[实用新型]一种空间地面两用蒸汽发生器

说明书

本实用新型公开了一种空间地面两用蒸汽发生器，蓄能器的底端设置有注液口，注液口通过三通阀和流量控制器连接，流量控制器通过电磁阀和管道式加热器连接，管道式加热器通过管道与试验液池连接，该管道内设置有热电偶；通过数据处理器设定流量控制器流量值，通过热电偶实时测量蒸汽温度并传输至数据处理器，通过数据处理器对加热器进行PID控制，实现稳定温度的蒸汽输出。蒸汽发生器出口温度不受出口压力的影响，源动力完全依靠自身。且该装置不受地面重力的影响，在空间微重力条件下也能较好的应用，且已成功用于我国首艘货运飞船(TZ‑1)上进行的空间蒸发与冷凝科学实验装置的蒸汽产生与注汽系统中。

技术领域

本实用新型属于蒸汽发生设备技术领域，具体涉及一种空间微重力环境下蒸汽发生系统。

背景技术

蒸汽的温度、压力、流量等参数对冷凝试验的准确性有着重要的影响。在地面上，一般的蒸汽发生装置都有一定的过热度，这就需要蒸汽发生器系统包含液体加热器、气液分离器和过热器。为输出稳定温度的蒸汽，在过热器后一般都安装有喷水减温器或回热减温装置。

在空间微重力环境下，地面上比较容易实现的蒸汽发生在空间会遇到一定困难。首先，地面液体加热装置不能应用于空间。由于受重力的影响，地面上沸腾产生的蒸汽在浮力作用下会自动流动到液面上部的气体空间。该加热装置本身就具有气液分离作用。在空间上，由于重力影响很小，经过壁面加热后的蒸汽非常难脱离加热壁面。这就更容易形成第一类传热恶化使加热器内部压力升高。其次，气液分离器作用是可以分离出夹带在蒸汽中少量的液体颗粒。在空间上由于普通加热器无法对气液进行初步分离，则进入到普通惯性或离心分离器中的液体比例较高，气液分离器效率将大受影响。再次空间试验一般对各器件有很高的可靠性要求，所以在蒸汽发生器各系统中尽可能减少电气驱动的移动部件。另外，在工业生产中，当几台设备同时运行时，部分设备产生的蒸汽如果找不到合适的用途，将造成能量浪费，尤其是经过换热后的过热或饱和蒸汽，由于压力、温度不同导致无法有效利用，如果采用直接混合方式混合，由于蒸汽的压力或温度的波动，这将造成设备经常性的受到由于这些波动而引起的压力及热应力冲击，给安全生产造成极大的危害。

现有技术中没有专门为空间微重力环境和地面重力环境设计的过热蒸汽发生器，因此，如何研发出一种系统简单、重量轻、可提供较高温度精度、流量精度的过热蒸汽发生器，应用于空间微重力环境和地面重力环境中具有重要的现实意义。

实用新型内容

针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的在于为空间微重力和地面重力环境提供一种系统简单、重量轻、可提供较高温度精度、流量精度的过热蒸汽发生器。

本实用新型采取的技术方案为：

一种空间地面两用蒸汽发生器，包括蓄能器、三通阀、流量控制器、电磁阀、管道式加热器、热电偶、数据处理器，

蓄能器由外壳和内部两部分组成，蓄能器的内部设置有气囊，通过气囊分割为内部气体侧和内部液体侧两部分，蓄能器的顶端设置有注气口，蓄能器的底端设置有注液口，注液口通过三通阀和流量控制器连接，流量控制器通过电磁阀和管道式加热器连接，管道式加热器通过管道与试验液池连接，该管道内设置有热电偶；

所述流量控制器、电磁阀、管道式加热器和热电偶分别和数据处理器电连接，通过数据处理器设定流量控制器流量值，通过热电偶实时测量蒸汽温度并传输至数据处理器，通过数据处理器对加热器加热功率进行PID控制，实现稳定温度的蒸汽输出。

进一步的，所述蓄能器设置为隔膜式蓄能器，其外部设置为金属外壳，内部设置有隔膜气囊，气囊与注气口连接，隔膜外空间与注液口连接。

进一步的，所述流量控制器为蒸汽流量的控制装置，蒸汽流量通过控制加热前液体的流量来实现，流量控制器采用热式流量控制器或科式力流量控制器，控制精度高，满足蒸汽流量稳定输出的要求。