[发明专利]一种火箭发动机试验用煤油高低温换热系统及加注方法

说明书

本发明具体涉及一种火箭发动机试验用煤油高低温换热系统及加注方法。本发明系统包括煤油主容器、换热大循环管道、换热小循环管道、多个气动阀、多个手动阀、屏蔽泵以及换热器；通过各个元器件实现了1)换热小循环；2)换热大循环；3)煤油加注等工序，满足了发动机煤油入口试验温度可保持在30℃～‑30℃的要求，尤其是满足发动机在启动时加注的煤油温度要低于‑25℃的火箭发动机试验的要求。

技术领域

本发明属于航天发动机试验技术领域，具体涉及一种火箭发动机试验用煤油高低温换热系统及加注方法。

背景技术

我国火箭发动机采用液氧/煤油为推进剂。为适应运载火箭各发射场具体情况，一般发动机煤油入口试验的温度范围为25℃-25℃；为了适应新一代液氧/煤油发动机的需求，提高发动机的适应能力，需要进行煤油温度为30℃～-30℃的考核试验，尤其是要求发动机在启动时的煤油温度要低于-25℃。目前的试验平台是不能够满足目前发动机试验要求的。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种能够满足发动机煤油入口试验温度为30℃～-30℃的要求，尤其是满足了发动机在启动时加注的煤油温度要低于-25℃的火箭发动机试验用煤油高低温换热系统及加注方法。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种火箭发动机试验用煤油高低温换热系统，其改进之处是：包括煤油主容器、换热大循环管道以及换热小循环管道；

换热大循环管道一端与煤油主容器入口连通，另一端与煤油主容器出口连通；换热大循环管道上自煤油主容器出口至煤油主容器入口依次安装有第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、第四气动阀、第五气动阀、屏蔽泵、换热器、流量计、第一手动阀以及第六气动阀；

第三气动阀与第四气动阀之间设置有一连接管道与发动机连通；

换热小循环管道并联安装在换热大循环管道上，换热小循环管道在换热大循环管道上的入口节点位于煤油主容器出口和第一气动阀之间；换热小循环管道在换热大循环管道上的出口节点位于第五气动阀与屏蔽泵之间；

换热小循环管道自入口节点至出口节点上依次安装第二手动阀、第七气动阀、流量计以及第八气动阀。

优选的，上述系统还包括用于发动机预启动的煤油预启动容器；煤油预启动容器通过预启动管道连接在换热大循环管道上，预启动管道与换热大循环管道的连接节点位于第二气动阀和第三气动阀之间；预启动管道上安装第九气动阀。

优选的，上述第一气动阀、第二气动阀以及第三气动阀上均并联有预备气动阀。

优选的，上述第一手动阀与第六气动阀之间安装过滤器；第三气动阀与第四气动阀之间安装过滤器。

通过对上述换热系统结构的描述，现结合其结构对采用该系统进行煤油加注方法进行介绍，包括以下步骤：

1)换热小循环；

打开第二手动阀、第八气动阀、第九气动阀、第一手动阀、第六气动阀，关闭第一气动阀；屏蔽泵和换热器均开始工作，煤油主容器中的煤油进行换热小循环，煤油主容器中的温度始终维持要求的温度值范围内；

2)换热大循环

打开第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀、第四气动阀、第五气动阀，关闭第一气动阀；屏蔽泵和换热器均开始工作，整个换热大循环管道中的煤油进行换热大循环，换热大循环管道中的温度始终维持在要求的温度值范围内；

3)煤油加注；

打开第一气动阀、第二气动阀、第三气动阀，关闭第一手动阀以及第四气动阀；将煤油主容器中的煤油加注至发动机中。

本发明的优点在于：