[發明專利]一種甲烷混合推進劑調制/防結冰過冷系統

有效

• 申請號: 202010249586.0
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN111457635B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 王磊;劉柏文;上官石;謝福壽;馬原;厲彥忠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10;F25D21/04;F25B40/02;F25B43/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種甲烷混合推進劑調制/防結冰過冷系統，包括推進劑組分調制+循環過冷裝置或推進劑組分調制+傳輸過冷裝置，其特征在于：

所述的推進劑組分調制+循環過冷裝置，包括調制儲罐(1)，調制儲罐(1)的進液口與第一液體儲罐(2)、第二液體儲罐(3)出口通過管道相接，第一液體儲罐(2)出口支管設置第一泄流閥(4)，第二液體儲罐(3)出口支管設置第二泄流閥(5)，兩支管連接至總管，并在總管設置流量調節閥(6)、流量計(7)；調制儲罐(1)的出液口經第三泄流閥(11)、循環泵(12)、泵后調節閥(13)連接低溫換熱器(14)推進劑側入口，低溫換熱器(14)推進劑側出口經回流閥(15)反流至調制儲罐(1)的回流口，調制儲罐(1)頂部加壓口通過穩壓閥(10)、第一泄壓閥(9)和第一高壓氦氣瓶(8)出口連接；低溫換熱器(14)液氮側入口與液氮儲罐(17)接通，并在連接管路設置液氮流量調節閥(16)；低溫換熱器(14)液氮側出口經氮氣泄流閥(18)排空；

所述的推進劑組分調制+傳輸過冷裝置，包括調制儲罐(1)，調制儲罐(1)的進液口與第一液體儲罐(2)、第二液體儲罐(3)出口通過管道相接，第一液體儲罐(2)出口支管設置第一泄流閥(4)，第二液體儲罐(3)出口支管設置第二泄流閥(5)，兩支管連接至總管，并在總管設置流量調節閥(6)、流量計(7)；調制儲罐(1)頂部加壓口連接增壓氣體管路，增壓氣體管路設置增壓氣體調節閥(19)；調制儲罐(1)的出液口依次經第三泄流閥(11)、低溫換熱器(14)推進劑通道、推進劑加注閥(20)連接箭上貯箱(24)底部加注口，低溫換熱器(14)液氮側入口與液氮儲罐(17)接通，并在連接管路設置液氮流量調節閥(16)，低溫換熱器(14)液氮側出口經氮氣泄流閥(18)排空；箭上貯箱(24)頂部卸壓口經第二泄壓閥(22)和第二高壓氦氣瓶(21)入口連接，箭上貯箱(24)頂部設置排氣閥(23)；

所述的第一液體儲罐(2)、第二液體儲罐(3)采用移動式或固定式低溫容器，不銹鋼材質，真空絕熱；具備液體質量、組分監測功能，頂部具有增壓、穩壓接口及安全排氣系統；內部裝載純質液甲烷、液乙烷、液丙烷或組分已知的多元混合推進劑，且第一液體儲罐(2)、第二液體儲罐(3)內液體推進劑溫度相近，均低于110K。

2.根據權利要求1所述的一種甲烷混合推進劑調制/防結冰過冷系統，其特征在于：所述的第一高壓氦氣瓶(8)、第二高壓氦氣瓶(21)采用鋼瓶結構，單氣瓶布置或多氣瓶并聯布置，儲氣壓力15MPa～70MPa，儲氣溫度為常溫。

3.根據權利要求1所述的一種甲烷混合推進劑調制/防結冰過冷系統，其特征在于：所述的第一泄壓閥(9)、第二泄壓閥(22)采用節流閥或節流孔板結構，節流背壓須大于0.1MPa。

4.根據權利要求1所述的一種甲烷混合推進劑調制/防結冰過冷系統，其特征在于：所述的穩壓閥(10)由閥后壓力控制，根據調制儲罐(1)內壓力與設定壓力差控制氦氣向調制儲罐(1)內注入。

5.根據權利要求1所述的一種甲烷混合推進劑調制/防結冰過冷系統，其特征在于：所述的循環泵(12)采用潛液式或非潛液式防爆低溫泵。

6.根據權利要求1所述的一種甲烷混合推進劑調制/防結冰過冷系統，其特征在于：所述的低溫換熱器(14)采用管殼式、套管式、板式、板翅式結構；材質為鋁合金；耐壓小于0.5MPa；低溫換熱器(14)外采用聚氨酯發泡或珠光砂絕熱包裹，絕熱厚度30mm。

7.根據權利要求1所述的一種甲烷混合推進劑調制/防結冰過冷系統，其特征在于：所述的液氮流量調節閥(16)受低溫換熱器(14)換熱能力控制閥門開度；當低溫換熱器(14)采用管殼式結構且液氮位于殼側時，液氮流量調節閥(16)根據低溫換熱器(14)內液氮液位控制開度；當低溫換熱器(14)采用套管式、板式、板翅式結構時，液氮流量調節閥(16)受低溫換熱器(14)推進劑出口溫度控制開度。