CN102563350A - 大尺寸双热沉闭式液氮输送***及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开大尺寸双热沉闭式液氮输送***及其工作方法，包括热沉***、液氮供应***、过冷器***、液氮泵***、热沉入口管路***、热沉出口管路***。液氮供应***存储并供给热沉***液氮；热沉入口管路***向热沉***输送液氮；热沉出口管路***将热沉***流经热沉***的多余液氮经热沉出口管路***回收到液氮供应***；过冷器***对向各个液氮热沉输送的液氮制冷降温，使所输送的液氮中含有的气氮液化；液氮泵***向热沉入口管路***输送降温后的液氮，并且实现热沉***的闭式循环制冷，且将经过冷器***降温后的液氮输送到热沉入口管路***后进入各液氮热沉。本发明的优点为：能够同时满足卫星热真空试验及发动机羽流试验两种试验需求。

Description

大尺寸双热沉闭式液氮输送***及其工作方法

技术领域

本发明涉及真空科学技术领域，具体来说，是一种可同时兼顾卫星热真空试验及发动机羽流试验，且可为大尺寸双层热沉装置提供液氮制冷的液氮输送***及其工作方法。

背景技术

真空羽流效应试验***(多功能羽流试验平台)是多用途试验装置，主要用于航天姿、轨控发动机羽流试验研究，同时兼顾卫星等热真空试验。由于羽流试验平台可进行的试验种类繁多，试验中需配有零部件众多、管路复杂的低温液氮输送***。

低温液氮输送***的作用主要是为舱内热沉提供液氮制冷，使热沉温度低于100K并保持热沉温度均匀，用于吸附舱内气体，保持舱内的真空度和低温环境，用于模拟真实的太空低温真空环境。

目前，国内还没有既能进行卫星热真空试验又能进行发动机羽流试验的大型真空环境模拟试验设备，且传统的低温液氮输送***只能为单层热沉装置提供简单的低温液氮制冷，无法同时实现复杂的大尺寸双层热沉装置的液氮制冷。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种同时兼顾卫星热真空试验及发动机羽流试验的大尺寸双热沉闭式液氮输送***，包括热沉***(100)、液氮供应***(200)、过冷器***(300)、液氮泵***(400)、热沉入口管路***(500)、热沉出口管路***(600)。

热沉***(100)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)、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)与封头液氦热沉(104)、封头液氮热沉(109)依次由前至后设置；舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)设置在舱体前部液氮热沉(107)、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，用来吸附羽流气体。

液氮供应***(200)包括液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)以及第一气动截止阀(201)、第二气动截止阀(211)、第一手动截止阀(202)、第二手动截止阀(212)、第三手动截止阀(221)、第四手动截止阀(209)、第五手动截止阀(219)、第六手动截止阀(206)、第七手动截止阀(216)、第八手动截止阀(208)、第九手动截止阀(218)、第十手动截止阀(222)、第十一手动截止阀(223)、第十二手动截止阀(224)、第十三手动截止阀(225)、第十四手动截止阀(226)、第十五手动截止阀(227)、第十六手动截止阀(228)、第一远程压力表(203)、第二远程压力表(213)、第三远程压力表(231)、第一现场压力表(205)、第二现场压力表(215)、第三现场压力表(232)、第一低温电磁阀(207)、第二低温电磁阀(217)、第一液位计(204)、第二液位计(214)、第一低温安全阀(229)、第二低温安全阀(230)、第一汽化器(210)与第二汽化器(220)、液氮贮槽A排气阀(235)与液氮贮槽B排气阀(236)。

其中，通过第十五手动截止阀(227)、第十六手动截止阀(228)分别为液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)内加注液氮；液氮贮槽A(234)和液氮贮槽B(233)间通过第三手动截止阀(221)连通；第三手动截止阀(221)还分别与第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的出口连通；第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的出口端还分别通过管路与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)连通；第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的入口分别通过第四手动截止阀(209)、第五手动截止阀(219)与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)连通；第一低温电磁阀(207)通过管路与第四手动截止阀(209)并联；第二低温电磁阀(217)通过管路与第五手动截止阀(219)并联；液氮贮槽A(234)上安装有第一远程压力表(203)、第一现场压力表(205)，液氮贮槽B(233)上安装有第二远程压力表(213)和第二现场压力表(215)；液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)上还分别安装有第一液位计(204)、第二液位计(214)；液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)分别通过管路连接有第十手动截止阀(222)与第十一手动截止阀(223)，第十手动截止阀(222)与第十一手动截止阀(223)间通过三通管路连通；三通管路的自由端通过依次连接第一低温安全阀(229)、第十二手动截止阀(224)、第十三手动截止阀(225)、第二低温安全阀(230)，最终与热沉入口管路***(500)相连；第十三手动截止阀(225)通过三通管路与第三远程压力表(231)、第三现场压力表(232)相连；液氮供应***(200)中管路最低位置处安装有第十四手动截止阀(226)；第一气动截止阀(201)与第二气动截止阀(211)通过管路与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)相连，分别为液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)的回液阀，用于控制在热沉***(100)预冷时流经热沉***(100)的多余液氮经热沉出口管路***(600)回收到液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)中；液氮贮槽A排气阀(235)安装在液氮贮槽A(234)顶部，用于液氮贮槽A(234)内的气体释放，需放气时开启，平时关闭；液氮贮槽B排气阀(236)安装在液氮贮槽B(233)顶部，用于液氮贮槽B(233)内的气体释放，需放气时开启，平时关闭。

热沉入口管路***包括第十七手动截止阀(501)、第十八手动截止阀(502)、第十九手动截止阀(505)、第二十手动截止阀(506)、第二十一手动截止阀(508)、第二十二手动截止阀(509)、第二十三手动截止阀(514)、第二十四手动截止阀(515)、第二十五手动截止阀(516)、第二十六手动截止阀(517)、第三低温安全阀(503)、第四低温安全阀(507)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)；其中，第一气动调节阀(504)通过管路连接至大门液氦热沉(101)入口；第二气动调节阀(510)通过管路连接至舱体前部液氦热沉(102)入口；第三气动调节阀(511)通过管路连接至舱体后部液氦热沉(103)入口；第四气动调节阀(512)通过管路连接至封头液氦热沉(104)入口；第五气动调节阀(513)通过管路连接至羽流吸附泵(105)入口；第二十三手动截止阀(514)所通过管路连接至大门液氮热沉(106)入口；第二十四手动截止阀(515)所在支路连接至舱体前部液氮热沉(107)入口；第二十五手动截止阀(516)通过管路连接至舱体后部液氮热沉(108)入口；第二十六手动截止阀(517)通过管路连接至封头液氮热沉(109)入口；第十七手动截止阀(501)为各个液氦热沉及羽流吸附泵的总控制阀。第十七手动截止阀(501)一端与液氮供应***(200)中液氮输送管路相连，另一端分别连接第十八手动截止阀(502)、第三气动调节阀(504)、第十九手动截止阀(505)所在的三条支路；其中，第十八手动截止阀(502)通过管路与第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)所在的四条支路入口联通；第十九手动截止阀(505)分别通过大门液氮热沉(106)入口管路、舱体前部液氮热沉(107)入口管路、舱体后部液氮热沉(108)入口管路以及封头液氮热沉(109)入口管路与第二十三手动截止阀(514)、第二十四手动截止阀(515)、第二十五手动截止阀(516)、第二十六手动截止阀(517)相连，由此将大门液氦热沉(101)入口与各个液氮热沉入口通过管路联通；第二十手动截止阀(506)通过管路将舱体前部液氮热沉(107)入口管路、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氦热沉(104)入口管路与各个液氮热沉入口管路联通；第二十一手动截止阀(508)通过吹除管路连接至第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)的入口管路相连；第二十二手动截止阀(509)一端通过管路连接至第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)的入口管路，另一端通过管路直接连接至大气；第三低温安全阀(503)安装在大门液氦热沉(101)入口管路上，第四低温安全阀(507)安装在吹除管路上。

热沉出口管路***(600)包括第二十七手动截止阀(602)、第二十八手动截止阀(606)、第二十九手动截止阀(613)、第三十手动截止阀(614)、第三十一手动截止阀(615)、第三十二手动截止阀(618)、第三十三手动截止阀(621)、第三十四手动截止阀(622)、第三十五手动截止阀(623)、第三十六手动截止阀(625)、第三十七手动截止阀(626)、第三十八手动截止阀(628)、第三十九手动截止阀(630)、第一低温温度计(601)、第二低温温度计(607)、第三低温温度计(608)、第四低温温度计(609)、第五低温温度计(610)、第六低温温度计(611)、第七低温温度计(612)、第八低温温度计(632)、第五低温安全阀(605)、第六低温安全阀(616)、第七低温安全阀(617)、第八低温安全阀(624)、第九低温安全阀(627)、第十低温安全阀(629)、第十一低温安全阀(631)、第四远程压力表(603)、第五远程压力表(619)、第四现场压力表(604)、第五现场压力表(620)与第六气动调节阀(633)；其中，第二十八手动截止阀(606)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第五低温安全阀(605)、第二十七手动截止阀(602)、第四远程压力表(603)至大门液氦热沉(101)出口，形成大门液氦热沉(101)出口排放管路；第二十七手动截止阀(602)还与第四现场压力表(604)、第一低温温度计(601)相连；第三十三手动截止阀(621)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第三十二手动截止阀(618)、第七低温安全阀(617)后，分别连接有六路管路，第一路通过第二低温温度计(607)连接至舱体前部液氦热沉(102)出口；第二路通过第三低温温度计(608)连接至舱体后部液氦热沉(103)出口；第三路通过第四低温温度计(609)连接至封头液氦热沉(104)出口；第四路通过第二十九手动截止阀(613)、第五低温温度计(610)连接至羽流吸附泵(105)大筒出口；第五路通过第三十手动截止阀(614)、第六低温温度计(611)连接至羽流吸附泵(105)中筒出口；第六路通过第三十一手动截止阀(615)、第七低温温度计(612)连接至羽流吸附泵(105)小筒出口；所述三十二手动截止阀(618)与第五远程压力表(619)、第五现场压力表(620)相连；第六气动调节阀(633)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第八低温温度计(632)、第十一低温安全阀(631)、第三十九手动截止阀(630)、第十低温安全阀(629)、第三十八手动截止阀(628)、第九低温安全阀(627)后分别连接有四路管路，四路管路分别连接至大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氮热沉(109)；通过第三十四手动截止阀(622)将大门液氦热沉(101)的出口排放管路、舱体前部液氦热沉(102)的出口排放管路、舱体后部液氦热沉(103)的出口排放管路、封头液氦热沉(104)的出口排放管路以及羽流吸附泵(105)的出口排放管路连通；通过第三十五手动截止阀(623)、第八低温安全阀(624)、第三十七手动截止阀(626)将各个液氦热沉、羽流吸附泵及各个液氮热沉的出口排放管路连通形成管网***，具体连接方式为：第三十五手动截止阀(623)一端通过管路与羽流吸附泵(105)的出口排放管路连通，另一端通过管路顺次连接第八低温安全阀(624)、第三十七手动截止阀(626)连接至第三十八手动截止阀(628)与第十低温安全阀(629)之间管路上；第八低温安全阀(624)安装在第三十五手动截止阀(623)和第三十七手动截止阀(626)之间的管路上；第三十六手动截止阀(625)一端连接至第三十五手动截止阀(623)与第三十七手动截止阀(626)之间，另一端直通大气；第六低温安全阀(616)安装在第二十一手动截止阀(615)入口管路上；第六气动调节阀(633)与第十一低温安全阀(631)间的管路与液氮供应***(200)中的第一气动截止阀(201)与第二气动截止阀(221)相连。

所述过冷器***(300)包括过冷器(316)以及第四十手动截止阀(301)、第四十一手动截止阀(302)、第四十二手动截止阀(305)、第四十三手动截止阀(311)、第四十四手动截止阀(312)、第四十五手动截止阀(314)、第四十六手动截止阀(315)、第九低温温度计(303)、第十低温温度计(313)、第七气动调节阀(304)、第六远程压力表(306)、第七远程压力表(308)、第六现场压力表(307)、第七现场压力表(309)与第三液位计(310)；其中，第四十手动截止阀(301)为过冷器***(300)的进液和补液阀，一端与液氮供应***(200)中第一低温安全阀(229)与第十二手动截止阀(224)间的液氮输送管路连通，另一端通过管路与过冷器(316)主体内的过冷管道进液端连通；第九低温温度计(303)设置在过冷管道入口处；第七气动调节阀(304)一端通过管路与液氮供应***(200)中第一低温安全阀(229)、第十二手动截止阀(224)间的液氮输送管路连通；第三液位计(310)安装在过冷器(316)上；第六远程压力表(306)与第六现场压力表(307)通过第四十二手动截止阀(305)连接至过冷管道出口处；在过冷器(316)主体上安装有第四十三手动截止阀(311)；在过冷器(316)主体上还安装有第四十四手动截止阀(312)；第四十六手动截止阀(315)通过管路连接至过冷管道出口处，且第四十六手动截止阀(315)还通过管路连接至液氮泵***(400)以及热沉出口管路***(600)中第十一低温安全阀(631)与第三十九手动截止阀(630)间管路上；第四十五手动截止阀(314)一端通过管路连接至第四十四手动截止阀(312)与过冷器(316)主体间的管路上，另一端连接至第四十六手动截止阀(315)与热沉出口管路***(600)之间的管路上；第十低温温度计(313)设置在过冷管道出口处；第四十一手动截止阀(302)一端通过管路与过冷管道入口处连通，另一端通过管路连接至热沉出口管路***(600)中第三十九手动截止阀(630)与第十低温安全阀(629)间的管路上。

液氮泵***(400)包括精过滤器(401)、液氮泵A(407)、液氮泵B(418)、第四十七手动截止阀(403)、第四十八手动截止阀(406)、第四十九手动截止阀(408)、第五十手动截止阀(409)、第五十一手动截止阀(410)、第五十二手动截止阀(413)、第五十三手动截止阀(417)、第五十四手动截止阀(420)、第五十五手动截止阀(419)、第十二低温安全阀(402)、第十三低温安全阀(416)、第十一低温温度计(411)、第八远程压力表(404)、第九远程压力表(414)、第八现场压力表(405)、第九现场压力表(415)、低温流量计(412)；其中，精过滤器(401)安装在液氮泵***(400)入口管路处；精过滤器(401)一端通过管路与过冷器***(300)中第四十六手动截止阀(315)相连；精过滤器(401)另一端安装有四通管路；第一路通过管路顺次连接第四十八手动截止阀(406)、液氮泵A(407)、第四十九手动截止阀(408)、第五十手动截止阀(409)；第二路通过管路顺次连接第五十三手动截止阀(417)、液氮泵B(418)、第五十五手动截止阀(419)、第五十四手动截止阀(420)；第三路通过管路连接第五十一手动截止阀(410)，三路管路通过四通管路并联至低温流量计(412)入口处；第八远程压力表(404)及第八现场压力表(405)安装在液氮泵A(407)、液氮泵B(418)入口处，由第四十七手动截止阀(403)控制启停。第九远程压力表(414)及第九现场压力表(415)安装在液氮泵A(407)、液氮泵B(418)出口处，由第五十二手动截止阀(413)控制启停；液氮泵A(407)、液氮泵B(418)两端安装有第四十八手动截止阀(406)、第五十三手动截止阀(417)、第五十手动截止阀(409)、第五十四手动截止阀(420)；第十一低温温度计(411)安装在液氮泵A(407)与液氮泵B(418)的出口管路上；低温流量计(412)位于在液氮泵A(407)与液氮泵B(418)的出口管路上；第十二低温安全阀(402)、第十三低温安全阀(416)分别安装在液氮泵A(407)与液氮泵B(418)入口和出口管路上。

通过上述液氮输送***进行发动机羽流试验包括以下几个步骤：

步骤一：液氮贮槽A(234)液氮加注；

打开第十五手动截止阀(227)完成液氮贮槽A(234)的液氮加注，液氮贮槽B(233)不加注；

步骤二：过冷器(316)主体液氮加注；

依次打开第十手动截止阀(222)、第七气动调节阀(304)及第四十三手动截止阀(311)完成液氮过冷器(316)主体的液氮加注，加注初期微开第七气动调节阀(304)，利用初期蒸发的冷氮气充分吹除过冷器(316)主体内的空气，然后全开第七气动调节阀(304)并快速加注直到指定液位，并根据第三液位计(310)的数值，远程调节第七气动调节阀(304)的开度，以保持液位的恒定；

步骤三：各个液氮热沉预冷；

依次打开第四十手动截止阀(301)、第五十一手动截止阀(410)、第二十三手动截止阀(514)、第二十四手动截止阀(515)、第二十五手动截止阀(516)、第二十六手动截止阀(517)、第三十八手动截止阀(628)、第三十九手动截止阀(630)、第六气动调节阀(633)，使液氮进入到过冷器(316)内部管道中，利用过冷器(316)主体内的液氮为通过过冷器(316)内部管道内的液氮降温，降温后的液氮随过冷器(316)出口管路进入到液氮泵***(400)中，最后进入到液氮输送***(500)后，实现对大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氮热沉(109)进行预冷(从常温到77K的冷却过程)，此过程形成各个液氮热沉的开式预冷；

步骤四：各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷；

各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷和液氮热沉预冷同时进行，依次打开第十二手动截止阀(224)、第十七手动截止阀(501)、十八手动截止阀(502)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)、第三十四手动截止阀(622)、第三十五手动截止阀(623)、第三十七手动截止阀(626)，对大门液氦热沉(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)进行预冷(从常温到77K的冷却过程)，此过程形成各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的开式预冷；

步骤五：液氮贮槽A(234)到液氮贮槽B(233)的转注(倒灌)；

为节省液氮耗量同时充分利用低温氮气冷量，预冷开始时可直接关闭第六气动调节阀(633)(无论出口处是否跑液)，同时打开液氮贮槽B(233)的第二气动截止阀(211)、第二手动截止阀(212)，利用低温氮气预冷液氮贮槽B(233)并回收多余液氮，所有气体均通过氮贮槽B排气阀(236)排除，此过程形成由液氮贮槽A(234)到液氮贮槽B(233)的液氮转注(倒灌)过程；

步骤六：液氮贮槽B(233)到液氮贮槽A(234)的转注(倒灌)；

在各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷过程中，当液氮贮槽A(234)液氮消耗完毕，关闭第十手动截止阀(222)、第二气动截止阀(211)(第二手动截止阀(212)常开即可)，打开第十一手动截止阀(223)、第一气动截止阀(201)、第一手动截止阀(202)，形成由液氮贮槽B(233)到液氮贮槽A(234)的液氮转注(倒灌)过程；

步骤七：热沉***(100)温度调节；

在各个液氮热沉、液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷过程中，通过液氮供应量来调节各热沉的降温速度，以保证各热沉与羽流吸附泵(105)温度均匀，利用第二十三手动截止阀(514)调节大门液氮热沉(106)温度，利用第二十四手动截止阀(515)调节舱体前部液氮热沉(107)温度，利用第二十五手动截止阀(516)调节舱体后部液氮热沉(108)温度，利用第二十六手动截止阀(517)调节封头液氮热沉(109)温度，利用第一气动调节阀(504)调节大门液氦热沉(101)温度，第二气动调节阀(510)调节舱体前部液氦热沉(102)温度，利用第三气动调节阀(511)调节舱体后部液氦热沉(103)温度，利用第四气动调节阀(512)调节封头液氦热沉(104)温度，利用五气动调节阀(513)、第二十九手动截止阀(613)、第三十手动截止阀(614)、第三十一手动截止阀(615)调节羽流吸附泵(105)温度；

步骤八：各个液氮热沉的闭式循环；

待各个液氮热沉、各个液氦热沉以及羽流吸附泵(105)温度降至液氮温区77K后，各个液氮热沉即可进入闭式循环，首先，打开第四十八手动截止阀(406)、第四十九手动截止阀(408)对液氮泵A(407)通液氮预冷，当第四十九手动截止阀(408)出口处有液氮喷出时(根据经验预冷约15分钟即可)，关闭第四十九手动截止阀(408)、第五十一手动截止阀(410)，同时打开第五十手动截止阀(409)，完成液氮泵A(407)的启动，其次，逐渐关闭第三十九手动截止阀(630)(开度按70％、50％、0％进行或根据实际调节)、同时逐渐打开第四十一手动截止阀(302)(开度按30％、50％、100％进行或根据实际调节)，完成各个液氮热沉由开式预冷向闭式循环的过渡，进入闭式循环后微开第四十六手动截止阀(315)供***管路放气用；

步骤九：停止各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的液氮供应；

待各个液氮热沉完全进入闭式循环后，关闭第十七手动截止阀(501)停止对各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的液氮输送。

通过上述液氮输送***进行卫星热真空试验包括以下几个步骤：

步骤一：液氮贮槽A(234)液氮加注；

打开第十五手动截止阀(227)完成液氮贮槽A(234)的液氮加注，液氮贮槽B(233)不加注；

步骤二：过冷器(316)主体液氮加注；

依次打开第十手动截止阀(222)、第七气动调节阀(304)及第四十三手动截止阀(311)完成液氮过冷器(316)主体的液氮加注，加注初期微开第七气动调节阀(304)，利用初期蒸发的冷氮气充分吹除过冷器(316)主体内的空气，然后全开第七气动调节阀(304)并快速加注直到指定液位，并根据第三液位计(310)的数值，远程调节第七气动调节阀(304)的开度，以保持液位的恒定；

步骤三：各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷；

依次打开第四十手动截止阀(301)、第五十一手动截止阀(410)、第十九手动截止阀(505)、第二十手动截止阀(506)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)、第三十四手动截止阀(622)、第三十五手动截止阀(623)、第三十七手动截止阀(626)、第三十九手动截止阀(630)、第六气动调节阀(633)，使液氮进入到过冷器(316)内部管道中，利用过冷器(316)主体内的液氮为通过过冷器(316)内部管道内的液氮降温，降温后的液氮随过冷器(316)出口管路进入到液氮泵***(400)中，最后进入到液氮输送***(500)后，实现对大门液氦热沉(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)进行预冷(从常温到77K的冷却过程)，此过程形成各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的开式预冷；

步骤四：液氮贮槽A(234)到液氮贮槽B(233)的转注(倒灌)过程；

为节省液氮耗量同时充分利用低温氮气冷量，预冷开始时可直接关闭第六气动调节阀(633)(无论出口处是否跑液)，同时打开液氮贮槽B(233)的第二气动截止阀(211)、第二手动截止阀(212)，利用低温氮气预冷液氮贮槽B(233)并回收多余液氮，所有气体均通过氮贮槽B排气阀(236)排除，此过程形成由液氮贮槽A(234)到液氮贮槽B(233)的液氮转注(倒灌)过程；

步骤五：液氮贮槽B(233)到液氮贮槽A(234)的转注(倒灌)过程；

在各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷过程中，当液氮贮槽A(234)液氮消耗完毕，关闭第十手动截止阀(222)、第二气动截止阀(211)(第二手动截止阀(212)常开即可)，打开第十一手动截止阀(223)、第一气动截止阀(201)、第一手动截止阀(202)，形成由液氮贮槽B(233)到液氮贮槽A(234)的液氮转注(倒灌)过程；

步骤六：各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的温度调节；

各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷预冷过程中通过液氮供应量来调节各个热沉降温速度，以保证各液氦热沉与羽流吸附泵(105)温度均匀，利用第三气动调节阀(504)调节大门液氦热沉(101)温度，利用第二气动调节阀(510)调节舱体前部液氦热沉(102)温度，利用第三气动调节阀(511)调节舱体后部液氦热沉(103)温度，利用第四气动调节阀(512)调节封头液氦热沉104温度，利用第五气动调节阀(513)、第二十九手动截止阀(613)、第三十手动截止阀(614)、第三十一手动截止阀(615)调节羽流吸附泵(105)温度；

步骤七：各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的闭式循环；

待各个液氦热沉、羽流吸附泵(105)温度降至液氮温区77K后，即可进入闭式循环，首先，打开第四十八手动截止阀(406)、第四十九手动截止阀(408)对液氮泵A(407)通液氮预冷，当第四十九手动截止阀(408)出口处有液氮喷出时(根据经验预冷约15分钟即可)，关闭第四十九手动截止阀(408)、第五十一手动截止阀(410)，同时打开第五十手动截止阀(409)，完成液氮泵A(407)的启动，其次，逐渐关闭第三十九手动截止阀(630)(开度按70％、50％、0％进行或根据实际调节)、同时逐渐打开第四十一手动截止阀(302)(开度按30％、50％、100％进行或根据实际调节)，完成各个热沉由开式预冷向闭式循环的过渡，进入闭式循环后微开第四十六手动截止阀(315)供***管路放气用。

本发明的优点在于：

1、本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***能同时为大尺寸双层热沉装置提供液氮制冷；

2、本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***能同时满足卫星热真空试验及发动机羽流试验两种试验需求；

3、通过本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***进行卫星热真空试验时，可为内层液氦热沉提供液氮预冷至77K并保持恒定，此时外层液氮热沉可不通液氮预冷(不工作)；

4、通过本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***进行发动机羽流试验时，可为内层液氦热沉提供液氮预冷至80K，可为外层液氮热沉提供液氮预冷至77K并保持恒定；

5、本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***中内层液氦热沉及外层液氮热沉均可以同时或单独与低温液氮输送***相连，构成闭式循环***；

6、本发明本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***能满足试验要求的最大热负荷为60kW，可进行高热负荷试验；

7、本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***采用液氮泵增压式密闭循环，适合长时间运行，可充分保证热沉温度的均匀性，减小液氮消耗，降低试验运行费用；

8、在本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***中热沉预冷时，在液氮进入热沉***前，采用让液氮先进入过冷器后进入热沉的方式，实现了热沉及过冷器的同步预冷，避免了传统的先预冷热沉再预冷过冷器最后预冷液氮泵的麻烦，节约了整个输送***运行时间；

9、本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***中各热沉均配有相应的支管路阀门***，实现单独供液及调节，保证热沉温度的均匀；

10、本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***中，液氮贮槽与液氮泵均有两个，互为备份，当其中一个损坏时不影响***正常工作。

附图说明

图1是本发明提供的大尺寸双热沉闭式液氮输送***的结构示意图；

图2是本发明的液氮输送***在进行发动机羽流试验时的工作流程图；

图3是本发明的液氮输送***在进行卫星热真空试验时的工作流程图。

图中：

100-热沉***    200-液氮供应系    300-过冷器系    400-液氮泵***    500-热沉入口管

                统                统                                路***

600-热沉出口管路101-大门液氦热    102-舱体前部    103-舱体后部液    104-封头液氦热

***            沉                液氦热沉        氦热沉            沉

105-羽流吸附泵  106-大门液氮热    107-舱体前部    108-舱体后部液    109-封头液氮热

                沉                液氮热沉        氮热沉            沉

234-液氮贮槽A   233-液氮贮槽B     316-过冷器      401-精过滤器      407-液氮泵A

418-液氮泵B     202-第一手动截    212-第二手动    221-第三手动截    209-第四手动截

                止阀              截止阀          止阀              止阀

219-第五手动截止206-第六手动截    216-第七手动    208-第八手动截    218-第九手动截

阀              止阀              截止阀          止阀              止阀

222-第十手动截  223-第十一手动    224-第十二手    225-第十三手动    226-第十四手动

阀              截止阀            动截止阀        截止阀            截止阀

227-第十五手动截228-第十六手动    501-第十七手    502-第十八手动    505-第十九手动

止阀            截止阀            动截止阀        截止阀            截止阀

506-第二十手动截508-第二十一手    509-第二十二    514-第二十三手    515-第二十四手

止阀            动截止阀          手动截止阀      动截止阀          动截止阀

516-第二十五手动517-第二十六手    602-第二十七    606-第二十八手    613-第二十九手

截止阀          动截止阀          手动截止阀      动截止阀          动截止阀

614-第三十手动截615-第三十一手    618-第三十二    621-第三十三手    622-第三十四手

止阀            动截止阀          手动截止阀      动截止阀          动截止阀

623-第三十五手动625-第三十六手    626-第三十七    628-第三十八手    630-第三十九手

截止阀          动截止阀          手动截止阀      动截止阀          动截止阀

301-第四十手动截302-第四十一手    305-第四十二    311-第四十三手    312-第四十四手

止阀            动截止阀          手动截止阀      动截止阀          动截止阀

314-第四十五手动315-第四十六手    403-第四十七    406-第四十八手    408-第四十九手

截止阀          动截止阀          手动截止阀      动截止阀          动截止阀

409-第五十手动截410-第五十一手    413-第五十二    417-第五十三手    420-第五十四手

止阀            动截止阀          手动截止阀      动截止阀          动截止阀

419-第五十五手动229-第一低温安    230-第二低温    503-第三低温安    507-第四低温安

截止阀          全阀              安全阀          全阀              全阀

605-第五低温安全616-第六低温安    617-第七低温    624-第八低温安    627-第九低温安

阀              全阀              安全阀          全阀              全阀

629-第十低温安全631-第十一低温    402-第十二低    416-第十三低温    504-第一气动调

阀              安全阀            温安全阀        安全阀            节阀

510-第二气动调节511-第三气动调    512-第四气动    513-第五气动调    633-第六气动调

阀              节阀              调节阀          节阀              节阀

304-第七气动调节601-第一低温温    607-第二低温    608-第三低温温    609-第四低温温

阀              度计              温度计          度计              度计

610-第五低温温度611-第六低温温    612-第七低温    632-第八低温温    303-第九低温温

计              度计              温度计          度计              度计

313-第十低温温度411-第十一低温    201-第一气动    211-第二气动截    207-第一低温电

计              温度计            截止阀          止阀              磁阀

217-第二低温电磁204-第一液位计    214-第二液位    310-第三液位计    203-第一远程压

阀                                计                                力表

213-第二远程压力231-第三远程压    603-第四远程    619-第五远程压    306-第六远程压

表              力表              压力表          力表              力表

308-第七远程压力404-第八远程压    414-第九远程    205-第一现场压    215-第二现场压

表              力表              压力表          力表              力表

232-第三现场压力604-第四现场压    620-第五现场    307-第六现场压    309-第七现场压

表              力表              压力表          力表              力表

405-第八现场压力415-第九现场压    412-低温流量    235-液氮贮槽A     236-液氮贮槽B

表                力表            计        排气阀        排气阀

210-第一汽化器    220-第二汽化器

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的大尺寸双热沉闭式液氮输送***，如图1所示，包括热沉***100、液氮供应***200、过冷器***300、液氮泵***400、热沉入口管路***500、热沉出口管路***600。

如图1所示，热沉***100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、封头液氮热沉109。其中，大门液氮热沉106、大门液氦热沉101、封头液氮热沉109与封头液氦热沉104均为圆弧平板形结构；舱体前部液氮热沉107、舱体前部液氦热沉102、舱体后部液氮热沉108与舱体后部液氦热沉103均为圆筒形结构。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与封头液氦热沉104、封头液氮热沉109依次由前至后设置。舱体前部液氦热沉102、舱体后部液氦热沉103设置在舱体前部液氮热沉107、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，用来吸附羽流气体。由此在空间结构上，上述所有液氦热沉均位于所有液氮热沉内部，由液氮热沉包裹，构成双层热沉结构。

液氮供应***200用来存储并供给热沉***100所需液氮，包括液氮贮槽A234、液氮贮槽B233以及第一气动截止阀201、第二气动截止阀211、第一手动截止阀202、第二手动截止阀212、第三手动截止阀221、第四手动截止阀209、第五手动截止阀219、第六手动截止阀206、第七手动截止阀216、第八手动截止阀208、第九手动截止阀218、第十手动截止阀222、第十一手动截止阀223、第十二手动截止阀224、第十三手动截止阀225、第十四手动截止阀226、第十五手动截止阀227、第十六手动截止阀228、第一远程压力表203、第二远程压力表213、第三远程压力表231、第一现场压力表205、第二现场压力表215、第三现场压力表232、第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217、第一液位计204、第二液位计214、第一低温安全阀229、第二低温安全阀230、第一汽化210与第二汽化器220、液氮贮槽A排气阀235与液氮贮槽B排气阀236。其中，液氮贮槽A234、液氮贮槽B233互为备份，可同时供液或单独供液，通过第十五手动截止阀227、第十六手动截止阀228分别为液氮贮槽A234、液氮贮槽B233内加注液氮；由于液氮贮槽A234和液氮贮槽B233不是相互独立的，因此液氮贮槽A234和液氮贮槽B233间通过第三手动截止阀221连通，利用连通器原理保证液氮贮槽A234和液氮贮槽B233的供液压力相同，实现液氮供应***200供液压力的稳定；第三手动截止阀221还分别与第一汽化器210与第二汽化器220的出口连通，第一汽化器210与第二汽化器220的出口端还分别通过管路与液氮贮槽A234、液氮贮槽B233顶部连通；第一汽化器210与第二汽化器220的入口分别通过第四手动截止阀209、第五手动截止阀219与液氮贮槽A234、液氮贮槽B233连通。第六手动截止阀206通过管路顺次连接第一低温电磁阀207、第八手动截止阀208形成一路，并与第四手动截止阀209并联；第七手动截止阀216通过管路顺次连接第二低温电磁阀217、第九手动截止阀218形成一路，并与第五手动截止阀219并联；其中，第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217分别用于控制液氮贮槽A234、液氮贮槽B233向第一汽化器210、第二汽化220输送液氮，可远程自动控制，操作方便；第六手动截止阀206、第七手动截止阀216以及第八手动截止阀208、第九手动截止阀218常开，当第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217损坏时，第六手动截止阀206、第七手动截止阀216以及第八手动截止阀208、第九手动截止阀218关闭，此时拆卸第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217维修更换均不影响***正常工作；第四手动截止阀209、第五手动截止阀219作为备份平时常闭不工作，当第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217损坏时，同时关闭第六手动截止阀206、第七手动截止阀216、第八手动截止阀208、第九手动截止阀218，打开第四手动截止阀209、第五手动截止阀219实现液氮贮槽A234、液氮贮槽B233向第一汽化器210、第二汽化器220的液氮输送控制；通过汽化器A210、汽化器B220分别将由液氮贮槽A234与液氮贮槽B233输送来的液氮汽化为气氮，并对汽化后的气氮加压后分别由液氮贮槽A234与液氮贮槽B233的顶部供给到液氮贮槽A234与液氮贮槽B233中，由此为液氮贮槽A234与液氮贮槽B233内液氮加压。所述第一汽化器210、第二汽化器220的供气压力在0.4～0.6MPa间可调，可通过第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217或第四手动截止阀209、第五手动截止阀219开度的大小调节，开度小意味着向第一汽化器210、第二汽化器220输送的液氮量小，经过第一汽化器210、第二汽化器220后被气化的气氮量同时减小，导致液氮贮槽A234、液氮贮槽B233的增压压力减小，反向操作则导致液氮贮槽A234、液氮贮槽B233的增压压力增加。液氮贮槽A234顶部安装有第一远程压力表203、第一现场压力表205，液氮贮槽B233顶部安装有第二远程压力表213和第二现场压力表215；第一远程压力表203与第二远程压力表213分别实现液氮贮槽A234中压力数据的现场测量和远程测量；第二远程压力表213和第二现场压力表215分别实现液氮贮槽B233中压力数据的现场测量和远程测量；根据测得的压力的数据，控制第一低温电磁阀207、第二低温电磁阀217或第四手动截止阀209、第五手动截止阀219的开度大小。液氮贮槽A234与液氮贮槽B233上还分别安装有第一液位计204、第二液位计214；第一液位计204、第二液位计214分别用于测量液氮贮槽A234、液氮贮槽B233的液氮液位高低，当液氮液位过低时，及时加注液氮；液氮贮槽A234与液氮贮槽B233分别通过管路连接有第十手动截止阀222与第十一手动截止阀223，第十手动截止阀222与第十一手动截止阀223间通过三通管路连通，第十手动截止阀222用于控制液氮贮槽A234的液氮输送，第十一手动截止阀223用于控制液氮贮槽B233的液氮输送；三通管路的自由端通过依次连接第一低温安全阀229、第十二手动截止阀224、第十三手动截止阀225、第二低温安全阀230，最终与热沉入口管路***500相连；第一低温安全阀229、第二低温安全阀230用于防止液氮供应***管路200的压力过高，放气、排液用；第十三手动截止阀225用于控制流经热沉入口管路***500的液氮量，第十三手动截止阀225通过三通管路与第三远程压力表231、第三现场压力表232相连，第三远程压力表231用于将液氮供应***管路200的压力值传输到远程计算机中，便于数据存储、处理；第三现场压力表232用于现场读取压力值，便于现场操作。液氮供应***200中管路最低位置处安装有第十四手动截止阀226，用于试验结束后将本发明整个***管路中残留的液氮及时排出。第一气动截止阀201与第二气动截止阀211分别为液氮贮槽A234、液氮贮槽B233的回液阀，可远程操作，用于控制在热沉***100预冷时流经热沉***100的多余液氮经热沉出口管路***600回收到液氮贮槽A234与液氮贮槽B233中，达到节约液氮的目的；第一手动截止阀202、第二手动截止阀212分别为第一气动截止阀201、第二气动截止阀211的备用阀门，平时常开不工作，当第一气动截止阀201、第二气动截止阀211损坏时，可通过现场操作第一手动截止阀202、第二手动截止阀212控制热沉***100预冷时的液氮回收；液氮贮槽A排气阀235安装在液氮贮槽A234顶部，用于液氮贮槽A234内的气体释放，需放气时开启，平时关闭；液氮贮槽B排气阀236安装在液氮贮槽B233顶部，用于液氮贮槽B233内的气体释放，需放气时开启，平时关闭。

热沉入口管路***500用来向热沉***100输送液氮，包括第十七手动截止阀501、第十八手动截止阀502、第十九手动截止阀505、第二十手动截止阀506、第二十一手动截止阀508、第二十二手动截止阀509、第二十三手动截止阀514、第二十四手动截止阀515、第二十五手动截止阀516、第二十六手动截止阀517、第三低温安全阀503、第四低温安全阀507、第一气动调节阀504、第二气动调节阀510、第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513。本发明中采用气动调节阀远程调节进入各个液氦热沉及羽流吸附泵的液氮量大小，可实现高精度精调，其中，第一气动调节阀504通过管路连接至大门液氦热沉101入口，用于控制进入大门液氦热沉101的液氮量；第二气动调节阀510通过管路连接至舱体前部液氦热沉102入口，用于控制进入舱体前部液氦热沉102的液氮量；第三气动调节阀511通过管路连接至舱体后部液氦热沉103入口，用于控制进入舱体后部液氦热沉103的液氮量；第四气动调节阀512通过管路连接至封头液氦热沉104入口，用于控制进入封头液氦热沉104的液氮量；第五气动调节阀513通过管路连接至羽流吸附泵105入口，用于控制进入羽流吸附泵105的液氮量。本发明中采用手动截止阀现场调节进入各个液氮热沉的液氮量大小，各个液氮热沉不需精调，为节约经费，现场粗调即可；其中，第二十三手动截止阀514所通过管路连接至大门液氮热沉106入口，用于控制进入大门液氮热沉106的液氮量；第二十四手动截止阀515所在支路连接至舱体前部液氮热沉107入口，用于控制进入舱体前部液氮热沉107的液氮量；第二十五手动截止阀516通过管路连接至舱体后部液氮热沉108入口，用于控制进入舱体后部液氮热沉108的液氮量；第二十六手动截止阀517通过管路连接至封头液氮热沉109入口，用于控制进入封头液氮热沉109的液氮量；第十七手动截止阀501为各个液氦热沉及羽流吸附泵的总控制阀，通过第十七手动截止阀501手动控制液氮输送。第十七手动截止阀501一端与液氮供应***200中液氮输送管路相连，另一端分别连接第十八手动截止阀502、第三气动调节阀504、第十九手动截止阀505所在的三条支路；其中，第十八手动截止阀502通过管路与第二气动调节阀510、第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513所在的四条支路入口联通，为该四条支路液氮输送的总控制阀；第十九手动截止阀505分别通过大门液氮热沉106入口管路、舱体前部液氮热沉107入口管路、舱体后部液氮热沉108入口管路以及封头液氮热沉109入口管路与第二十三手动截止阀514、第二十四手动截止阀515、第二十五手动截止阀516、第二十六手动截止阀517相连，由此将大门液氦热沉101入口与各个液氮热沉入口通过管路联通；第二十手动截止阀506通过管路将除大门液氦热沉101入口管路外的其余液氦热沉入口管路(舱体前部液氮热沉107入口管路、舱体后部液氮热沉108、封头液氦热沉104入口管路)与各个液氮热沉入口管路(大门液氮热沉106入口管路、舱体前部液氮热沉107入口管路、舱体后部液氮热沉108入口管路、封头液氮热沉109入口管路)联通，由此通过第十九手动截止阀505、第二十手动截止阀506实现所有液氮热沉与所有液氦热沉间的相互连通供液或单独供液。第二十一手动截止阀508通过吹除管路连接至第二气动调节阀510、第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513的入口管路相连，第二十一手动截止阀508可用来连接外部气氮吹除***，通过外部气氮吹除***向液氦热沉及羽流吸附泵提供气氮，吹除与各液氦热沉及羽流吸附泵105相连管路中残留的液氮。第二十二手动截止阀509一端通过管路连接至第二气动调节阀510、第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513的入口管路，另一端通过管路直接连接至大气，用于各个液氦热沉及羽流吸附泵105相连管路中液氮的排放。第三低温安全阀503安装在大门液氦热沉101入口管路上，第四低温安全阀507安装在吹除管路上，第三低温安全阀503、第四低温安全阀507用于在热沉入口管路***中管路压力过高时，放气、排液用。

热沉出口管路***600用来将热沉***100预冷时流经热沉***100的多余液氮经热沉出口管路***600回收到液氮贮槽A234与液氮贮槽B233中，包括第二十七手动截止阀602、第二十八手动截止阀606、第二十九手动截止阀613、第三十手动截止阀614、第三十一手动截止阀615、第三十二手动截止阀618、第三十三手动截止阀621、第三十四手动截止阀622、第三十五手动截止阀623、第三十六手动截止阀625、第三十七手动截止阀626、第三十八手动截止阀628、第三十九手动截止阀630、第一低温温度计601、第二低温温度计607、第三低温温度计608、第四低温温度计609、第五低温温度计610、第六低温温度计611、第七低温温度计612、第八低温温度计632、第五低温安全阀605、第六低温安全阀616、第七低温安全阀617、第八低温安全阀624、第九低温安全阀627、第十低温安全阀629、第十一低温安全阀631、第四远程压力表603、第五远程压力表619、第四现场压力表604、第五现场压力表620与第六气动调节阀633。其中，第二十八手动截止阀606一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第五低温安全阀605、第二十七手动截止阀602、第四远程压力表603至大门液氦热沉101出口，形成大门液氦热沉101出口排放管路；第二十七手动截止阀602还与第四现场压力表604、第一低温温度计601相连，第一低温温度计601用于测量大门液氦热沉101出口处的温度，第四远程压力表603及第四现场压力表604用于测量大门液氦热沉101出口处压力。第三十三手动截止阀621一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第三十二手动截止阀618、第七低温安全阀617后，分别连接有六路管路，第一路通过第二低温温度计607连接至舱体前部液氦热沉102出口，第二低温温度计607用于测量舱体前部液氦热沉102出口温度；第二路通过第三低温温度计608连接至舱体后部液氦热沉103出口，第三低温温度计608用于测量舱体后部液氦热沉103出口温度；第三路通过第四低温温度计609连接至封头液氦热沉104出口，第四低温温度计609用于测量封头液氦热沉104出口温度；第四路通过第二十九手动截止阀613、第五低温温度计610连接至羽流吸附泵105大筒出口，第五低温温度计610用于测量羽流吸附泵105大筒出口温度，第二十九手动截止阀613用于控制通过羽流吸附泵105大筒的液氮流量大小；第五路通过第三十手动截止阀614、第六低温温度计611连接至羽流吸附泵105中筒出口，第六低温温度计611用于测量羽流吸附泵105中筒出口温度，第三十手动截止阀614用于控制通过羽流吸附泵105中筒的液氮流量大小；第六路通过第三十一手动截止阀615、第七低温温度计612连接至羽流吸附泵105小筒出口，第七低温温度计612用于测量羽流吸附泵105小筒出口温度，第三十一手动截止阀615用于控制通过羽流吸附泵105小筒的液氮流量大小。由此形成除大门液氦热沉106外的其他液氦热沉及羽流吸附泵出口排放管路，所述三十二手动截止阀618与第五远程压力表619、第五现场压力表620相连，第五远程压力表619用于将压力值传输到远程计算机中，便于数据存储、处理，第五现场压力表620用于现场读取压力值，便于现场操作。第六气动调节阀633用来排出整个***中的气氮，一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第八低温温度计632、第十一低温安全阀631、第三十九手动截止阀630、第十低温安全阀629、第三十八手动截止阀628、第九低温安全阀627后分别连接有四路管路，四路管路分别连接至大门液氮热沉106、舱体前部液氮热沉107、舱体后部液氮热沉108、封头液氮热沉109。通过第三十四手动截止阀622将大门液氦热沉101的出口的排放管路与其余液氦热沉以及羽流吸附泵105的出口排放管路连通。通过第三十五手动截止阀623、第八低温安全阀624、第三十七手动截止阀626将各液氦热沉、羽流吸附泵及各液氮热沉的出口排放管路连通形成管网***，具体连接方式为：第三十五手动截止阀623一端通过管路与羽流吸附泵105出口排放管路连通，另一端通过管路顺次连接第八低温安全阀624、第三十七手动截止阀626连接至第三十八手动截止阀628与第十低温安全阀629之间管路上，第三十五手动截止阀623、第三十七手动截止阀626操作时要求同时关闭或同时打开。第八低温安全阀624安装在第三十五手动截止阀623和第三十七手动截止阀626之间的管路上，用于当该段管路压力过高时放气。第三十六手动截止阀625一端连接至第三十五手动截止阀623与第三十七手动截止阀626之间，另一端直通大气，用于流体(液体或气体)的排放。第六低温安全阀616安装在第二十一手动截止阀615入口管路上，用于当该段管路压力过高时放气。第六气动调节阀633与第十一低温安全阀631间的管路与液氮供应***200中的第一气动截止阀201与第二气动截止阀221相连，达到液氮贮槽A234与液氮贮槽B233回收液氮的目的。

过冷器***300用来对向各个液氮热沉输送的液氮制冷降温，使所输送的液氮中含有的气氮液化，包括过冷器316以及第四十手动截止阀301、第四十一手动截止阀302、第四十二手动截止阀305、第四十三手动截止阀311、第四十四手动截止阀312、第四十五手动截止阀314、第四十六手动截止阀315、第九低温温度计303、第十低温温度计313、第七气动调节阀304、第六远程压力表306、第七远程压力表308、第六现场压力表307、第七现场压力表309与第三液位计310。其中，第四十手动截止阀301为过冷器***300的进液和补液阀，一端与液氮供应***200中第一低温安全阀229、第十二手动截止阀224间的液氮输送管路连通，另一端通过管路与过冷器316主体内的过冷管道进液端连通，由此使液氮供应***200中的液氮可进入到冷器***300中；当热沉***100预冷时，可通过第四十手动截止阀301控制过冷管道中的液氮输送；当热沉预冷完毕后过冷器***300进入闭式循环后，可通过调节第四十手动截止阀301开度的大小对过冷管道进行补液，保证过冷器***300中管路内液氮的充足。第九低温温度计303设置在过冷管道入口处，用于测量过冷管道入口温度；第七气动调节阀304一端通过管路与液氮供应***200中第一低温安全阀229与第十二手动截止阀224间的液氮输送管路连通，用于控制向过冷器316主体内输送液氮。第三液位计310安装在过冷器316上，用来测量过冷器316主体内液氮液位，并可通过第三液位计310测得数值的大小来远程自动调节过冷器316主体液氮液位，保持过冷器316主体内液位的恒定。第六远程压力表306与第四现场压力表307通过第四十二手动截止阀305连接至过冷管道出口处，第六远程压力表306、第六现场压力表307均用于测量过冷管道入口处的压力，通过第六远程压力表306将测得的压力数值送至上位机实现远程测量；通过第六现场压力表307实现现场直观测量，便于现场人员查看；第四十二手动截止阀305用于控制压力表的启停；当第四十二手动截止阀305打开时，第六远程压力表306及第六现场压力表307工作；当第四十二手动截止阀305关闭时，第六远程压力表306及第六现场压力表307不工作；当第六远程压力表306或第六现场压力表307损坏时可关闭第四十二手动截止阀305进行更换，更换的过程中并不影响过冷器***300正常运行。同理，第七远程压力表308、第七现场压力表309均用于测量过冷器316主体压力，第七远程压力表309测得的压力数值送至上位机实现远程测量；第七现场压表309实现现场直观测量，便于现场人员查看；在过冷器316主体顶部位置安装有第四十三手动截止阀311，用于排放因液氮气化所产生的氮气。在过冷器316主体底部位置安装有第四十四手动截止阀312，用于试验结束后过冷器316主体内残余液氮的排放。第四十六手动截止阀315通过管路连接至过冷管道出口处，且第四十六手动截止阀315还通过管路连接至液氮泵***400以及热沉出口管路***600中第十一低温安全阀631与第三十九手动截止阀630间管路上；所述第四十六手动截止阀315安装位置高于过冷管道出口，便于过冷器***300内管路中产生的气氮的排放，过冷器***300内管路中产生的气氮随热沉出口管路***600中第六气动调节阀633排出。第四十五手动截止阀314一端通过管路连接至第四十四手动截止阀312与过冷器316主体间的管路上，另一端连接至第四十六手动截止阀315与热沉出口管路***600之间的管路上，用于控制试验结束后过冷器316主体液氮的回收。第十低温温度计313设置在过冷管道出口处，用于测量过冷管道出口温度。第四十一手动截止阀302一端通过管路与过冷管道入口处连通，另一端通过管路连接至热沉出口管路***600中第三十九手动截止阀630与第十低温安全阀629间的管路上，由此在整个输送***闭式循环时，热沉***100预冷时流经热沉***100的多余液氮可进入到过冷器***300中。

液氮泵***400用来向热沉入口管路***500输送降温后的液氮，并且实现热沉***100的闭式循环制冷，并且将经过冷器***300降温后的液氮输送到热沉入口管路***500后进入各个液氮热沉。液氮泵***400包括精过滤器401、液氮泵A407、液氮泵B418、第四十七手动截止阀403、第四十八手动截止阀406、第四十九手动截止阀408、第五十手动截止阀409、第五十一手动截止阀410、第五十二手动截止阀413、第五十三手动截止阀417、第五十四手动截止阀420、第五十五手动截止阀419、第十二低温安全阀402、第十三低温安全阀416、第十一低温温度计411、第八远程压力表404、第九远程压力表414、第八现场压力表405、第九现场压力表415、低温流量计412。其中，精过滤器401安装在液氮泵***400入口管路处，用于过滤杂质，保证流入液氮泵的液氮清洁，避免由于杂质存在造成液氮泵的损坏。精过滤器401一端通过管路与过冷器***300中第四十六手动截止阀315相连，由此使经过冷器***300降温后的液氮可进入到液氮泵***400中；精过滤器401另一端安装有四通管路，第一路通过管路顺次连接第四十八手动截止阀406、液氮泵A407、第五十手动截止阀409，第二路通过管路顺次连接第五十三手动截止阀417、液氮泵B418、第五十四手动截止阀420，第三路通过管路连接第五十一手动截止阀410，三路管路通过四通管路并联至低温流量计412入口处。其中，五十一手动截止阀410所在支路为热沉预冷专用管路，热沉预冷时此管路工作。液氮泵A407及液氮泵B418所在管路为***闭式循环专用管路，当热沉预冷完毕后使用此管路，该两路管路互为备份，当液氮泵A407损坏时，启动液氮泵B418代替工作，不影响闭式***正常运行。第八远程压力表404及第八现场压力表405安装在液氮泵A407、液氮泵B418入口处，用于测量液氮泵A407、液氮泵B418入口管路压力，由第四十七手动截止阀403控制启停。第九远程压力表414及第九现场压力表415安装在液氮泵A407、液氮泵B418出口处，用于测量液氮泵A407、液氮泵B418出口管路压力，由第五十二手动截止阀413控制启停。平时第五十三手动截止阀417、第五十四手动截止阀420关闭，当液氮泵A407损坏时，关闭第四十八手动截止阀406与第五十手动截止阀409同时开启第五十三手动截止阀417、第五十四手动截止阀420启动液氮泵B418代替工作，该设置便于液氮泵A407或液氮泵B418在拆装维修过程中并不影响闭式***的正常工作。第四十九手动截止阀408一端通过管路与液氮泵A407出口管路连通，另一端与大气连通，平时关闭，当需要启动液氮泵A407时开启，当观察到第四十九手动截止阀408出口处有液氮持续流出时关闭此阀，同时启动液氮泵A407；第五十五手动截止阀419一端通过管路与液氮泵B418出口管路连通，另一端与大气连通，平时关闭，当需要启动液氮泵B407时开启，当观察到第五十五手动截止阀419出口处有液氮持续流出时关闭此阀，同时启动液氮泵B418。第十一低温温度计411安装在液氮泵A407与液氮泵B418的出口管路上，用于测量流经液氮泵A407或液氮泵B418的液氮温度；低温流量计412位于液氮泵A407与液氮泵B418的出口管路上，用于测量流经液氮泵的液氮流量，可根据实际需要将低温流量计412安装在第十一低温温度计411左侧或右侧。第十二低温安全阀402、第十三低温安全阀416分别安装在液氮泵A407与液氮泵B418入口和出口管路上，用于防止管路压力过高，放气、排液用。

在进行发动机羽流试验时，液氮热沉、液氦热沉及羽流吸附泵需同时工作，相应的液氮输送***工作流程具体为包括以下几个步骤，如图2所示：

步骤一：液氮贮槽A234液氮加注；

打开第十五手动截止阀227完成液氮贮槽A234的液氮加注，液氮贮槽B233不加注；

步骤二：过冷器316主体液氮加注；

依次打开第十手动截止阀222、第七气动调节阀304及第四十三手动截止阀311完成液氮过冷器316主体的液氮加注，加注初期微开第七气动调节阀304，利用初期蒸发的冷氮气充分吹除过冷器316主体内的空气，然后全开第七气动调节阀304并快速加注直到指定液位，并根据第三液位计310的数值，远程调节第七气动调节阀304的开度，以保持液位的恒定；

步骤三：各个液氮热沉预冷；

依次打开第四十手动截止阀301、第五十一手动截止阀410、第二十三手动截止阀514、第二十四手动截止阀515、第二十五手动截止阀516、第二十六手动截止阀517、第三十八手动截止阀628、第三十九手动截止阀630、第六气动调节阀633，使液氮进入到过冷器316内部管道中，利用过冷器316主体内的液氮为通过过冷器316内部管道内的液氮降温，降温后的液氮随过冷器316出口管路进入到液氮泵***400中，最后进入到液氮输送***500后，实现对大门液氮热沉106、舱体前部液氮热沉107、舱体后部液氮热沉108、封头液氮热沉109进行预冷(从常温到77K的冷却过程)，此过程形成各个液氮热沉的开式预冷；

步骤四：各个液氦热沉及羽流吸附泵105预冷；

各个液氦热沉及羽流吸附泵105预冷和液氮热沉预冷同时进行，依次打开第十二手动截止阀224、第十七手动截止阀501、十八手动截止阀502、第一气动调节阀504、第二气动调节阀510、第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513、第三十四手动截止阀622、第三十五手动截止阀623、第三十七手动截止阀626，对大门液氦热沉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进行预冷(从常温到77K的冷却过程)，此过程形成各个液氦热沉及羽流吸附泵105的开式预冷；

步骤五：液氮贮槽A234到液氮贮槽B233的转注(倒灌)；

为节省液氮耗量同时充分利用低温氮气冷量，预冷开始时可直接关闭第六气动调节阀633(无论出口处是否跑液)，同时打开液氮贮槽B233的第二气动截止阀211、第二手动截止阀212，利用低温氮气预冷液氮贮槽B233并回收多余液氮，所有气体均通过氮贮槽B排气阀236排除，此过程形成由液氮贮槽A234到液氮贮槽B233的液氮转注(倒灌)过程；

步骤六：液氮贮槽B233到液氮贮槽A234的转注(倒灌)；

在各个液氦热沉及羽流吸附泵105预冷过程中，当液氮贮槽A234液氮消耗完毕，关闭第十手动截止阀222、第二气动截止阀211(第二手动截止阀212常开即可)，打开第十一手动截止阀223、第一气动截止阀201、第一手动截止阀202，形成由液氮贮槽B233到液氮贮槽A234的液氮转注(倒灌)过程；

步骤七：热沉***100温度调节；

在各个液氮热沉、液氦热沉及羽流吸附泵105预冷过程中，通过液氮供应量来调节各热沉的降温速度，以保证各热沉与羽流吸附泵105温度均匀，利用第二十三手动截止阀514调节大门液氮热沉106温度，利用第二十四手动截止阀515调节舱体前部液氮热沉107温度，利用第二十五手动截止阀516调节舱体后部液氮热沉108温度，利用第二十六手动截止阀517调节封头液氮热沉109温度，利用第一气动调节阀504调节大门液氦热沉101温度，第二气动调节阀510调节舱体前部液氦热沉102温度，利用第三气动调节阀511调节舱体后部液氦热沉103温度，利用第四气动调节阀512调节封头液氦热沉104温度，利用五气动调节阀513、第二十九手动截止阀613、第三十手动截止阀614、第三十一手动截止阀615调节羽流吸附泵105温度；

步骤八：各个液氮热沉的闭式循环；

待各个液氮热沉、各个液氦热沉以及羽流吸附泵105温度降至液氮温区77K后，各个液氮热沉即可进入闭式循环，首先，打开第四十八手动截止阀406、第四十九手动截止阀408对液氮泵A407通液氮预冷，当第四十九手动截止阀408出口处有液氮喷出时(根据经验预冷约15分钟即可)，关闭第四十九手动截止阀408、第五十一手动截止阀410，同时打开第五十手动截止阀409，完成液氮泵A407的启动，其次，逐渐关闭第三十九手动截止阀630(开度按70％、50％、0％进行或根据实际调节)、同时逐渐打开第四十一手动截止阀302(开度按30％、50％、100％进行或根据实际调节)，完成各个液氮热沉由开式预冷向闭式循环的过渡，进入闭式循环后微开第四十六手动截止阀315供***管路放气用；

步骤九：停止各个液氦热沉及羽流吸附泵105的液氮供应；

待各个液氮热沉完全进入闭式循环后，关闭第十七手动截止阀501停止对各个液氦热沉及羽流吸附泵105的液氮输送。

在进行卫星热真空试验时，各个液氦热沉及羽流吸附泵105同时工作，各个液氮热沉作为防辐射屏不工作，具体为包括以下几个步骤，如图3所示：

步骤一：液氮贮槽A234液氮加注；

打开第十五手动截止阀227完成液氮贮槽A234的液氮加注，液氮贮槽B233不加注；

步骤二：过冷器316主体液氮加注；

依次打开第十手动截止阀222、第七气动调节阀304及第四十三手动截止阀311完成液氮过冷器316主体的液氮加注，加注初期微开第七气动调节阀304，利用初期蒸发的冷氮气充分吹除过冷器316主体内的空气，然后全开第七气动调节阀304并快速加注直到指定液位，并根据第三液位计310的数值，远程调节第七气动调节阀304的开度，以保持液位的恒定；

步骤三：各个液氦热沉及羽流吸附泵105预冷；

依次打开第四十手动截止阀301、第五十一手动截止阀410、第十九手动截止阀505、第二十手动截止阀506、第一气动调节阀504、第二气动调节阀510、第三气动调节阀511、第四气动调节阀512、第五气动调节阀513、第三十四手动截止阀622、第三十五手动截止阀623、第三十七手动截止阀626、第三十九手动截止阀630、第六气动调节阀633，使液氮进入到过冷器316内部管道中，利用过冷器316主体内的液氮为通过过冷器316内部管道内的液氮降温，降温后的液氮随过冷器316出口管路进入到液氮泵***400中，最后进入到液氮输送***500后，实现对大门液氦热沉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进行预冷(从常温到77K的冷却过程)，此过程形成各个液氦热沉及羽流吸附泵105的开式预冷；

步骤四：液氮贮槽A234到液氮贮槽B233的转注(倒灌)过程；

为节省液氮耗量同时充分利用低温氮气冷量，预冷开始时可直接关闭第六气动调节阀633(无论出口处是否跑液)，同时打开液氮贮槽B233的第二气动截止阀211、第二手动截止阀212，利用低温氮气预冷液氮贮槽B233并回收多余液氮，所有气体均通过氮贮槽B排气阀236排除，此过程形成由液氮贮槽A234到液氮贮槽B233的液氮转注(倒灌)过程；

步骤五：液氮贮槽B233到液氮贮槽A234的转注(倒灌)过程；

在各个液氦热沉及羽流吸附泵105预冷过程中，当液氮贮槽A234液氮消耗完毕，关闭第十手动截止阀222、第二气动截止阀211(第二手动截止阀212常开即可)，打开第十一手动截止阀223、第一气动截止阀201、第一手动截止阀202，形成由液氮贮槽B233到液氮贮槽A234的液氮转注(倒灌)过程；

步骤六：各个液氦热沉及羽流吸附泵105的温度调节；

各个液氦热沉及羽流吸附泵105预冷过程中通过液氮供应量来调节各个热沉降温速度，以保证各液氦热沉与羽流吸附泵105温度均匀，利用第三气动调节阀504调节大门液氦热沉101温度，利用第二气动调节阀510调节舱体前部液氦热沉102温度，利用第三气动调节阀511调节舱体后部液氦热沉103温度，利用第四气动调节阀512调节封头液氦热沉104温度，利用第五气动调节阀513、第二十九手动截止阀613、第三十手动截止阀614、第三十一手动截止阀615调节羽流吸附泵105温度；

步骤七：各个液氦热沉及羽流吸附泵105的闭式循环；

待各个液氦热沉、羽流吸附泵105温度降至液氮温区77K后，即可进入闭式循环，首先，打开第四十八手动截止阀406、第四十九手动截止阀408对液氮泵A407通液氮预冷，当第四十九手动截止阀408出口处有液氮喷出时(根据经验预冷约15分钟即可)，关闭第四十九手动截止阀408、第五十一手动截止阀410，同时打开第五十手动截止阀409，完成液氮泵A407的启动，其次，逐渐关闭第三十九手动截止阀630(开度按70％、50％、0％进行或根据实际调节)、同时逐渐打开第四十一手动截止阀302(开度按30％、50％、100％进行或根据实际调节)，完成各个热沉由开式预冷向闭式循环的过渡，进入闭式循环后微开第四十六手动截止阀315供***管路放气用。

本发明本发明大尺寸双热沉闭式液氮输送***能满足试验要求的最大热负荷为60kW，可进行高热负荷试验。

Claims (10)

1.大尺寸双热沉闭式液氮输送***，其特征在于：包括热沉***(100)、液氮供应***(200)、过冷器***(300)、液氮泵***(400)、热沉入口管路***(500)、热沉出口管路***(600)；

热沉***(100)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)、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)与封头液氦热沉(104)、封头液氮热沉(109)依次由前至后设置；舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氦热沉(103)设置在舱体前部液氮热沉(107)、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，用来吸附羽流气体；

液氮供应***(200)包括液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)以及第一气动截止阀(201)、第二气动截止阀(211)、第一手动截止阀(202)、第二手动截止阀(212)、第三手动截止阀(221)、第四手动截止阀(209)、第五手动截止阀(219)、第六手动截止阀(206)、第七手动截止阀(216)、第八手动截止阀(208)、第九手动截止阀(218)、第十手动截止阀(222)、第十一手动截止阀(223)、第十二手动截止阀(224)、第十三手动截止阀(225)、第十四手动截止阀(226)、第十五手动截止阀(227)、第十六手动截止阀(228)、第一远程压力表(203)、第二远程压力表(213)、第三远程压力表(231)、第一现场压力表(205)、第二现场压力表(215)、第三现场压力表(232)、第一低温电磁阀(207)、第二低温电磁阀(217)、第一液位计(204)、第二液位计(214)、第一低温安全阀(229)、第二低温安全阀(230)、第一汽化器(210)与第二汽化器(220)、液氮贮槽A排气阀(235)与液氮贮槽B排气阀(236)；

其中，通过第十五手动截止阀(227)、第十六手动截止阀(228)分别为液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)内加注液氮；液氮贮槽A(234)和液氮贮槽B(233)间通过第三手动截止阀(221)连通；第三手动截止阀(221)还分别与第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的出口连通，第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的出口端还分别通过管路与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)连通；第一汽化器(210)与第二汽化器(220)的入口分别通过第四手动截止阀(209)、第五手动截止阀(219)与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)连通；第一低温电磁阀(207)通过管路与第四手动截止阀(209)并联；第二低温电磁阀(217)通过管路与第五手动截止阀(219)并联；液氮贮槽A(234)上安装有第一远程压力表(203)、第一现场压力表(205)，液氮贮槽B(233)上安装有第二远程压力表(213)和第二现场压力表(215)；液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)上还分别安装有第一液位计(204)、第二液位计(214)；液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)分别通过管路连接有第十手动截止阀(222)与第十一手动截止阀(223)，第十手动截止阀(222)与第十一手动截止阀(223)间通过三通管路连通；三通管路的自由端通过依次连接第一低温安全阀(229)、第十二手动截止阀(224)、第十三手动截止阀(225)、第二低温安全阀(230)，最终与热沉入口管路***(500)相连；第十三手动截止阀(225)通过三通管路与第三远程压力表(231)、第三现场压力表(232)相连；液氮供应***(200)中管路最低位置处安装有第十四手动截止阀(226)；第一气动截止阀(201)与第二气动截止阀(211)通过管路与液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)相连，分别为液氮贮槽A(234)、液氮贮槽B(233)的回液阀，用于控制在热沉***(100)预冷时流经热沉***(100)的多余液氮经热沉出口管路***(600)回收到液氮贮槽A(234)与液氮贮槽B(233)中；液氮贮槽A排气阀(235)安装在液氮贮槽A(234)顶部，用于液氮贮槽A(234)内的气体释放，需放气时开启，平时关闭；液氮贮槽B排气阀(236)安装在液氮贮槽B(233)顶部，用于液氮贮槽B(233)内的气体释放，需放气时开启，平时关闭；

热沉入口管路***包括第十七手动截止阀(501)、第十八手动截止阀(502)、第十九手动截止阀(505)、第二十手动截止阀(506)、第二十一手动截止阀(508)、第二十二手动截止阀(509)、第二十三手动截止阀(514)、第二十四手动截止阀(515)、第二十五手动截止阀(516)、第二十六手动截止阀(517)、第三低温安全阀(503)、第四低温安全阀(507)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)；其中，第一气动调节阀(504)通过管路连接至大门液氦热沉(101)入口；第二气动调节阀(510)通过管路连接至舱体前部液氦热沉(102)入口；第三气动调节阀(511)通过管路连接至舱体后部液氦热沉(103)入口；第四气动调节阀(512)通过管路连接至封头液氦热沉(104)入口；第五气动调节阀(513)通过管路连接至羽流吸附泵(105)入口；第二十三手动截止阀(514)所通过管路连接至大门液氮热沉(106)入口；第二十四手动截止阀(515)所在支路连接至舱体前部液氮热沉(107)入口；第二十五手动截止阀(516)通过管路连接至舱体后部液氮热沉(108)入口；第二十六手动截止阀(517)通过管路连接至封头液氮热沉(109)入口；第十七手动截止阀(501)为各个液氦热沉及羽流吸附泵的总控制阀。第十七手动截止阀(501)一端与液氮供应***(200)中液氮输送管路相连，另一端分别连接第十八手动截止阀(502)、第三气动调节阀(504)、第十九手动截止阀(505)所在的三条支路；其中，第十八手动截止阀(502)通过管路与第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)所在的四条支路入口联通；第十九手动截止阀(505)分别通过大门液氮热沉(106)入口管路、舱体前部液氮热沉(107)入口管路、舱体后部液氮热沉(108)入口管路以及封头液氮热沉(109)入口管路与第二十三手动截止阀(514)、第二十四手动截止阀(515)、第二十五手动截止阀(516)、第二十六手动截止阀(517)相连，由此将大门液氦热沉(101)入口与各个液氮热沉入口通过管路联通；第二十手动截止阀(506)通过管路将舱体前部液氮热沉(107)入口管路、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氦热沉(104)入口管路与各个液氮热沉入口管路联通；第二十一手动截止阀(508)通过吹除管路连接至第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)的入口管路相连；第二十二手动截止阀(509)一端通过管路连接至第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)的入口管路，另一端通过管路直接连接至大气；第三低温安全阀(503)安装在大门液氦热沉(101)入口管路上，第四低温安全阀(507)安装在吹除管路上；

热沉出口管路***(600)包括第二十七手动截止阀(602)、第二十八手动截止阀(606)、第二十九手动截止阀(613)、第三十手动截止阀(614)、第三十一手动截止阀(615)、第三十二手动截止阀(618)、第三十三手动截止阀(621)、第三十四手动截止阀(622)、第三十五手动截止阀(623)、第三十六手动截止阀(625)、第三十七手动截止阀(626)、第三十八手动截止阀(628)、第三十九手动截止阀(630)、第一低温温度计(601)、第二低温温度计(607)、第三低温温度计(608)、第四低温温度计(609)、第五低温温度计(610)、第六低温温度计(611)、第七低温温度计(612)、第八低温温度计(632)、第五低温安全阀(605)、第六低温安全阀(616)、第七低温安全阀(617)、第八低温安全阀(624)、第九低温安全阀(627)、第十低温安全阀(629)、第十一低温安全阀(631)、第四远程压力表(603)、第五远程压力表(619)、第四现场压力表(604)、第五现场压力表(620)与第六气动调节阀(633)；其中，第二十八手动截止阀(606)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第五低温安全阀(605)、第二十七手动截止阀(602)、第四远程压力表(603)至大门液氦热沉(101)出口，形成大门液氦热沉(101)出口排放管路；第二十七手动截止阀(602)还与第四现场压力表(604)、第一低温温度计(601)相连；第三十三手动截止阀(621)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第三十二手动截止阀(618)、第七低温安全阀(617)后，分别连接有六路管路，第一路通过第二低温温度计(607)连接至舱体前部液氦热沉(102)出口；第二路通过第三低温温度计(608)连接至舱体后部液氦热沉(103)出口；第三路通过第四低温温度计(609)连接至封头液氦热沉(104)出口；第四路通过第二十九手动截止阀(613)、第五低温温度计(610)连接至羽流吸附泵(105)大筒出口；第五路通过第三十手动截止阀(614)、第六低温温度计(611)连接至羽流吸附泵(105)中筒出口；第六路通过第三十一手动截止阀(615)、第七低温温度计(612)连接至羽流吸附泵(105)小筒出口；所述三十二手动截止阀(618)与第五远程压力表(619)、第五现场压力表(620)相连；第六气动调节阀(633)一端通过管路直通大气，另一端通过管路顺次连接第八低温温度计(632)、第十一低温安全阀(631)、第三十九手动截止阀(630)、第十低温安全阀(629)、第三十八手动截止阀(628)、第九低温安全阀(627)后分别连接有四路管路，四路管路分别连接至大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氮热沉(109)；通过第三十四手动截止阀(622)将大门液氦热沉(101)的出口排放管路、舱体前部液氦热沉(102)的出口排放管路、舱体后部液氦热沉(103)的出口排放管路、封头液氦热沉(104)的出口排放管路以及羽流吸附泵(105)的出口排放管路连通；通过第三十五手动截止阀(623)、第八低温安全阀(624)、第三十七手动截止阀(626)将各个液氦热沉、羽流吸附泵及各个液氮热沉的出口排放管路连通形成管网***，具体连接方式为：第三十五手动截止阀(623)一端通过管路与羽流吸附泵(105)的出口排放管路连通，另一端通过管路顺次连接第八低温安全阀(624)、第三十七手动截止阀(626)连接至第三十八手动截止阀(628)与第十低温安全阀(629)之间管路上；第八低温安全阀(624)安装在第三十五手动截止阀(623)和第三十七手动截止阀(626)之间的管路上；第三十六手动截止阀(625)一端连接至第三十五手动截止阀(623)与第三十七手动截止阀(626)之间，另一端直通大气；第六低温安全阀(616)安装在第二十一手动截止阀(615)入口管路上；第六气动调节阀(633)与第十一低温安全阀(631)间的管路与液氮供应***(200)中的第一气动截止阀(201)与第二气动截止阀(221)相连；

所述过冷器***(300)包括过冷器(316)以及第四十手动截止阀(301)、第四十一手动截止阀(302)、第四十二手动截止阀(305)、第四十三手动截止阀(311)、第四十四手动截止阀(312)、第四十五手动截止阀(314)、第四十六手动截止阀(315)、第九低温温度计(303)、第十低温温度计(313)、第七气动调节阀(304)、第六远程压力表(306)、第七远程压力表(308)、第六现场压力表(307)、第七现场压力表(309)与第三液位计(310)；其中，第四十手动截止阀(301)为过冷器***(300)的进液和补液阀，一端与液氮供应***(200)中第一低温安全阀(229)与第十二手动截止阀(224)间的液氮输送管路连通，另一端通过管路与过冷器(316)主体内的过冷管道进液端连通；第九低温温度计(303)设置在过冷管道入口处；第七气动调节阀(304)一端通过管路与液氮供应***(200)中第一低温安全阀(229)、第十二手动截止阀(224)间的液氮输送管路连通；第三液位计(310)安装在过冷器(316)上；第六远程压力表(306)与第四现场压力表(307)通过第四十二手动截止阀(305)连接至过冷管道出口处；在过冷器(316)主体上安装有第四十三手动截止阀(311)；在过冷器(316)主体上还安装有第四十四手动截止阀(312)；第四十六手动截止阀(315)通过管路连接至过冷管道出口处，且第四十六手动截止阀(315)还通过管路连接至液氮泵***(400)以及热沉出口管路***(600)中第十一低温安全阀(631)与第三十九手动截止阀(630)间管路上；第四十五手动截止阀(314)一端通过管路连接至第四十四手动截止阀(312)与过冷器(316)主体间的管路上，另一端连接至第四十六手动截止阀(315)与热沉出口管路***(600)之间的管路上；第十低温温度计(313)设置在过冷管道出口处；第四十一手动截止阀(302)一端通过管路与过冷管道入口处连通，另一端通过管路连接至热沉出口管路***(600)中第三十九手动截止阀(630)与第十低温安全阀(629)间的管路上；

液氮泵***(400)包括精过滤器(401)、液氮泵A(407)、液氮泵B(418)、第四十七手动截止阀(403)、第四十八手动截止阀(406)、第四十九手动截止阀(408)、第五十手动截止阀(409)、第五十一手动截止阀(410)、第五十二手动截止阀(413)、第五十三手动截止阀(417)、第五十四手动截止阀(420)、第五十五手动截止阀(419)、第十二低温安全阀(402)、第十三低温安全阀(416)、第十一低温温度计(411)、第八远程压力表(404)、第九远程压力表(414)、第八现场压力表(405)、第九现场压力表(415)、低温流量计(412)；其中，精过滤器(401)安装在液氮泵***(400)入口管路处；精过滤器(401)一端通过管路与过冷器***(300)中第四十六手动截止阀(315)相连；精过滤器(401)另一端安装有四通管路；第一路通过管路顺次连接第四十八手动截止阀(406)、液氮泵A(407)、第五十手动截止阀(409)；第二路通过管路顺次连接第五十三手动截止阀(417)、液氮泵B(418)、第五十四手动截止阀(420)；第三路通过管路连接第五十一手动截止阀(410)，三路管路通过四通管路并联至低温流量计(412)入口处；第四十九手动截止阀408一端通过管路与液氮泵A407出口管路连通，另一端与大气连通；第五十五手动截止阀419一端通过管路与液氮泵B418出口管路连通，另一端与大气连通；第八远程压力表(404)及第八现场压力表(405)安装在液氮泵A(407)、液氮泵B(418)入口处，由第四十七手动截止阀(403)控制启停。第九远程压力表(414)及第九现场压力表(415)安装在液氮泵A(407)、液氮泵B(418)出口处，由第五十二手动截止阀(413)控制启停；液氮泵A(407)、液氮泵B(418)两端安装有第四十八手动截止阀(406)、第五十三手动截止阀(417)、第五十手动截止阀(409)、第五十四手动截止阀(420)；第十一低温温度计(411)安装在液氮泵A(407)与液氮泵B(418)的出口管路上；低温流量计(412)位于在液氮泵A(407)与液氮泵B(418)的出口管路上；第十二低温安全阀(402)、第十三低温安全阀(416)分别安装在液氮泵A(407)与液氮泵B(418)入口和出口管路上。

2.如权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***，其特征在于：所述大门液氮热沉(106)、大门液氦热沉(101)、封头液氮热沉(109)与封头液氦热沉(104)均为圆弧平板形结构。

3.如权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***，其特征在于：舱体前部液氮热沉(107)、舱体前部液氦热沉(102)、舱体后部液氮热沉(108)与舱体后部液氦热沉(103)均为圆筒形结构。

4.如权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***，其特征在于：所述第一低温电磁阀(207)所在管路上串联有第六手动截止阀(206)与第八手动截止阀(208)，第六手动截止阀(206)与第八手动截止阀(208)分别位于第一低温电磁阀(207)两端。第二低温电磁阀(217)所在管路上串联有第七手动截止阀(216)与第九手动截止阀(218)，第七手动截止阀(216)与第九手动截止阀(218)位于第二低温电磁阀(217)两端。

5.如权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***，其特征在于：所述第一汽化器(210)、第二汽化器(220)的供气压力在0.4～0.6MPa。

6.如权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***，其特征在于：第一气动截止阀(201)与第二气动截止阀(211)所在管路上分别串联有第一手动截止阀(202)、第二手动截止阀(212)。

7.如权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***，其特征在于：所述第四十三手动截止阀(311)安装在过冷器(316)主体顶部。

8.如权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***，其特征在于：所述第四十四手动截止阀(312)安装在过冷器(316)主体底部。

9.基于权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***的一种发动机羽流试验操作方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一：液氮贮槽A(234)液氮加注；

打开第十五手动截止阀(227)完成液氮贮槽A(234)的液氮加注，液氮贮槽B(233)不加注；

步骤二：过冷器(316)主体液氮加注；

依次打开第十手动截止阀(222)、第七气动调节阀(304)及第四十三手动截止阀(311)完成液氮过冷器(316)主体的液氮加注，加注初期微开第七气动调节阀(304)，利用初期蒸发的冷氮气充分吹除过冷器(316)主体内的空气，然后全开第七气动调节阀(304)并快速加注直到指定液位，并根据第三液位计(310)的数值，远程调节第七气动调节阀(304)的开度，以保持液位的恒定；

步骤三：各个液氮热沉预冷；

依次打开第四十手动截止阀(301)、第五十一手动截止阀(410)、第二十三手动截止阀(514)、第二十四手动截止阀(515)、第二十五手动截止阀(516)、第二十六手动截止阀(517)、第三十八手动截止阀(628)、第三十九手动截止阀(630)、第六气动调节阀(633)，使液氮进入到过冷器(316)内部管道中，利用过冷器(316)主体内的液氮为通过过冷器(316)内部管道内的液氮降温，降温后的液氮随过冷器(316)出口管路进入到液氮泵***(400)中，最后进入到液氮输送***(500)后，实现对大门液氮热沉(106)、舱体前部液氮热沉(107)、舱体后部液氮热沉(108)、封头液氮热沉(109)进行预冷(从常温到77K的冷却过程)，此过程形成各个液氮热沉的开式预冷；

步骤四：各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷；

各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷和液氮热沉预冷同时进行，依次打开第十二手动截止阀(224)、第十七手动截止阀(501)、第十八手动截止阀(502)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)、第三十四手动截止阀(622)、第三十五手动截止阀(623)、第三十七手动截止阀(626)，对大门液氦热沉(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)进行预冷(从常温到77K的冷却过程)，此过程形成各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的开式预冷；

步骤五：液氮贮槽A(234)到液氮贮槽B(233)的转注；

为节省液氮耗量同时充分利用低温氮气冷量，预冷开始时可直接关闭第六气动调节阀(633)，同时打开液氮贮槽B(233)的第二气动截止阀(211)、第二手动截止阀(212)，利用低温氮气预冷液氮贮槽B(233)并回收多余液氮，所有气体均通过氮贮槽B排气阀(236)排除，此过程形成由液氮贮槽A(234)到液氮贮槽B(233)的液氮转注过程；

步骤六：液氮贮槽B(233)到液氮贮槽A(234)的转注；

在各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷过程中，当液氮贮槽A(234)液氮消耗完毕，关闭第十手动截止阀(222)、第二气动截止阀(211)，打开第十一手动截止阀(223)、第一气动截止阀(201)、第一手动截止阀(202)，形成由液氮贮槽B(233)到液氮贮槽A(234)的液氮转注过程；

步骤七：热沉***(100)温度调节；

通过第二十三手动截止阀(514)调节大门液氮热沉(106)温度，利用第二十四手动截止阀(515)调节舱体前部液氮热沉(107)温度，利用第二十五手动截止阀(516)调节舱体后部液氮热沉(108)温度，利用第二十六手动截止阀(517)调节封头液氮热沉(109)温度，利用第一气动调节阀(504)调节大门液氦热沉(101)温度，第二气动调节阀(510)调节舱体前部液氦热沉(102)温度，利用第三气动调节阀(511)调节舱体后部液氦热沉(103)温度，利用第四气动调节阀(512)调节封头液氦热沉(104)温度，利用五气动调节阀(513)、第二十九手动截止阀(613)、第三十手动截止阀(614)、第三十一手动截止阀(615)调节羽流吸附泵(105)温度，保证各热沉与羽流吸附泵(105)温度均匀；

步骤八：各个液氮热沉的闭式循环；

待各个液氮热沉、各个液氦热沉以及羽流吸附泵(105)温度降至液氮温区77K后，各个液氮热沉即可进入闭式循环，首先，打开第四十八手动截止阀(406)、第四十九手动截止阀(408)对液氮泵A(407)通液氮预冷，当第四十九手动截止阀(408)出口处有液氮喷出时，关闭第四十九手动截止阀(408)、第五十一手动截止阀(410)，同时打开第五十手动截止阀(409)，完成液氮泵A(407)的启动，其次，关闭第三十九手动截止阀(630)，同时打开第四十一手动截止阀(302)，完成各个液氮热沉由开式预冷向闭式循环的过渡，进入闭式循环后微开第四十六手动截止阀(315)供***管路放气用；

步骤九：停止各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的液氮供应；

待各个液氮热沉完全进入闭式循环后，关闭第十七手动截止阀(501)停止对各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的液氮输送。

10.基于权利要求1所述大尺寸双热沉闭式液氮输送***的一种在进行卫星热真空试验操作方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一：液氮贮槽A(234)液氮加注；

打开第十五手动截止阀(227)完成液氮贮槽A(234)的液氮加注，液氮贮槽B(233)不加注；

步骤二：过冷器(316)主体液氮加注；

依次打开第十手动截止阀(222)、第七气动调节阀(304)及第四十三手动截止阀(311)完成液氮过冷器(316)主体的液氮加注，加注初期微开第七气动调节阀(304)，利用初期蒸发的冷氮气充分吹除过冷器(316)主体内的空气，然后全开第七气动调节阀(304)并快速加注直到指定液位，并根据第三液位计(310)的数值，远程调节第七气动调节阀(304)的开度，以保持液位的恒定；

步骤三：各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷；

依次打开第四十手动截止阀(301)、第五十一手动截止阀(410)、第十九手动截止阀(505)、第二十手动截止阀(506)、第一气动调节阀(504)、第二气动调节阀(510)、第三气动调节阀(511)、第四气动调节阀(512)、第五气动调节阀(513)、第三十四手动截止阀(622)、第三十五手动截止阀(623)、第三十七手动截止阀(626)、第三十九手动截止阀(630)、第六气动调节阀(633)，使液氮进入到过冷器(316)内部管道中，利用过冷器(316)主体内的液氮为通过过冷器(316)内部管道内的液氮降温，降温后的液氮随过冷器(316)出口管路进入到液氮泵***(400)中，最后进入到液氮输送***(500)后，实现对大门液氦热沉(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)进行预冷，此过程形成各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的开式预冷；

步骤四：液氮贮槽A(234)到液氮贮槽B(233)的转注过程；

为节省液氮耗量同时充分利用低温氮气冷量，预冷开始时可直接关闭第六气动调节阀(633)，同时打开液氮贮槽B(233)的第二气动截止阀(211)、第二手动截止阀(212)，利用低温氮气预冷液氮贮槽B(233)并回收多余液氮，所有气体均通过氮贮槽B排气阀(236)排除，此过程形成由液氮贮槽A(234)到液氮贮槽B(233)的液氮转注过程；

步骤五：液氮贮槽B(233)到液氮贮槽A(234)的转注过程；

在各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)预冷过程中，当液氮贮槽A(234)液氮消耗完毕，关闭第十手动截止阀(222)、第二气动截止阀(211)，打开第十一手动截止阀(223)、第一气动截止阀(201)、第一手动截止阀(202)，形成由液氮贮槽B(233)到液氮贮槽A(234)的液氮转注过程；

步骤六：各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的温度调节；

通过第三气动调节阀(504)调节大门液氦热沉(101)温度，利用第二气动调节阀(510)调节舱体前部液氦热沉(102)温度，利用第三气动调节阀(511)调节舱体后部液氦热沉(103)温度，利用第四气动调节阀(512)调节封头液氦热沉104温度，利用第五气动调节阀(513)、第二十九手动截止阀(613)、第三十手动截止阀(614)、第三十一手动截止阀(615)调节羽流吸附泵(105)温度，保证各液氦热成与羽流吸附泵(105)温度均匀；

步骤七：各个液氦热沉及羽流吸附泵(105)的闭式循环；

待各个液氦热沉、羽流吸附泵(105)温度降至液氮温区77K后，即可进入闭式循环，首先，打开第四十八手动截止阀(406)、第四十九手动截止阀(408)对液氮泵A(407)通液氮预冷，当第四十九手动截止阀(408)出口处有液氮喷出时，关闭第四十九手动截止阀(408)、第五十一手动截止阀(410)，同时打开第五十手动截止阀(409)，完成液氮泵A(407)的启动，其次，关闭第三十九手动截止阀(630)、同时逐渐打开第四十一手动截止阀(302)，完成各个热沉由开式预冷向闭式循环的过渡，进入闭式循环后微开第四十六手动截止阀(315)供***管路放气用。

Images