一种双热沉闭式液氮输送系统及其工作方法
本发明公开一种双热沉闭式液氮输送系统及其工作方法，包括热沉系统、液氮供应系统、过冷器系统、液氮泵系统、热沉入口管路系统、热沉出口管路系统。液氮供应系统存储并供给热沉系统液氮；热沉入口管路系统向热沉系统输送液氮；热沉出口管路系统将热沉系统流经热沉系统的多余液氮经热沉出口管路系统回收到液氮供应系统；过冷器系统对向各个液氮热沉输送的液氮制冷降温，使所输送的液氮中含有的气氮液化；液氮泵系统向热沉入口管路系统输送降温后的液氮，并且实现热沉系统的闭式循环制冷，且将经过冷器系统降温后的液氮输送到热沉入口管路系统后进入各液氮热沉。本发明的优点为：能够同时满足卫星热真空试验及发动机羽流试验两种试验需求。
发明专利
CN201210057530.0
2012-03-07
CN102606882A
2012-07-25
F17D1/04(2006.01)I
北京航空航天大学
蔡国飙;凌桂龙;张建华
100191 北京市海淀区学院路37号
北京永创新实专利事务所 11121
周长琪
北京;11
一种双热沉闭式液氮输送系统，其特征在于：包括热沉系统(100)、液氮供应系统(200)、过冷器系统(300)、液氮泵系统(400)、热沉入口管路系统(500)、热沉出口管路系统(600)；热沉系统(100)包括大门液氦热沉(101)、舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)、封头液氦热沉(104)、羽流吸附泵(105)、大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氮热沉(109)；大门液氮热沉(106)、大门液氦热沉(101)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)与封头液氦热沉(104)、封头液氮热沉(109)依次由前至后设置；舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)设置在舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)内部；羽流吸附泵(105)设置在舱体后部液氦热沉(103)内部，用来吸附羽流气体；液氮供应系统(200)包括液氮贮槽(233)以及气动截止阀(211)、第一手动截止阀(212)、第二手动截止阀(219)、第三手动截止阀(216)、第四手动截止阀(218)、第五手动截止阀(223)、第六手动截止阀(224)、第七手动截止阀(225)、第八手动截止阀(226)、第九手动截止阀(228)、第一远程压力表(213)、第二远程压力表(231)、第一现场压力表(215)、第二现场压力表(232)、低温电磁阀(217)、第一液位计(214)、第一低温安全阀(229)、第二低温安全阀(230)、汽化器(220)、液氮贮槽排气阀(236)；其中，通过第九手动截止阀(228)控制液氮贮槽(233)内液氮加注；汽化器(220)入口通过第二手动截止阀(219)与液氮贮槽(233)底部连通，出口通过管路与液氮贮槽(233)连通，低温电磁阀(217)通过管路与第二手动截止阀(219)并联；液氮贮槽(233)上安装有第一远程压力表(213)和第一现场压力表(215)；液氮贮槽(233)上还安装有第一液位计(214)；液氮贮槽(233)通过管路连接有第五手动截止阀(223)；第五手动截止阀(223)通过管路依次连接第一低温安全阀(229)、第六手动截止阀(224)、第七手动截止阀(225)、第二低温安全阀(230)，最终与热沉入口管路系统(500)相连；第七手动截止阀(225)通过三通管路与第二远程压力表(231)、第二现场压力表(232)相连；液氮供应系统(200)中管路最低位置处安装有第八手动截止阀(226)；液氮贮槽(233)通过管路与气动截止阀(211)相连；液氮贮槽(233)上还安装有液氮贮槽排气阀(236)；热沉入口管路系统(500)包括第十手动截止阀(501)、第十一手动截止阀(502)、第十二手动截止阀(505)、第十三手动截止阀(506)、第十四手动截止阀(508)、第十五手动截止阀(509)、第十六手动截止阀(514)、第十七手动截止阀(515)、第十八手动截止阀(516)、第十九手动截止阀(517)、第三低温安全阀(503)、第四低温安全阀(507)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)；其中，第一气动调节阀(504)通过管路连接至大门液氦热沉(101)入口；第二气动调节阀(510)通过管路连接至舱体前部液氦热沉(102)入口；?第三气动调节阀(511)通过管路连接至舱体后部液氦热沉(103)入口；第四气动调节阀(512)通过管路连接至封头液氦热沉(104)入口；第五气动调节阀(513)通过管路连接至羽流吸附泵(105)入口；第十六手动截止阀(514)所通过管路连接至大门液氮热沉(106)入口；第十七手动截止阀(515)所在支路连接至舱体前部液氮热沉(107)入口；第十八手动截止阀(516)通过管路连接至舱体后部液氮热沉(108)入口；第十九手动截止阀(517)通过管路连接至封头液氮热沉(109)入口；第十手动截止阀(501)为各个液氦热沉及羽流吸附泵的总控制阀，通过第十手动截止阀(501)手动控制液氮输送；第十手动截止阀(501)一端与液氮供应系统(200)中液氮输送管路相连，另一端分别连接第十一手动截止阀(502)、第三气动调节阀(504)、第十二手动截止阀(505)所在的三条支路；其中，第十一手动截止阀(502)通过管路与第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)所在的四条支路入口联通，作为四条支路液氮输送的总控制阀；第十二手动截止阀(505)分别通过大门液氮热沉(106)入口管路、舱体前部液氮热沉(107)入口管路、舱体后部液氮热沉(108)入口管路以及封头液氮热沉(109)入口管路与第十五手动截止阀(514)、第十七手动截止阀(515)、第十八手动截止阀(516)、第十九手动截止阀(517)相连，由此将大门液氦热沉(101)入口与各个液氮热沉入口通过管路联通；第十三手动截止阀(506)通过管路将舱体前部液氮热沉107入口管路、舱体后部液氮热沉108、封头液氦热沉104入口管路与大门液氮热沉(106)入口管路、舱体前部液氮热沉(107)入口管路、舱体后部液氮热沉(108)入口管路、封头液氮热沉(109)入口管路联通；第十四手动截止阀(508)通过吹除管路连接至第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)的入口管路相连；第十五手动截止阀(509)一端通过管路连接至第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)的入口管路，另一端通过管路直接连接至大气；第三低温安全阀(503)安装在大门液氦热沉(101)入口管路上，第四低温安全阀(507)安装在吹除管路上；热沉出口管路系统(600)包括第二十手动截止阀(602)、第二十一手动截止阀(606)、第二十二手动截止阀(613)、第二十三手动截止阀(614)、第二十四手动截止阀(615)、第二十五手动截止阀(618)、第二十六手动截止阀(621)、第二十七手动截止阀(622)、第二十八手动截止阀(623)、第二十九手动截止阀(625)、第三十手动截止阀(626)、第三十一手动截止阀(628)、第三十二手动截止阀(630)、第一低温温度计(601)、第二低温温度计(607)、第三低温温度计(608)、第四低温温度计(609)、第五低温温度计(610)、第六低温温度计(611)、第七低温温度计(612)、第八低温温度计(632)、第五低温安全阀(605)、第六低温安全阀(616)、第七低温安全阀(617)、第八低温安全阀(624)、第九低温安全阀(627)、第十低温安全阀(629)、第十一低温安全阀(631)、第三远程压?力表(603)、第四远程压力表(619)、第三现场压力表(604)、第四现场压力表(620)与第六气动调节阀(633)；其中，第二十一手动截止阀(606)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第五低温安全阀(605)、第二十手动截止阀(602)、第三远程压力表(603)至大门液氦热沉(101)出口，形成大门液氦热沉(101)出口排放管路；第二十手动截止阀(602)还与第三现场压力表(604)、第一低温温度计(601)相连；第二十六手动截止阀(621)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第二十五手动截止阀(618)、第七低温安全阀(617)后，分别连接有六路管路，第一路通过第二低温温度计(607)连接至舱体前部液氦热沉(102)出口；第二路通过第三低温温度计(608)连接至舱体后部液氦热沉103出口；第三路通过第四低温温度计(609)连接至封头液氦热沉(104)出口；第四路通过第二十二手动截止阀(613)、第五低温温度计(610)连接至羽流吸附泵105大筒出口；第五路通过第二十三手动截止阀(614)、第六低温温度计(611)连接至羽流吸附泵(105)中筒出口；第六路通过第二十四手动截止阀(615)、第七低温温度计(612)连接至羽流吸附泵(105)小筒出口；所述二十五手动截止阀(618)与第四远程压力表(619)、第四现场压力表(620)相连；第六气动调节阀(633)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第八低温温度计(632)、第十一低温安全阀(631)、第三十二手动截止阀(630)、第十低温安全阀(629)、第三十一手动截止阀(628)、第九低温安全阀(627)后分别连接有四路管路，四路管路分别连接至大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氮热沉(109)；通过第二十七手动截止阀(622)将大门液氦热沉(101)的出口的排放管路与其余液氦热沉以及羽流吸附泵(105)的出口排放管路连通；通过第二十八手动截止阀(623)、第八低温安全阀(624)、第三十手动截止阀(626)将各液氦热沉、羽流吸附泵及各液氮热沉的出口排放管路连通形成管网系统，具体连接方式为：第二十八手动截止阀(623)一端通过管路与羽流吸附泵(105)出口排放管路连通，另一端通过管路顺次连接第八低温安全阀(624)、第三十手动截止阀(626)连接至第三十一手动截止阀(628)与第十低温安全阀(629)之间管路上，第二十八手动截止阀(623)、第三十手动截止阀(626)操作时要求同时关闭或同时打开。第八低温安全阀(624)安装在第二十八手动截止阀(623)和第三十手动截止阀(626)之间的管路上；第二十九手动截止阀(625)一端连接至第二十八手动截止阀(623)与第三十手动截止阀(626)之间，另一端直通大气；第六气动调节阀(633)与第十一低温安全阀(631)间的管路与液氮供应系统(200)中的气动截止阀(201)相连；第六低温安全阀(616)安装在第二十一手动截止阀(615)入口管路上；过冷器系统(300)用来对向各个液氮热沉输送的液氮制冷降温，使所输送的液氮中含有的气氮液化，包括过冷器(316)以及第三十三手动截止阀(301)、第三十四手动截止阀(302)、第三十五手动截止阀(305)、第三十六手动截止阀(311)、第三十七手动截止阀(312)、?第三十八手动截止阀(314)、第三十九手动截止阀(315)、第九低温温度计(303)、第十低温温度计(313)、第七气动调节阀(304)、第五远程压力表(306)、第六远程压力表(308)、第五现场压力表(307)、第六现场压力表(309)与第二液位计(310)；其中，第三十三手动截止阀(301)为过冷器系统(300)的进液和补液阀，一端与液氮供应系统(200)中第一低温安全阀(229)、第六手动截止阀(224)间的液氮输送管路连通，另一端通过管路与过冷器(316)主体内的过冷管道进液端连通；第九低温温度计(303)设置在过冷管道入口处；第七气动调节阀(304)一端通过管路与液氮供应系统(200)中第一低温安全阀(229)与第六手动截止阀(224)间的液氮输送管路连通；第二液位计(310)安装在过冷器(316)上；第五远程压力表(306)与第五现场压力表(307)通过第三十五手动截止阀(305)连接至过冷管道出口处；在过冷器(316)主体上安装有第三十六手动截止阀(311)；在过冷器(316)主体上还安装有第三十七手动截止阀(312)；第三十九手动截止阀(315)通过管路连接至过冷管道出口处，且第三十九手动截止阀(315)还通过管路连接至液氮泵系统(400)以及热沉出口管路系统(600)中第十一低温安全阀(631)与第三十二手动截止阀(630)间管路上；第三十八手动截止阀(314)一端通过管路连接至第三十七手动截止阀(312)与过冷器(316)主体间的管路上，另一端连接至第三十九手动截止阀(315)与热沉出口管路系统600之间的管路上；第十低温温度计(313)设置在过冷管道出口处；第三十四手动截止阀(302)一端通过管路与过冷管道入口处连通，另一端通过管路连接至热沉出口管路系统(600)中第三十二手动截止阀(630)与第十低温安全阀(629)间的管路上；液氮泵系统(400)包括精过滤器(401)、液氮泵(407)、第四十手动截止阀(403)、第四十一手动截止阀(406)、第四十二手动截止阀(408)、第四十三手动截止阀(409)、第四十四手动截止阀(410)、第四十五手动截止阀(413)、第十二低温安全阀(402)、第十三低温安全阀(416)、第十一低温温度计(411)、第七远程压力表(404)、第八远程压力表(414)、第七现场压力表(405)、第八现场压力表(415)与低温流量计(412)；其中，精过滤器(401)安装在液氮泵系统(400)入口管路处；精过滤器(401)一端通过管路与过冷器系统(300)中第四十手动截止阀(315)相连；精过滤器(401)另一端安装有三通管路，一路通过管路顺次连接第四十一手动截止阀(406)、液氮泵(407)、第四十三手动截止阀(409)，另一路通过管路连接第四十四手动截止阀(410)，两路管路通过三通管路并联至低温流量计(412)入口处；第四十二手动截止阀(408)一端通过管路与液氮泵(407)出口管路连通，另一端与大气连通；第七远程压力表(404)及第七现场压力表(405)通过三通与第四十手动截止阀(403)相连后，安装在液氮泵(407)入口处；第八远程压力表(414)及第八现场压力表(415)安装在液氮泵(407)出口处，通过三通与第四十五手动截止阀(413)相连；第十一低温温度计(411)安装在液氮泵(407)的出口管路上；低温流量计(412)位于液氮泵(407)的出?口管路上；第十二低温安全阀(402)、第十三低温安全阀(416)分别安装在液氮泵(407)入口和出口管路上。