[发明专利]一种低温流体冷却管理装置

说明书

本发明提供了一种低温流体冷却管理装置，包括蓄液槽、推进剂节流输送管、节流阀、第一导流板、第二导流板、冷却换热盘管、循环管、循环泵、贮箱；所述蓄液槽、推进剂节流输送管、节流阀、第一导流板、第二导流板、冷却换热盘管均设置于所述贮箱内；所述第一导流板和第二导流板分别位于所述蓄液槽的第一侧和第二侧，并分别与所述蓄液槽的第一侧和第二侧相连；所述循环管穿过贮箱，与蓄液槽连通；所述循环泵设置于所述循环管之上；所述蓄液槽由壁面围成，所述壁面包括N层筛网，N为不小于2的整数。对于所述蓄液槽壁面的N层筛网，至少一对相邻筛网之间设置有肋片结构间隔层；所述肋片结构间隔层包括若干个平行设置的肋片。

技术领域

本发明属于微重力低温流体贮存与管理系统设计制造领域，具体涉及一种低温流体冷却管理装置。

背景技术

低温推进剂长时间留轨中，贮箱内的热分层有其特殊性：微重力下，对流显著减弱，非均匀热源、瞬态热能够产生严重的热分层。热分层现象直接影响低温推进剂的蒸发，使得贮箱压力升高。为确保低温贮箱的安全和降低液体饱和温度，传统的方式是通过排气，控制贮箱内压力。

但是航天器长期在轨过程，频繁的排气使得低温液体大量损失，推进剂利用率减小。另外，为实现微重力下安全排气控压，通常利用正推沉底实现气液分离，这就导致沉底发动机携带的辅助推进剂消耗量大，损失飞行器有效载荷。

上述方案是以损失飞行器有效载荷为代价，来控制热分层带来的压力升高。但是由于并未消除热分层，其结果是需要频繁排气、控压，其付出代价大。综上所述问题，急需提供一种技术方案，在微重力环境下从根本上消除热分层，进而抑制低温液体蒸发、降低升压速率的低温液体冷却管理装置，从而减少排气频率，付出代价小。

经过对现有文献和技术进行检索发现，公开号为CN1O5627638A的中国专利“一种低温推进剂快速过冷装置”公开了一种低温推进剂快速过冷装置，包括装有低温推进剂的贮罐组件，将减压抽空致冷和绝热节流致冷过程结合在一起，起到了低温推进剂快速过冷的效果，该发明适用于运载火箭发射的地面支持系统。本发明适用于在轨微重力条件下的贮箱热分层消除和压力控制。

公开号为CN1O5674038A的中国专利“一种用于长期在轨贮存低温液体的装置及其冷却方法”公开了一种用于长期在轨贮存低温液体的装置及其冷却方法，该装置包括：贮存箱、箱外主动热防护装置及箱内主动冷却装置，通过内外双重主动的方式对贮存箱进行冷却，实现了低温液体长期在轨的零蒸发贮存。本发明采用被动方式，实现长期在轨的贮箱热分层消除和压力控制。

公开号为CN1O6650242A的中国专利“一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法”，公开了一种用于低温推进剂长期在轨蒸发量控制的代价评估方法，获得重量代价最小的最优设计工况，用于指导低温推进剂在轨贮存系统的设计。本发明提出了一种在轨流体冷却管理装置，适用于低温推进剂长期在轨压力控制。

公开号为CN1O6762226A的中国专利“适用于低温推进剂长期在轨贮存的蒸发量主动控制方法”，公开了一种适用于低温推进剂长期在轨贮存的蒸发量主动控制方法，包括推进剂贮箱安装蒸发量主动控制装置，蒸发量主动控制装置包括复合绝热层、蒸汽冷却屏、换热器、节流组件、循环泵、旁通阀和蒸汽冷却屏排气阀，微重力条件气液位置不确定的情况下实现少量的单纯气态推进剂排放，减少蒸发损失。本发明适用于微重力条件被动蒸发量控制和压力控制；相对于前述公开专利，本发明能够实现部分液体定位于贮箱底部，减少蒸发损耗，压力控制效果更好。解决了气液界面不确定导致的排气损耗增大、压力控制效果差的问题。