一种运载火箭液氧加注系统技术方案

一种运载火箭液氧加注系统，涉及低温介质加注系统领域，包括转注模块、增压模块、第一液氧固定罐、第二液氧固定罐、第三液氧固定罐、第四液氧固定罐、第一加注模块、第二加注模块、第三加注模块、外部第一储箱、外部第二储箱、外部第三储箱、外部第四储箱、外部第五储箱、外部第六储箱、第一排放系统、第二排放系统和排空口；本发明专利技术采用挤压和泵的组合加注方法、液氧加注系统采用冗余设计、液氧安全排放技术、多回路同时加注技术、大流量过冷技术、和“一对多”增压技术，提供一种运载火箭液氧加注系统，确保液氧加注流量及进箭品质，以及设备、管路的安全可靠，同时提高液氧加注系统的可靠性、安全性，满足总体对液氧加注系统的要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种低温介质加注系统，特别是一种运载火箭液氧加注系统。
技术介绍
随着火箭朝着大型化、模块化方向发展，低温推进剂加注流量和规模日益增大，促使低温加注系统必须具备大流量多回路同时加注能力，以及高可靠性、高安全性保障，小流量(1000L/min)单一回路加注系统已无法满足目前使用要求。现有低温加注系统和低温试验系统存在加注方式单一，加注关键设备存在单点环节，加注回路和增压方式单一，且管路柔性设计未考虑长输管线环境温度补偿、过冷加注流量偏小等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种运载火箭液氧加注系统，确保液氧加注流量及进箭品质，以及设备、管路的安全可靠，同时提高液氧加注系统的可靠性、安全性，满足总体对液氧加注系统的要求。本专利技术的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：一种运载火箭液氧加注系统，包括转注模块、增压模块、加注存储模块、气动截止阀系统、加注系统、外部存储模块、排放系统和排空口；转注模块：输出氧气至增压模块和加注存储模块；输出液氧经气动截止阀模块至增压模块和加注存储模块；输出液氧经气动截止阀系统至排空口；增压模块：接收转注模块传来的氧气和液氧，将液氧汽化生成氧气，输出氧气至加注存储模块、排放系统和排空口；输出液氧至加注系统；加注存储模块：接收转注模块传来的氧气和液氧；接收增压模块传来的氧气；将液氧输出至加注系统和排放系统；将氧气输出至排放系统；气动截止阀系统：控制转注模块将液氧输出至增压模块和加注存储模块；加注系统：接收增压模块和加注存储模块传来的液氧，将液氧输出至外部存储模块和排放系统；外部存储模块：接收加注系统传来的液氧；排放系统：接收增压模块和加注存储模块传来的氧气；接收加注存储模块加注系统传来的液氧；排空口：将转注模块传来的液氧、增压模块传来的氧气排出。在上述的一种运载火箭液氧加注系统，加注存储模块包括第一液氧固定罐、第二液氧固定罐、第三液氧固定罐和第四液氧固定罐，每个液氧固定罐容量为100～330m3；气动截止阀系统包括气动截止阀1～气动截止阀7和气动调节阀8；当第一液氧固定罐发生故障时，气动截止阀系统可打开气动截止阀5和气动截止阀6，实现转注模块输出液氧至加注存储模块；当第二液氧固定罐发生故障时，气动截止阀系统可打开气动截止阀3和气动截止阀4，实现转注模块输出液氧至加注存储模块；当第三液氧固定罐发生故障时，气动截止阀系统可打开气动截止阀1和气动截止阀2，实现转注模块输出液氧至加注存储模块；当第四液氧固定罐发生故障时，气动截止阀系统可打开气动截止阀1，实现转注模块输出液氧至加注存储模块。在上述的一种运载火箭液氧加注系统，所述的加注系统包括n个加注模块，加注模块包括加注模块上半部分和加注模块下半部分；其中加注模块上半部分包括：气动截止阀9～气动截止阀17、温度计1～温度计4、压力计1～压力计4、流量计1、气动调节阀1、单向阀1、泵1、过滤器1和过冷器1；加注模块下半部分包括气动截止阀20～气动截止阀28、温度计5～温度计8、压力计5～压力计8、流量计2、气动调节阀2、单向阀2、泵2、过滤器2和过冷器2；每个加注模块互为冗余，加注模块上半部分和加注模块下半部分互为备份，n为不小于2的正整数。在上述的一种运载火箭液氧加注系统，加注模块的加注步骤包括：步骤(一)、加注模块上半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀9、气动调节阀1、流量计1、气动截止阀10、气动截止阀11输出至外部第一储箱；将接收到的液氧依次通过气动截止阀9、气动调节阀1、流量计1、气动截止阀10、气动截止阀12输出至第二排放系统；加注模块下半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀22、气动调节阀2、流量计2、气动截止阀24、气动截止阀28输出至外部第二储箱；将接收到的液氧依次通过气动截止阀22、气动调节阀2、流量计2、气动截止阀24、气动截止阀27输出至第二排放系统；步骤(二)、加注模块上半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀17、过滤器1、温度计1、压力计1、泵1、温度计2、压力计2、气动截止阀16输出至第一排放系统；然后将接收到的液氧依次通过气动截止阀17、过滤器1、温度计1、压力计1、泵1、温度计2、压力计2、气动截止阀15、气动调节阀1、流量计1、气动截止阀10、气动截止阀11输出至外部第一储箱；将接收到的液氧依次通过气动截止阀17、过滤器1、温度计1、压力计1、泵1、温度计2、压力计2、气动截止阀16输出至第一排放系统；然后将接收到的液氧依次通过气动截止阀17、过滤器1、温度计1、压力计1、泵1、温度计2、压力计2、气动截止阀15、气动调节阀1、流量计1、气动截止阀10、气动截止阀12输出至第二排放系统；加注模块下半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀20、过滤器2、温度计5、压力计5、泵2、温度计6、压力计6、气动截止阀21输出至第一排放系统；然后将接收到的液氧依次通过气动截止阀20、过滤器2、温度计5、压力计5、泵2、温度计6、压力计6、气动截止阀23、气动调节阀2、流量计2、气动截止阀24、气动截止阀28输出至外部第一储箱；将接收到的液氧依次通过气动截止阀20、过滤器2、温度计5、压力计5、泵2、温度计6、压力计6、气动截止阀23、气动调节阀2、流量计2、气动截止阀24、气动截止阀27输出至第二排放系统；步骤(三)、加注模块上半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀9、气动调节阀1、流量计1、温度计3、压力计3、气动截止阀14、过冷器1、气动截止阀13、温度计4、压力计4、气动截止阀11输出至外部第一储箱；将接收到的液氧依次通过气动截止阀9、气动调节阀1、流量计1、温度计3、压力计3、气动截止阀14、过冷器1、气动截止阀13、温度计4、压力计4、气动截止阀12输出至第二排放系统；加注模块下半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀22、气动调节阀2、流量计2、温度计7、压力计7、气动截止阀25、过冷器2、气动截止阀26、温度计8、压力计8、气动截止阀28输出至外部第一储箱；将接收到的液氧依次通过气动截止阀22、气动调节阀2、流量计2、温度计7、压力计7、气动截止阀25、过冷器2、气动截止阀26、温度计8、压力计8、气动截止阀27输出至第二排放系统。在上述的一种运载火箭液氧加注系统，当气动截止阀9、气动截止阀17、过滤器1、泵1中某一设备或多个设备发生故障，加注模块可通过打开冗余通道气动截止本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运载火箭液氧加注系统，其特征在于：包括转注模块、增压模块、加注存储模块、气动截止阀系统、加注系统、外部存储模块、排放系统和排空口；转注模块：输出氧气至增压模块和加注存储模块；输出液氧经气动截止阀模块至增压模块和加注存储模块；输出液氧经气动截止阀系统至排空口；增压模块：接收转注模块传来的氧气和液氧，将液氧汽化生成氧气，输出氧气至加注存储模块、排放系统和排空口；输出液氧至加注系统；加注存储模块：接收转注模块传来的氧气和液氧；接收增压模块传来的氧气；将液氧输出至加注系统和排放系统；将氧气输出至排放系统；气动截止阀系统：控制转注模块将液氧输出至增压模块和加注存储模块；加注系统：接收增压模块和加注存储模块传来的液氧，将液氧输出至外部存储模块和排放系统；外部存储模块：接收加注系统传来的液氧；排放系统：接收增压模块和加注存储模块传来的氧气；接收加注存储模块加注系统传来的液氧；排空口：将转注模块传来的液氧、增压模块传来的氧气排出。

【技术特征摘要】
1.一种运载火箭液氧加注系统，其特征在于：包括转注模块、增压模块、
加注存储模块、气动截止阀系统、加注系统、外部存储模块、排放系统和排空
口；
转注模块：输出氧气至增压模块和加注存储模块；输出液氧经气动截止阀
模块至增压模块和加注存储模块；输出液氧经气动截止阀系统至排空口；
增压模块：接收转注模块传来的氧气和液氧，将液氧汽化生成氧气，输出
氧气至加注存储模块、排放系统和排空口；输出液氧至加注系统；
加注存储模块：接收转注模块传来的氧气和液氧；接收增压模块传来的氧
气；将液氧输出至加注系统和排放系统；将氧气输出至排放系统；
气动截止阀系统：控制转注模块将液氧输出至增压模块和加注存储模块；
加注系统：接收增压模块和加注存储模块传来的液氧，将液氧输出至外部
存储模块和排放系统；
外部存储模块：接收加注系统传来的液氧；
排放系统：接收增压模块和加注存储模块传来的氧气；接收加注存储模块
加注系统传来的液氧；
排空口：将转注模块传来的液氧、增压模块传来的氧气排出。
2.根据权利要求1所述的一种运载火箭液氧加注系统，其特征在于：加
注存储模块包括第一液氧固定罐、第二液氧固定罐、第三液氧固定罐和第四液
氧固定罐，每个液氧固定罐容量为100～330m3；气动截止阀系统包括气动截
止阀(1)～气动截止阀(7)和气动调节阀(8)；当第一液氧固定罐发生故障
时，气动截止阀系统可打开气动截止阀(5)和气动截止阀(6)，实现转注模
块输出液氧至加注存储模块；当第二液氧固定罐发生故障时，气动截止阀系统
可打开气动截止阀(3)和气动截止阀(4)，实现转注模块输出液氧至加注存
储模块；当第三液氧固定罐发生故障时，气动截止阀系统可打开气动截止阀(1)

\t和气动截止阀(2)，实现转注模块输出液氧至加注存储模块；当第四液氧固定
罐发生故障时，气动截止阀系统可打开气动截止阀(1)，实现转注模块输出液
氧至加注存储模块。
3.根据权利要求1所述的一种运载火箭液氧加注系统，其特征在于：所
述的加注系统包括n个加注模块，加注模块包括加注模块上半部分和加注模块
下半部分；其中加注模块上半部分包括：气动截止阀(9)～气动截止阀(17)、
温度计(1)～温度计(4)、压力计(1)～压力计(4)、流量计(1)、气动调节
阀(1)、单向阀(1)、泵(1)、过滤器(1)和过冷器(1)；加注模块下半部
分包括气动截止阀(20)～气动截止阀(28)、温度计(5)～温度计(8)、压力
计(5)～压力计(8)、流量计(2)、气动调节阀(2)、单向阀(2)、泵(2)、
过滤器(2)和过冷器(2)；每个加注模块互为冗余，加注模块上半部分和加
注模块下半部分互为备份，n为不小于2的正整数。
4.根据权利要求3所述的一种运载火箭液氧加注系统，其特征在于：加
注模块的加注步骤包括：
步骤(一)、加注模块上半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀(9)、
气动调节阀(1)、流量计(1)、气动截止阀(10)、气动截止阀(11)输出至
外部第一储箱；将接收到的液氧依次通过气动截止阀(9)、气动调节阀(1)、
流量计(1)、气动截止阀(10)、气动截止阀(12)输出至第二排放系统；加
注模块下半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀(22)、气动调节阀(2)、
流量计(2)、气动截止阀(24)、气动截止阀(28)输出至外部第二储箱；将
接收到的液氧依次通过气动截止阀(22)、气动调节阀(2)、流量计(2)、气
动截止阀(24)、气动截止阀(27)输出至第二排放系统；
步骤(二)、加注模块上半部分将接收到的液氧依次通过气动截止阀(17)、
过滤器(1)、温度计(1)、压力计(1)、泵(1)、温度计(2)、压力计(2)、
气动截止阀(16)输出至第一排放系统；然后将接收到的液氧依次通过气动截
止阀(17)、过滤器(1)、温度计(1)、压力计(1)、泵(1)、温度计(2)、

\t压力计(2)、气动截止阀(15)、气动调...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，刘忠明，田青亚，王鹏飞，唐强，王立，刘照智，于慧洁，黄玲艳，戴维奇，王嵩，张雷杰，刘健，程帆，贺建华，吕岩，曹巍，
申请(专利权)人：北京航天发射技术研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11