热交换器的辅助热交换器510。流入分流流路530的液氢通过在辅助热交换器510中与第一热源流体进行热交换而被加热。
本次公开的实施方式在所有的点上为例示，不应解释为用于限制。本发明的范围不是通过所述的说明来表示，而是通过权利要求书来表示，并包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。
在此，概括说明所述实施方式。
(1)本公开的液氢气化装置由液氢生成气态或超临界状态的氢，并且包括：辅助热交换器，通过与凝固点低于海水或工业用水的凝固点的加热流体进行热交换来使液氢升温；以及开架式的主热交换器，具有用于使氢流通的传热管和向所述传热管的外表面供给海水或工业用水的槽部，使从所述辅助热交换器流出的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温。
在如此构成的液氢气化装置中，作为主热交换器的前级而设置有对液氢进行预热的辅助热交换器，因此，能够使温度高于液氢的温度的氢流入主热交换器。因此，在主热交换器中，能够在缓和施加于传热管的热应力的情况下抑制在传热管的外表面上结冰。而且，通过使用凝固点低于水的凝固点的流体作为辅助热交换器的加热流体，因此，加热流体难以凝固，能够抑制在辅助热交换器上结冰。
(2)所述辅助热交换器也可以具备中间介质式热交换器，该中间介质式热交换器使用作为所述加热流体的中间介质，通过所述中间介质在液氢与从外部供给的热源流体之间进行热交换。此时，所述中间介质式热交换器也可以包括：中间介质蒸发部，通过与所述热源流体进行热交换来使所述中间介质的至少一部分气化；以及氢加热部，设置有用于使液氢流通的传热管，通过与所述气化的中间介质进行热交换来使传热管内的液氢升温。
在该技术方案中，作为主热交换器的前级的辅助热交换器，使用将加热介质作为中间介质使用的中间介质式热交换器。在该情况下，作为加热中间介质使其蒸发的热源流体，可以使用海水或工业用水。
(3)所述液氢气化装置也可以还包括：主流路，连接于所述主热交换器；以及分流流路，使从外部供给的液氢分流，包括使从所述外部供给的一部分液氢流入的第一分流流路和使从所述外部供给的另一部分液氢流入的第二分流流路。此时，所述辅助热交换器也可以设置在所述第一分流流路上。所述分流流路也可以以使流入到所述第一分流流路并利用所述辅助热交换器升温的氢和流入到所述第二分流流路的液氢汇流并流入所述主流路的方式连接于所述主流路。
在该技术方案中，通过使分流到第一分流流路并利用辅助热交换器升温的氢与分流到第二分流流路的液氢汇流并流入主流路，从而能够使比液氢高温的氢流入主流路。因此，在主热交换器中，能够在缓和施加于传热管的热应力的情况下抑制在传热管外表面上结冰。
(4)本公开的液氢气化装置由液氢生成气态或超临界状态的氢，并且包括：开架式的主热交换器，具有用于使氢流通的传热管和向所述传热管的外表面供给海水或工业用水的的槽部，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温；主流路，连接于所述主热交换器；分流流路，使从外部供给的液氢分流，包括使从所述外部供给的一部分液氢流入的第一分流流路和使从所述外部供给的另一部分液氢流入的第二分流流路；以及辅助热交换器，被配置在所述第一分流流路上，使流经所述第一分流流路的液氢通过与加热流体进行热交换而升温。所述分流流路以使在所述第一分流流路中流通的所述升温的氢和在所述第二分流流路中流通的液氢汇流并流入所述主流路的方式连接于所述主流路。在所述辅助热交换器中使液氢升温所需的加热流体的热负荷的大小小于在所述主热交换器中使氢升温所需的海水或工业用水的热负荷的大小。
在如上所述地构成的液氢气化装置中，使分流到第一分流流路并利用辅助热交换器升温的氢和分流到第二分流流路的液氢汇流而流入主流路。据此，能够使比液氢高温的氢流入主热交换器。因此，在主热交换器中，能够在缓和施加于传热管的热应力的情况下抑制在传热管外表面上结冰。而且，由于辅助热交换器中的加热流体的热负荷比主热交换器中的海水或工业用水的热负荷小，所以在导入液氢的辅助热交换器中，也能够缓和热应力并抑制结冰。
(5)所述液氢气化装置也可以通过在所述辅助热交换器中对液氢进行加热，生成具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢。(6)此外，所述液氢气化装置也可以通过来自所述第一分流流路的氢和来自所述第二分流流路的液氢汇流，生成具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢。
在这些技术方案中，液氢利用辅助热交换器被加热，具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢被导入到主热交换器中。因此，能够将用于气化液化天然气的开架式气化器作为主热交换器而利用。在该情况下，能够削减液氢气化装置的导入成本。
(7)本公开的生成氢的方法是使液氢升温来生成气态或超临界状态的氢的方法。该方法包括：第一加热步骤，在辅助热交换器中，使从外部供给的液氢通过与凝固点低于海水或工业用水的凝固点的加热流体进行热交换而升温；以及第二加热步骤，使从所述辅助热交换器流出的氢流入主热交换器的传热管，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温至指定的温度。
(8)在所述第一加热步骤中，也可以生成具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢。
(9)本公开的生成氢的方法是使液氢升温来生成气态或超临界状态的氢的方法。该方法包括：分流步骤，使从外部供给的液氢分流到第一分流流路和第二分流流路；第一加热步骤，在设置于所述第一分流流路上的辅助热交换器中，使所述第一分流流路的液氢通过与加热流体进行热交换而升温；汇流步骤，使来自所述第一分流流路的氢和来自所述第二分流流路的液氢汇流并流入主流路；以及第二加热步骤，使所述主流路的氢流入主热交换器的传热管，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温至指定的温度。在所述第一加热步骤中用于使液氢升温的加热流体的热负荷的大小小于在所述第二加热步骤中用于使氢升温的海水或工业用水的热负荷的大小。
(10)在所述汇流步骤中，也可以使所述氢和所述液氢汇流后的流体具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度。
根据本公开，在液氢气化装置中，能够在缓和在开架式热交换器的传热管的热应力的情况下抑制在传热管上结冰。
Claims (10)
1.一种液氢气化装置，其特征在于，由液氢生成气态或超临界状态的氢，并且包括：
辅助热交换器，通过与凝固点低于海水或工业用水的凝固点的加热流体进行热交换来使液氢升温；以及
开架式的主热交换器，具有用于使氢流通的传热管和向所述传热管的外表面供给海水或工业用水的槽部，使从所述辅助热交换器流出的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温。
2.根据权利要求1所述的液氢气化装置，其特征在于，
所述辅助热交换器具备中间介质式热交换器，该中间介质式热交换器使用作为所述加热流体的中间介质，通过所述中间介质在液氢与从外部供给的热源流体之间进行热交换，
所述中间介质式热交换器包括：
中间介质蒸发部，通过与所述热源流体进行热交换来使所述中间介质的至少一部分气化；以及
氢加热部，设置有用于使液氢流通的传热管，通过与所述气化的中间介质进行热交换来使传热管内的液氢升温。
3.根据权利要求2所述的液氢气化装置，其特征在于还包括：
主流路，连接于所述主热交换器；以及
分流流路，使从外部供给的液氢分流，包括使从所述外部供给的一部分液氢流入的第一分流流路和使从所述外部供给的另一部分液氢流入的第二分流流路，
所述辅助热交换器设置在所述第一分流流路上，
所述分流流路以使流入到所述第一分流流路并利用所述辅助热交换器升温的氢和流入到所述第二分流流路的液氢汇流并流入所述主流路的方式连接于所述主流路。
4.一种液氢气化装置，其特征在于，由液氢生成气态或超临界状态的氢，并且包括：
开架式的主热交换器，具有用于使氢流通的传热管和向所述传热管的外表面供给海水或工业用水的的槽部，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温；
主流路，连接于所述主热交换器；
分流流路，使从外部供给的液氢分流，包括使从所述外部供给的一部分液氢流入的第一分流流路和使从所述外部供给的另一部分液氢流入的第二分流流路；以及
辅助热交换器，被配置在所述第一分流流路上，使流经所述第一分流流路的液氢通过与加热流体进行热交换而升温，其中，
所述分流流路以使在所述第一分流流路中流通的所述升温的氢和在所述第二分流流路中流通的液氢汇流并流入所述主流路的方式连接于所述主流路，
在所述辅助热交换器中使液氢升温所需的加热流体的热负荷的大小小于在所述主热交换器中使氢升温所需的海水或工业用水的热负荷的大小。
5.根据权利要求1或2所述的液氢气化装置，其特征在于，
通过在所述辅助热交换器中对液氢进行加热，生成具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢。
6.根据权利要求3或4所述的液氢气化装置，其特征在于，
通过来自所述第一分流流路的氢和来自所述第二分流流路的液氢汇流，生成具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢。
7.一种使液氢升温来生成气态或超临界状态的氢的生成方法，其特征在于包括：
第一加热步骤，在辅助热交换器中，使从外部供给的液氢通过与凝固点低于海水或工业用水的凝固点的加热流体进行热交换而升温；以及
第二加热步骤，使从所述辅助热交换器流出的氢流入主热交换器的传热管，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温至指定的温度。
8.根据权利要求7所述的生成气态或超临界状态的氢的生成方法，其特征在于，
在所述第一加热步骤中，生成具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度的氢。
9.一种使液氢升温来生成气态或超临界状态的氢的生成方法，其特征在于包括：
分流步骤，使从外部供给的液氢分流到第一分流流路和第二分流流路；
第一加热步骤，在设置于所述第一分流流路上的辅助热交换器中，使所述第一分流流路的液氢通过与加热流体进行热交换而升温；
汇流步骤，使来自所述第一分流流路的氢和来自所述第二分流流路的液氢汇流并流入主流路；以及
第二加热步骤，使所述主流路的氢流入主热交换器的传热管，使所述传热管内的氢通过与海水或工业用水进行热交换而升温至指定的温度，其中，
在所述第一加热步骤中用于使液氢升温的加热流体的热负荷的大小小于在所述第二加热步骤中用于使氢升温的海水或工业用水的热负荷的大小。
10.根据权利要求9所述的生成气态或超临界状态的氢的生成方法，其特征在于，
在所述汇流步骤中，使所述氢和所述液氢汇流后的流体具有常压下的液化天然气的沸点以上的温度。
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