【技术实现步骤摘要】
一种低温推进剂热力学排气系统地面集成试验装置及方法
[0001]本专利技术属于低温推进剂空间在轨贮存
，特别涉及一种低温推进剂热力学排气系统地面集成试验装置及方法。
技术介绍
[0002]液氢液氧低温推进剂被认为是进行空间及轨道转移效率最高的化学推进剂，在国内外运载火箭和上面级上得到了广泛的应用。但是由于低温推进剂沸点低，受热易蒸发并引起低温贮箱压力上升而排气，带来推进剂的大量蒸发损耗，同时由于在微重力环境下气液交织在一起，排气时也会夹带走大量的液体推进剂，造成不必要的损失。
[0003]国内现役低温火箭均采用沉底直接排气方案，但随着在轨时间的增加，排气次数较多，采用该方案则需要消耗大量的沉底推进剂，代价较大。
[0004]国外则提出了一种主动热力学排气方案和一种被动热力学排气方案。其中，所提出主动热力学排气方案需要克服循环泵气蚀问题，在实际工程应用中风险较大；所提出的被动热力学排气方案中绕管式换热器内置于贮箱，其绕管式换热器直接与箱内流体进行换热，该方案对于大尺度贮箱而言需要较大的换热面积，所需安装空...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低温推进剂热力学排气系统地面集成试验装置，其特征在于，包括贮箱(1)、真空容器(2)、主动热力学排气系统、以及被动热力学排气系统，其中，所述贮箱(1)位于真空容器(2)内部，与真空容器(2)内壁固定连接，贮箱(1)与真空容器(2)之间的夹层通过真空机组(21)抽真空；所述主动热力学排气系统包括节流流体回路和循环流体回路，其中，所述节流流体回路包括第一焦汤节流阀(6)、换热器(4)、第二手动截止阀(26)、第三电磁阀(11)和第一流量计(12)；所述循环流体回路包括换热器(4)、循环泵(5)、第四流量计(24)和喷射混合装置(10)；所述节流流体回路自贮箱(1)底部依靠贮箱(1)内外压差驱动流体进入第一焦汤节流阀(6)，流体经节流降温后进入换热器(4)，与循环流体回路中由循环泵(5)抽入的流体在换热器(4)中换热，以气体形式离开换热器(4)后经第二手动截止阀(26)、第三电磁阀(11)和第一流量计(12)自主动热力学排气口(13)排出；所述循环流体回路中流体自贮箱(1)底部进入换热器(4)换热冷却后，液相流体在循环泵(5)的驱动下经第四流量计(24)自贮箱(1)底部进入喷射混合装置(10)，以喷射方式喷入贮箱(1)，对贮箱(1)中流体降温降压；所述被动热力学排气系统包括液体节流支路、气体节流支路、第二焦汤节流阀(9)、冷屏(23)和被动热力学排放管路，所述液体节流支路依靠贮箱(1)内外压差自贮箱(1)底部驱动液相流体进入第一电磁阀(7)，然后经第二焦汤节流阀(9)节流降温后自贮箱(1)底部进入冷屏(23)；所述气体节流支路依靠贮箱(1)内外压差自贮箱(1)顶部驱动气相流体进入第二电磁阀(8)，然后经第二焦汤节流阀(9)节流降温后自贮箱(1)底部进入冷屏(23)；冷屏(23)的多路换热管中流体与贮箱(1)的外壁面换热，贮箱(1)的外壁面被冷却后与其内部的流体换热，实施贮箱(1)内流体的降温降压，冷屏(23)中流体被加热，以饱和蒸汽或过热气体的形式自贮箱(1)顶部进入被动热力学排放管路，经第三流量计(17)、第四手动截止阀(27)自被动热力学排气口(18)排出。2.根据权利要求1所述的地面集成试验装置，其特征在于，所述主动热力学排气系统中喷射混合装置(10)为中空管状结构，管壁四周开孔，对贮箱(1)内流体进行全方位降温降压。3.根据权利要求1所述的地面集成试验装置，其特征在于，所述主动热力学排气系统中包括一个或多个并联的第一焦汤节流阀(6)，贮箱(1)底部流体依靠贮箱(1)内外压差进入一个或多个并联的第一焦汤节流阀(6)后，经节流降温后进入换热器(4)。4.根据权利要求1所述的地面集成试验装置，其特征在于，所述被动热力学排气系统中的冷屏(23)包括进口位于贮箱底部、出口位于贮箱顶部的多路换热管，多路换热管自贮箱(1)的底部沿贮箱外壁面的母线方向延伸至贮箱顶部且在位于贮箱顶部中心位置汇合。5.根据权利要求4所述的地面集成试验装置，其特征在于，所述冷屏(23)的多路换热管在贮箱(1)的外壁面上均匀分布。6.根据权利要求4所述的地面集成试验装置，其特征在于，所述冷屏(23)的多路换热管焊接固定在贮箱(1)的外壁面上，优选换热管的截面为半圆形，半圆形两端焊接固定在贮箱(1)的外壁面上。7.根据权利要求1所述的地面集成试验装置，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张少华，周振君，潘瑶，王思峰，刘欣，巩萌萌，王领华，吕建伟，余群，石铄，杨勇，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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