[发明专利]一种用于大尺寸多节液氦热沉的液氦输送系统及转级方法

摘要

本发明提供了一种用于大尺寸多节液氦热沉的液氦输送系统，以及基于该系统的液氦热沉由液氮向液氦转级的方法，应用于发动机真空羽流试验研究中。液氦输送系统包括热沉系统、液氮供应系统、液氦供应系统、氮气供应系统和氦气供应系统，热沉系统包括五个大尺寸液氦热沉和四个液氮热沉；液氮供应系统分别设置了对液氦热沉和液氮热沉的输送管路，并设置了液氮冷箱和液氦冷箱，用于分别集中放置和管理液氮调节阀和液氦调节阀。本发明能同时为大尺寸、多节液氦热沉提供液氦制冷，各节热沉统一供液，操作方便，节约了费用，且占地面积小，便于阀门集中控制，提高工作效率，方便操作及维护。

主权项

一种用于大尺寸多节液氦热沉的液氦输送系统，其特征在于，包括：热沉系统、液氮供应系统、液氦供应系统、氮气供应系统和氦气供应系统；热沉系统包括大门液氦热沉（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）和封头液氮热沉（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）、封头液氦热沉（104）与封头液氮热沉（109）依次由前至后设置；舱体前部液氦热沉（102）设置在舱体前部液氮热沉（107）内部，舱体后部液氦热沉（103）设置在舱体后部液氮热沉（108）内部；羽流吸附泵（105）设置在舱体后部液氦热沉（103）内部；液氮供应系统包括向液氮热沉提供液氮制冷的液氮输液系统，以及向液氦热沉和羽流吸附泵提供液氮预冷的液氮输液系统；向液氦热沉和羽流吸附泵提供液氮预冷的液氮输液系统包括：液氮贮槽A（110）、第一液氮调节阀（V3204）、第二液氮调节阀（V3205）、第三液氮调节阀（V3206）、第四液氮调节阀（V3207）、第五液氮调节阀（V3208）及连接管路；第一液氮调节阀（V3204）、第二液氮调节阀（V3205）、第三液氮调节阀（V3206）、第四液氮调节阀（V3207）和第五液氮调节阀（V3208）被集成在液氮冷箱（113）中，液氮冷箱（113）内部采用珍珠岩绝热；液氮贮槽A（110）通过三通管路并行连接第一液氮调节阀（V3204）、第二液氮调节阀（V3205）、第三液氮调节阀（V3206）、第四液氮调节阀（V3207）和第五液氮调节阀（V3208）；第一液氮调节阀（V3204）通过管路最终与大门液氦热沉（101）的入口连接，第二液氮调节阀（V3205）通过管路最终与舱体前部液氦热沉（102）的入口连接，第三液氮调节阀（V3206）通过管路最终与舱体后部液氦热沉（103）的入口连接，第四液氮调节阀（V3207）通过管路最终与封头液氦热沉（104）的入口连接，第五液氮调节阀（V3208）通过管路最终与羽流吸附泵（105）的入口相连；向液氮热沉提供液氮制冷的液氮输液系统包括：液氮贮槽B（111）、第一液氮手阀（V1121）、第二液氮手阀（V1122）、第三液氮手阀（V1123）、第四液氮手阀（V1124）及连接管路；液氮贮槽B（111）左侧通过管路连接第一液氮手阀（V1121），最终与大门液氮热沉（106）入口相连；液氮贮槽B（111）右侧通过三通管路并行连接第二液氮手阀（V1122）、第三液氮手阀（V1123）和第四液氮手阀（V1124），液氮贮槽B（111）右侧通过三通管路并行连接第二液氮手阀（V1122）、第三液氮手阀（V1123）和第四液氮手阀（V1124），第二液氮手阀（V1122）通过管路最终与舱体前部液氮热沉（107）的入口连接，第三液氮手阀（V1123）通过管路最终与舱体后部液氮热沉（108）的入口相连，第四液氮手阀通过管路最终与封头液氮热沉（109） 的入口相连；液氦供应系统向液氦热沉提供液氦制冷，包括液氦槽车（112）、第一液氦手阀（V3152）、第一液氦调节阀（V3254）、第二液氦调节阀（V3255）、第三液氦调节阀（V3256）、第四液氦调节阀（V3257）、第五液氦调节阀（V3258）及连接管路；第一液氦调节阀（V3254）、第二液氦调节阀（V3255）、第三液氦调节阀（V3256）、第四液氦调节阀（V3257）和第五液氦调节阀（V3258）被集成在液氦冷箱（114）中，液氦冷箱（114）外壁采用双层不锈钢，中间抽真空；液氦槽车（112）通过第一液氦手阀（V3152）分别并行连接第一液氦调节阀（V3254）、第二液氦调节阀（V3255）、第三液氦调节阀（V3256）、第四液氦调节阀（V3257）和第五液氦调节阀（V3258）；第一液氦手阀（V3152）用于控制液氦槽车（112）的出液量；第一液氦调节阀（V3254）通过管路最终与大门液氦热沉（101）的入口连接，第二液氦调节阀（V3255）通过管路最终与舱体前部液氦热沉（102）的入口连接，第三液氦调节阀（V3256）通过管路最终与舱体后部液氦热沉（103）的入口连接，第四液氦调节阀（V3257）通过管路最终与封头液氦热沉（104）的入口连接，第五液氦调节阀（V3258）通过管路最终与羽流吸附泵（105）的入口相连；氮气供应系统用于向液氦热沉和液氦冷箱提供氮气，在液氦热沉和液氦冷箱从液氮向液氦转级时，将液氦热沉中的液氮吹扫干净；氮气供应系统包括氮气罐（115）、氮气手阀（V3159）、安全阀（V3051）、第二液氦手阀（V3153）及连接管路；氮气罐（115）通过管路依次连接氮气手阀（V3159）和第二液氦手阀（V3153），并最终连接至液氦冷箱（114）中五个液氦调节阀的入口处；安全阀（V3051）安装在第二液氦手阀（V3153）出口处，用于防止系统压力过高；氮气手阀（V3159）用于控制氮气量大小；氦气供应系统用于向液氦热沉和液氦冷箱提供氦气，在转级时将液氦热沉和液氦冷箱中的氮气吹扫干净；氦气供应系统包括氦气罐（116）、氦气手阀（V3160）及连接管路；氦气罐（116）通过管路连接氦气手阀（V3160），并最终连接至第二液氦手阀（V3153）入口处。