[实用新型]一种基于预制过冷液甲烷的低温推进剂加注系统

说明书

本实用新型提供一种基于预制过冷液甲烷的低温推进剂加注系统，包括：过冷液甲烷制备单元和过冷液甲烷加注单元；过冷液甲烷制备单元包括液甲烷贮存容器和过冷器；液甲烷贮存容器，用于贮存未过冷的液甲烷，并通过液甲烷出液管路与过冷器连通；过冷液甲烷加注单元包括过冷液甲烷贮存容器，过冷液甲烷贮存容器通过液甲烷回液管路与所述过冷器连通；未过冷的液甲烷通过液甲烷出液管路流入过冷器被过冷，并通过所述液甲烷回液管路流入过冷液甲烷贮存容器中进行贮存；过冷液甲烷贮存容器中的过冷液甲烷，通过液甲烷加注管路流入火箭贮箱中，对火箭贮箱进行加注。该低温推进剂加注系统能够解决因过冷液甲烷结晶从而终止发射任务的问题。

技术领域

本实用新型涉及火箭加注领域，具体涉及一种基于预制过冷液甲烷的低温推进剂加注系统。

背景技术

随着航天技术的发展，液氧液甲烷低温推进剂在国内外研究应用的速度越来越快。由于液甲烷的沸点温度极低，加注过程中在外部漏热和阻力损失的作用下易引起液甲烷汽化，大量气体与液体混合形成气液两相流或喷泉现象，从而影响液甲烷加注过程的顺利进行。通常采用对液甲烷进行过冷加注的方式，避免上述情况发生。为获取过冷温度的液甲烷，目前应用最广泛的是使用过冷器对其进行换热降温。过冷器通常采用液氮作为冷源对液甲烷换热降温。常压下液氮温度低于甲烷结晶温度，因此，在制备过冷液甲烷的过程中，会有液甲烷结晶冰堵从而导致终止加注流程和发射任务的风险。

为解决因过冷液甲烷结晶从而终止发射任务的问题，设计一种基于预制过冷液甲烷的低温推进剂加注系统显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于预制过冷液甲烷的低温推进剂加注系统。

本实用新型提供一种基于预制过冷液甲烷的低温推进剂加注系统，包括：过冷液甲烷制备单元和过冷液甲烷加注单元。所述过冷液甲烷制备单元包括液甲烷贮存容器和过冷器。所述液甲烷贮存容器，用于贮存未过冷的液甲烷，并通过液甲烷出液管路与所述过冷器连通。所述过冷液甲烷加注单元包括过冷液甲烷贮存容器，所述过冷液甲烷贮存容器通过液甲烷回液管路与所述过冷器连通。未过冷的液甲烷通过所述液甲烷出液管路流入所述过冷器被过冷，并通过所述液甲烷回液管路流入所述过冷液甲烷贮存容器中进行贮存。所述过冷液甲烷贮存容器中的过冷液甲烷，通过液甲烷加注管路流入火箭贮箱中，对火箭贮箱进行加注。

根据本实用新型的一个实施例，所述液甲烷加注管路设置加注流量计和加注调节阀。所述加注流量计用于测量向火箭贮箱加注过冷液甲烷的流量。所述加注调节阀用于调节向火箭贮箱加注过冷液甲烷的流量。

根据本实用新型的一个实施例，所述过冷液甲烷贮存容器设置过冷进口管路和过冷回气管路分别与所述过冷液甲烷贮存容器两端连通的过冷液甲烷自增压管路。所述过冷液甲烷自增压管路设置过冷液甲烷汽化器和过冷增压截止阀。打开所述过冷增压截止阀，所述过冷液甲烷贮存容器中的过冷液甲烷经所述过冷进口管路至所述过冷液甲烷汽化器被汽化后，经所述过冷回气管路对所述过冷液甲烷贮存容器进行自生增压。

根据本实用新型的一个实施例，所述过冷器的壳程设置有用于向其加注液氮的过冷器液氮加注管路和用于将其中的液氮排出的过冷器液氮排放管路。未过冷的液甲烷通过液甲烷出液管路流入所述过冷器的管程中，与所述壳程中的液氮进行热交换被过冷，并通过与所述管程连通的所述液甲烷回液管路流入所述过冷液甲烷贮存容器中进行贮存。

根据本实用新型的一个实施例，所述过冷液甲烷制备单元还包括与所述过冷器并联设置的过冷器旁通管路。所述过冷器旁通管路一端与所述液甲烷出液管路连通，另一端与所述液甲烷回液管路连通。液甲烷依次通过所述液甲烷出液管路、所述过冷器旁通管路、所述液甲烷回液管路，流入所述过冷液甲烷贮存容器，以对低温推进剂加注系统进行预冷。

根据本实用新型的一个实施例，所述过冷液甲烷贮存容器内部设置过冷贮箱温度传感器，用于实时测量所述过冷液甲烷贮箱容器中过冷液甲烷的温度。