一种液氧/煤油发动机地面试车过冷液氧供应系统的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种液氧/煤油发动机地面试车过冷液氧供应系统。
【背景技术】
[0002]液氧/煤油发动机低液氧入口温度边界条件试车，要求发动机工作时，液氧入口温度最低达一 191°C，并在发动机开车后持续一定的时间。常压下，液氧的饱和温度为一 183°C，需通过一定的手段将液氧温度降至目标温度，通过传统的试车台液氧加注技术无法实现。
【发明内容】
[0003]为了保证液氧入口温度最低达一191°C，并在发动机开车后持续一定的时间，本发明提供一种液氧/煤油发动机地面试车过冷液氧供应系统。
[0004]本发明的技术解决方案:
[0005]—种液氧/煤油发动机地面试车过冷液氧供应系统，其特殊之处在于:包括液氧存储容器、液氧过冷器、液氧供应容器、液氧供应管道、液氧加注管道2以及液氧排放管路，所述液氧存储容器通过液氧加注管道分别与液氧供应容器和液氧过冷器连接，所述液氧过冷器的出口通过液氧排放管路以及液氧栗前管路与发动机入口连通，所述液氧供应容器通过液氧供应管道与发动机入口连通；
[0006]所述液氧加注管道上设置有加注隔离阀和过冷器液氧入口阀门ASl，液氧存储容器通过加注隔离阀向液氧供应容器加注普通液氧，液氧存储容器通过过冷器液氧入口阀门AS I向液氧过冷器加注普通液氧；
[0007 ]液氧排放管路与液氧栗前管路之间设置有液氧栗前预冷排放阀A3，液氧供应管道上设置于液氧栗前隔离阀Al。
[0008]上述液氧过冷器包括液氮贮箱、换冷组件、高液位检测传感器以及低液位检测传感器，所述换冷组件通过换冷芯支撑组件固定在液氮贮箱内，所述液氮贮箱上设置有液氮入口、液氮出口以及氮气排放口，
[0009]所述换冷组件包括换冷芯、液氧输入管以及液氧输出管，所述液氧输入管和液氧输出管均与换冷芯连通；
[0010]所述高液位检测传感器固定在液氮贮箱的高液位处，所述低液位检测传感器固定在液氮贮箱的低液位处，所述高液位检测传感器固定在液氮贮箱的高液位处。
[0011]上述换冷芯包括多层隔板和多层翅板，所述隔板与翅板间隔放置，所述隔板和翅板通过钎焊的形式固结，多层翅板中的位于奇数位置的翅板与外界液氮连通，位于偶数位置若干组翅板的一端通过法兰与液氧输入管连接，位于偶数位置若干组翅板的另一端通过法兰与液氧输出管连接，偶数位置的其余翅板边缘通过封条进行封堵。
[0012]上述换冷芯支撑组件包括A支板、B支板和支架，所述A支板和B支板焊接在液氮贮箱内壁，所述支架为梯形的焊接在换冷芯两边，支架分别与A支板、B支板固定连接。
[0013]上述液氮入口处设置有加注阀门，所述加注阀门应远离液氮贮箱。
[0014]上述换冷芯应放置在离液氮贮存底部300mm以上的高度。
[0015]上述液氧输入管和液氧输出管之间固定有加固板。
[0016]上述隔板为41层，所述翅板为40层，所述翅板为表面冲小孔的波纹板。
[0017]上述液氧栗前管路外侧设置有无碱玻璃纤维隔热罩。
[0018]本发明所具有的优点:
[0019]通过使用本发明的系统，使试车台具备了液氧/煤油发动机低温液氧试验能力。试车台过冷液氧加注时间不足I小时，发动机开车前和开车后规定的时间内液氧入口温度能可靠保证低于_191°C。
【附图说明】
[0020]图1为本发明的过冷液氧供应系统的结果示意图；
[0021 ]图2、图3、图4、图5、图6为本发明的液氧过冷器的结构示意图；
[0022]图7为本发明换冷芯的结构示意图。
[0023]其中附图标记为:1-液氮贮箱，2-高液位检测传感器，3-低液位检测传感器，4-液氮入口，5_氮气排放□，6-液氧输出管，7-液氧输入管，8-加固板，9-管路支撑架，1-A支板，I1-B支板，12-支架，13-排污口，21-加注隔离阀，22-液氧加注管道，23-液氧供应管道，24-液氧排放管路，25-液氧栗前管路，26-发动机，ASl-过冷器液氧入口阀门，A3-液氧栗前预冷排放阀，A1-液氧栗前隔离阀。
【具体实施方式】
[0024]该系统主要由低温液氧供应系统、液氧过冷系统构成。液氧过冷系统工艺流程如图1所示，包括液氧存储容器、液氧过冷器、液氧供应容器、液氧供应管道23、液氧加注管道22以及液氧排放管路24，液氧存储容器通过液氧加注管道22分别与液氧供应容器和液氧过冷器连接，液氧过冷器的出口通过液氧排放管路24以及液氧栗前管路25与发动机26入口连通，液氧供应容器通过液氧供应管道与发动机入口连通；
[0025]液氧加注管道上设置有加注隔离阀和过冷器液氧入口阀门ASl，液氧存储容器通过加注隔离阀21向液氧供应容器加注普通液氧，液氧存储容器通过过冷器液氧入口阀门ASl向液氧过冷器加注普通液氧；
[0026]液氧排放管路与液氧栗前管路之间设置有液氧栗前预冷排放阀A3，液氧供应管道上设置于液氧栗前隔离阀Al。
[0027]—套液氧过冷系统，该系统具备将普通液氧换冷为过冷液氧的能力，并通过对原发动机试车台液氧供应系统的能力拓展，使试车台能够承担发动机低液氧入口温度试车。其工作原理是:将本发明的液氧过冷系统串联在液氧排放管路与储存容器之间，低温液氧经发动机入口反向加注至试车台主容器。新研制的液氧过冷器，通过将铝制板翅式换热器浸泡在存有液氮贮箱的结构形式，实现了高效的液氧过冷系统获得方法。该系统具备10?60m3/h过冷液氧的补加注能力。常压下，液氧可以由-183°C降至_194°C以下，换冷Im3液氧消耗的液氮低于0.2m3。
[0028]过冷液氧补加注:[0029 ]试车台液氧供应系统加注工艺方法:利用高、低温液氧存在密度差的原理，对试车台及加注流程进行优化，通过对主容器先加注一定量的一 183°C普通液氧，后经发动机液氧供应管道反向补加注一 194°C过冷液氧的方法，确保了液氧过冷试车开车前一段时间及开车后规定时间内液氧过冷的准确供应。
[0030]该技术可在过冷液氧补加注的同时进行试车台和发动机预冷，利用液氧过冷系统输出的最低温度的液氧对发动机和栗前管路进行预冷，降低了发动机低液氧入口温度的实现难度。补加注至主容器下层的过冷液氧密度大，短时间内与上层普通液氧换热有限，只需要加注部分过冷液氧即可满足试车条件，提高了试验准备效率。
[0031 ]过冷液氧高效率获得:
[0032]常压下，液氧饱和温度为一 183°C。试车要求发动机入口温度低于一 191°C，通过对液氧管路系统的换热计算，要求过冷系统需具备提供低于一 193°C液氧的能力。
[0033]某液氧/煤油发动机过冷液氧试车，需提供不少于10s温度低于一191°C的液氧，考虑试车台损耗及液氧系统和周围环境的热交换，过冷系统需具备短时间加注48m3过冷液氧的能力。
[0034]如图2、图3、图4所示，一种低温液氧过冷器，包括液氮贮箱1、换冷组件、高液位检测传感器2以及低液位检测传感器3，换冷组件通过换冷芯支撑组件固定在液氮贮箱内，液氮贮箱上设置有液氮入口 4、液氮出口以及氮气排放口 5。换冷组件包括换冷芯、液氧输入管以及液氧输出管，液氧输入管7和液氧6输出管均与换冷芯连通;高液位检测传感器固定在液氮贮箱的高液位处，低液位检测传感器固定在液氮贮箱的低液位处。液氮入口处设置有加注阀门，加注阀门应远离液氮贮箱。液氮贮箱底部设置有排污口 13。
[0035]图5、图6、图7所示，换冷芯包括多层隔板和多层翅板，隔板与翅板间隔放置，隔板和翅板通过钎焊的形式固结，多层翅板中的位于奇数位置的翅板与外界液氮连通，位于偶数位置若干组翅板的一端通过法兰与液氧输入管连