CN115199951A - 一种用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***及方法。在本发明中，利用液氮和液氦对增压的常温高压气进行充分冷却，减少进入液氢储罐中的外部热量，从而减小液氢发生超临界转变的温度驱动势差，降低发生超临界转变的液氢量，保证液氢输送***在规定时间内均可输出常规液氢。本发明的液氮流量和液氦流量可以根据增压氢气的流量进行反馈调整，可以实现增压氢气温度的精确控制。而且增压完成后，液氢储罐中的氦气可通过纯化器回收，减少宝贵氦资源的损耗。

Description

一种用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***及方法

技术领域

本发明涉及氢能技术领域，特指一种用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***。

背景技术

随着液氢的应用领域不断增加，以液氢作为发动机燃料的航天、航海和航空载具不断涌现。在以液氢为燃料的发动机测试过程中，需要将地面液氢储罐中的液氢在较短时间内输送至发动机测试端。而实际工程中，往往通过增压输送的方式将液氢储罐中的液氢输入至发动机测试端。在增压输送方式中，液氢预先被加注在液氢储罐中，然后向液氢储罐的顶空中注入高压氢气，从而增大管内压力，将液氢储罐中存储的液氢从出口压出，进入发动机测试端。但这种做法在实际应用中发现从液氢储罐中输出的液氢中存在大量的超临界氢，而超临界氢密度小于液氢，所以若输送至发动机测试端为超临界氢，则会导致氢燃料的供给量下降，影响正常的发动机测试。所以，在发动机测试时间段内防止向其输送超临界氢至关重要。但受限于液氢实验的特殊性和安全性，目前暂未发现抑制液氢增压输送过程超临界转变的相关技术。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中通过增压输送液氢过程中容易出现液氢超临界转变的问题，并提供一种用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***及其方法。在本发明中，利用液氮和液氦对增压的常温高压气进行充分冷却，减少进入液氢储罐中的外部热量，降低发生超临界转变的液氢量，保证液氢输送***在规定时间内均可输出常规液氢。

本发明拟用如下技术方案实现本发明的目的：

第一方面，本发明提供了一种用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其包括增压氢气管路、液氮管路、液氦管路、液氢加注管路、氦气回收管路、液氮冷却器和液氦冷却器；

所述液氮冷却器和液氦冷却器均具有构成换热接触的第一通路和第二通路；

所述增压氢气管路的入口端连接高压氢气源，出口端连接液氢储罐的内腔顶空；增压氢气管路从入口端到出口端之间依次连接氢气阀、氢气流量计、氢气温度传感器、氢气压力传感器、液氮冷却器的第一通路和液氦冷却器的第一通路；

所述液氮管路的入口端连接液氮储罐，出口端放空；液氮管路从入口端到出口端之间依次连接液氮电磁阀和液氮冷却器的第二通路；

所述液氦管路的入口端连接液氦储罐，出口端连接液氢储罐的内腔顶空；液氦管路从入口端到出口端之间依次连接液氦电磁阀、液氦冷却器的第二通路和调压阀；

所述氦气回收管路的入口端连接液氢储罐的内腔顶空，出口端连接气体回收设备，且氦气回收管路上设有混合气截止阀；

所述液氢加注管路的入口端连接液氢储罐的内腔底部，出口端连接待测试的液氢发动机；液氢加注管路从入口端到出口端之间依次连接液氢流量计、液氢压力传感器、液氢温度传感器和液氢阀。

作为上述第一方面的优选，所述高压氢气源采用由压缩机提供的高压氢气或高压氢气瓶组。

作为上述第一方面的优选，所述气体回收设备采用纯化器。

作为上述第一方面的优选，所述纯化器为用于分离氦气与氢气的吸附分离设备或膜分离设备。

作为上述第一方面的优选，所述液氮冷却器为壳管式换热器。

作为上述第一方面的优选，所述液氦冷却器为壳管式换热器。

作为上述第一方面的优选，所述氢气流量计、液氮电磁阀和液氦电磁阀分别通过信号线连接控制器，构成根据氢气流量计的信号调节液氮电磁阀和液氦电磁阀开度的反馈控制***。

作为上述第一方面的优选，所述液氢流量计、液氢压力传感器、液氢温度传感器、液氢阀均连接控制器。

第二方面，本发明提供了一种利用上述第一方面任一方案所述***的液氢发动机测试混合增压液氢输送方法，其包括：

S1、向液氢储罐内加注满足液氢发动机测试用量的液氢；

S2、打开氢气阀，将来自高压氢气源的常温高压氢气通过增压氢气管路导入液氮冷却器的第一通路中，同时打开液氮电磁阀使液氮储罐中的液氮介质在自增压作用下通过液氮管路进入液氮冷却器的第二通路，从而通过换热利用第二通路中液氮的冷量使第一通路中的高压氢气第一次降温；

S3、通过第一次降温后的高压氢气继续进入液氦冷却器的第一通路，同时打开液氦电磁阀使液氦储罐中的液氦介质在自增压作用下通过液氦管路进入液氦冷却器的第二通路，从而通过换热利用第二通路中液氦的冷量使第一通路中的高压氢气第二次降温，而液氦吸收高压氢气的热量后汽化并升压；当液氦管路中的氦气压力达到调压阀的设定压力后，调压阀打开，液氦管路中的氦气与增压氢气管路中的高压氢气均通入液氢储罐的内腔中，混合后共同对液氢储罐中的液氢进行增压；

S4、当液氢储罐中的压力达到目标压力值后，打开液氢阀，使液氢储罐液相区底部的液氢在液氢储罐气相区中混合气体的压力作用下进入液氢加注管路，并依次流经液氢流量计、液氢压力传感器、液氢温度传感器和液氢阀后，最终输送至液氢发动机测试端；

S5、当液氢增压输送完成后，关闭氢气阀、液氮电磁阀、液氦电磁阀、调压阀、液氢阀，并打开混合气截止阀，将液氢储罐气相区中的氦气与氢气混合气通过氦气回收管路回收至气体回收设备中，完成氦气和氢气的回收并进行后续的分离。

作为上述第二方面的优选，在液氢增压输送过程中，通过氢气流量计实时测量增压氢气管路中的增压氢气的流量，并将流量信号通过信号线传递至控制器，再由控制器根据预设的调节规则通过信号线输出控制信号，从而调节液氮电磁阀和液氦电磁阀的开度，使液氮冷却器和液氦冷却器中液氮与液氦的流量满足当前高压氢气流量的降温需求。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：采用液氮介质对增压氢气进行初步预冷，可以降低调整增压氢气温度的成本；采用液氦介质对增压氢气进行二次预冷，预冷后的低温氦气直接进入液氢储罐中进行增压，不仅可以避免向高压液氢储罐中直接喷淋液氦所需的复杂设备还可以减少增压氢气的用量；液氮流量和液氦流量可以根据增压氢气的流量进行反馈调整，可以实现增压氢气温度的精确控制，还可减少液氮和液氦的用量；增压完成后，液氢储罐中的氦气可通过纯化器回收，减少宝贵氦资源的损耗。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果做进一步说明，以充分的了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明一种用于液氢发动机测试的高压液氢输送***的结构示意图。

图中：增压氢气管路1、高压氢气源2、氢气阀3、氢气流量计4、氢气节流冷却器5、第一氢气通路6、第二氢气通路7、氢气温度传感器8、氢气压力传感器9、液氢节流冷却器10、液氢储罐11、液氢储罐液相区12、液氢储罐气相区13、氢气节流管路14、氢气节流阀15、液氢节流管路16、第一液氢截止阀17、液氢节流阀18、液氢加注管路19、液氢流量计20、液氢压力传感器21、液氢温度传感器22、第二液氢截止阀23。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。本发明各个实施例中的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，可以是直接连接到另一个元件或者是间接连接即存在中间元件。相反，当元件为称作“直接”与另一元件连接时，不存在中间元件。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

如图1所示，在本发明的一个较佳实施例中，提供了一种用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，包括增压氢气管路1、高压氢气源2、氢气阀3、氢气流量计4、氢气节流冷却器5、第一氢气通路6、第二氢气通路7、氢气温度传感器8、氢气压力传感器9、液氢节流冷却器10、液氢储罐11、氢气节流管路14、氢气节流阀15、液氢节流管路16、第一液氢截止阀17、液氢节流阀18、液氢加注管路19、液氢流量计20、液氢压力传感器21、液氢温度传感器22和第二液氢截止阀23。

液氢储罐11是一个外部包裹绝热材料的密闭罐体，管体上设置液氢加注口。液氢储罐11的罐体内腔用于存储待加注至液氢发动机中的液氢。在实际应用中，液氢储罐11的内腔以液氢液面为界分为液氢储罐液相区12和液氢储罐气相区13，当增压氢气管路1将增压氢气注入液氢储罐气相区13时，液氢储罐气相区13的压力会逐渐增大，进而将液氢储罐液相区12中的液氢通过液氢加注管路19注入液氢发动机测试端，该过程可称为液氢增压输送过程。

通过对该液氢增压输送过程的研究发现，导致该过程中液氢向超临界氢转变的原因主要在于液氢储罐液相区12和液氢储罐气相区13两者的气液两相交界面处的升温。由于液氢的三相点温度和压力分别为33.145K和1.296MPa，而液氢输送的动力通常为高压氢气源2提供的压力高达十几兆帕的室温氢气。所以当增压氢气进入液氢储罐11中进行增压时，除液氢储罐正常为发动机测试端输送液氢外，气液两相交界面位置存在气相高液相低的温度差，液氢储罐11中与增压氢气接触的液氢会逐渐转变为超临界氢。由于液氢向超临界氢转变时无相变潜热，且超临界氢的导热系数大于液氢，所以增压氢气的热量会迅速向液氢储罐的下部传输，使更多的液氢转变为超临界氢。因此，控制气液两相交界面处的液氢升温，减小交界面处液氢发生超临界转变的温度驱动势差，是抑制液氢增压输送过程中液氢向超临界氢转变的关键。

基于上述原理，本发明设计了对高压氢气进行降温的处理措施，利用液氮和液氦对增压的常温高压气进行充分冷却，从而使高压氢气进入液氢储罐11之前预先被降温至能够抑制液氢储罐11内液氢超临界转变的目标温度，通过减少进入液氢储罐中的外部热量，降低发生超临界转变的液氢量，保证液氢输送***在规定时间内均可输出常规液氢。

需要说明的是，能够抑制液氢储罐11内液氢超临界转变的目标温度，理论上越接近液氢储罐液相区12中存储的液氢的温度越佳。但实际应用时，可以与液氢储罐液相区12中存储的液氢的温度一致，也可以略高于或者略低于液氢储罐液相区12中存储的液氢的温度。从节省液氮和液氦消耗量的角度来说，无需将高压氢气降温至液氢温度，可根据实际的液氢超临界转变抑制效果设置一个高于液氢温度的目标温度，当高压氢气满足该目标温度时，能够总体上抑制液氢向超临界氢的转变即可，因为有极少量液氢发生超临界氢转变也是允许的。

下面对用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***中各组成元件的具体连接方式和工作原理进行详细描述，以便于理解本发明的实质。

需要说明的是，高压氢气源2是指高于常压的氢气源，其具体的压力需要根据实际测试需要选定，并不限定具体的压力值，因此亦可称为增压氢气。该高压氢气源2可采用由压缩机提供的高压氢气或高压氢气瓶组，本实施例中选择用高压氢气瓶组来作为高压氢气源2提供增压氢气。

另外，为了实现对高压氢气的降温冷却，需要引入液氮冷却器7和液氦冷却器8利用液氮和液氦来对高压氢气进行换热。液氮冷却器7和液氦冷却器8内部均具有构成换热接触的第一通路和第二通路。

继续参见图1所示，该增压氢气管路1的入口端连接高压氢气源2，出口端连接液氢储罐9的内腔顶空。增压氢气管路1从入口端到出口端之间依次连接氢气阀3、氢气流量计4、氢气温度传感器5、氢气压力传感器6、液氮冷却器7的第一通路和液氦冷却器8的第一通路。氢气阀3的作用是控制整条增压氢气管路1的启闭，氢气流量计4的作用是对增压氢气管路1中的氢气流量进行检测，氢气温度传感器5的作用是对增压氢气管路1中的氢气温度进行检测，氢气压力传感器6的作用是对增压氢气管路1中的氢气压力进行检测。在本实施例中，液氮冷却器7可采用壳管式换热器，外部壳侧通道用于流通待冷却的高压氢气，内部管侧通道用于流通液氮，由此利用液氮的冷量对高压氢气进行降温。液氦冷却器8也可采用壳管式换热器，外部壳侧通道用于流通待冷却的高压氢气，内部管侧通道用于流通液氦。

液氮管路12的入口端连接液氮储罐13，出口端放空。液氮管路12从入口端到出口端之间依次连接液氮电磁阀14和液氮冷却器7的第二通路。液氮储罐13的作用是存储低温液氮，而液氮电磁阀14的作用是控制液氮管路12的开闭。液氮储罐13是密闭的，液氮管路12伸入液面以下，液氮汽化后可提高内部压力，进而通过该自增压作用将内部液氮压出，使得液氮储罐13中的液氮可通过自增压作用沿液氮管路12进行输送，进入液氮冷却器7中。液氮在液氮冷却器7中作为冷源，吸收高压氢气的热量后汽化，并直接排空。

液氦管路15的入口端连接液氦储罐16，出口端连接液氢储罐9的内腔顶空。液氦管路15从入口端到出口端之间依次连接液氦电磁阀17、液氦冷却器8的第二通路和调压阀18。

液氦储罐16的作用是存储低温液氦，而液氦电磁阀17的作用是控制液氦管路15的开闭。液氦储罐16是密闭的，液氦管路15伸入液面以下，液氦汽化后可提高内部压力，进而通过该自增压作用将内部液氮压出，使得液氦储罐16中的液氦可通过自增压作用沿液氦管路15进行输送，进入液氦冷却器8中。液氦在液氦冷却器8中作为冷源，吸收高压氢气的热量后汽化，但由于液氦的价格成本昂贵，而且汽化后的氦气往往还带有冷量，因此其不能直接排空，需要通入液氢储罐9中与高压氢气一并作为增压气体，以便于后续可进行回收和分离。而由于液氢储罐9顶空中存在高压环境，因此为了保证氦气能够顺利进入液氢储罐9中，需要设置调压阀18。低温氦气压力达到调压阀18的设定压力后，调压阀18方才打开，具有压力的低温氦气即可进入液氢储罐气相区11。因此调压阀18的开启压力需要根据实际的液氢储罐9中压力环境进行设置，以能够保证低温氦气顺利进入液氢储罐9中为准。

氦气回收管路24的入口端连接液氢储罐9的内腔顶空，出口端连接气体回收设备，且氦气回收管路24上设有混合气截止阀25。混合气截止阀25用于控制氦气回收管路24的启闭，当整个测试结束后，可打开混合气截止阀25，使液氢储罐9中的高压氢气和氦气进入气体回收设备进行回收利用。在本实施例中，气体回收设备采用纯化器26。纯化器26为用于分离氦气与氢气的吸附分离设备或膜分离设备，分别可通过吸附或膜分离的方式实现氦气与氢气的分离。当然，其他的气体回收设备亦可用于本发明中。

液氢加注管路19的入口端连接液氢储罐9的内腔底部，出口端连接待测试的液氢发动机的液氢加注口。液氢加注管路19从入口端到出口端之间依次连接液氢流量计20、液氢压力传感器21、液氢温度传感器22和液氢阀23。其中，液氢阀23的作用是控制整条液氢加注管路19的启闭，液氢温度传感器22的作用是对液氢加注管路19中的液氢温度进行检测，液氢压力传感器21的作用是对液氢加注管路19中的液氢压力进行检测，液氢流量计20的作用是对液氢加注管路19中的液氢流量进行检测，从而通过各传感器的参数调整相应的操作参数，使加注至液氢发动机中的液氢理化参数满足要求。

需要注意的是，由于本发明中具有液氮冷却和液氦冷却两种冷却方式，而液氮、液氦的极限冷却温度是不一样的，因此在实际应用中可根据当前的高压氢气流量以及目标温度来控制液氮管路12中的液氮流量和液氦管路15中液氦的流量。作为本发明实施例的一种较佳方式，可以将氢气流量计4、液氮电磁阀14和液氦电磁阀17分别通过信号线27连接控制器28，构成根据氢气流量计4的信号调节液氮电磁阀14和液氦电磁阀17开度的反馈控制***。控制器28可以预先存储高压氢气流量与两个电磁阀开度之间的映射关系，该映射关系可通过试验进行构建优化，以保证液氮与液氦的流量满足当前高压氢气流量的降温需求，尽量抑制液氢的超临界转变为准。在实际应用中，可根据氢气流量计4的信号得到高压氢气流量，然后根据映射关系产生两个电磁阀的开度控制信号。

上述用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***的运行方式如下：

(1)高压氢气源2可供应所需的增压氢气，液氢储罐9内已加注适量的液氢。

(2)打开氢气阀3，来自高压氢气源2的常温高压氢气进入增压氢气管路1，在经过氢气阀3后依次流经氢气流量计4、氢气温度传感器5、氢气压力传感器6，随后进入液氮冷却器7的第一通路，吸收液氮冷量进行第一次降温，随后继续进入液氦冷却器8的第一通路，吸收液氦冷量进行第二次降温，最终进入液氢储罐9，与液氢储罐气相区11的低温氢气混合，并提升液氢储罐9内部的压力。

(3)打开液氮电磁阀14，液氮储罐13中的液氮介质通过自增压进入液氮管路12，随后通过液氮电磁阀14进入液氮冷却器7的第二通路，吸收增压氢气的热量后汽化，随后直接放空。

(4)打开液氦电磁阀17，液氦储罐14中的液氦介质通过自增压进入液氮管路12，随后通过液氦电磁阀17进入液氦冷却器8的第二通路，吸收增压氢气的热量后汽化，当低温氦气压力达到调压阀18的设定压力后，调压阀18打开，低温氦气进入液氢储罐气相区11，与增压氢气混合后共同对液氢储罐9中的液氢增压。

(5)氢气流量计4测量增压氢气管路1中的增压氢气的流量，并将流量信号通过信号线27传递至控制器28，随后控制器28通过信号线27输出控制信号，调节液氮电磁阀14和液氦电磁阀17的开度，使液氮与液氦的流量与增压气体流量相匹配。

(6)打开液氢阀23，在增压氢气的作用下，液氢储罐液相区10底部的液氢进入液氢加注管路19，依次流经液氢流量计20、液氢压力传感器21、液氢温度传感器22、液氢阀23，最终输送至液氢发动机测试端。

(7)液氢增压输送完成后，关闭氢气阀3、液氮电磁阀14、液氦电磁阀17、调压阀18、液氢阀23，缓慢打开混合气截止阀25，液氢储罐气相区11中的氦气与氢气混合气会进入氦气回收管路24，随后通过混合气截止阀25进入纯化器26，完成氦气和氢气的分离与回收。

上述流程为增压氢气流量较大时的运行方式，当增压氢气流量较小时，也可仅采用单一液氮冷却或液氦冷却的方式。

另外，为了保证输出的液氢的理化参数稳定，还可以将液氢流量计20、液氢压力传感器21、液氢温度传感器22、液氢阀23均连接控制器28，由控制器28根据各传感器的信号进行反馈控制。

在本发明的另一实施例中，还基于上述混合增压液氢输送***，还提供了一种液氢发动机测试混合增压液氢输送方法，其具体包括S1～S5步骤：

S1、向液氢储罐9内加注满足液氢发动机测试用量的液氢；

S2、打开氢气阀3，将来自高压氢气源2的常温高压氢气通过增压氢气管路1导入液氮冷却器7的第一通路中，同时打开液氮电磁阀14使液氮储罐13中的液氮介质在自增压作用下通过液氮管路12进入液氮冷却器7的第二通路，从而通过换热利用第二通路中液氮的冷量使第一通路中的高压氢气第一次降温；

S3、通过第一次降温后的高压氢气继续进入液氦冷却器8的第一通路，同时打开液氦电磁阀17使液氦储罐14中的液氦介质在自增压作用下通过液氦管路15进入液氦冷却器8的第二通路，从而通过换热利用第二通路中液氦的冷量使第一通路中的高压氢气第二次降温，而液氦吸收高压氢气的热量后汽化并升压；当液氦管路15中的氦气压力达到调压阀18的设定压力后，调压阀18打开，液氦管路15中的氦气与增压氢气管路1中的高压氢气均通入液氢储罐9的内腔中，混合后共同对液氢储罐9中的液氢进行增压；

S4、当液氢储罐9中的压力达到目标压力值后，打开液氢阀23，使液氢储罐液相区10底部的液氢在液氢储罐气相区11中混合气体的压力作用下进入液氢加注管路19，并依次流经液氢流量计20、液氢压力传感器21、液氢温度传感器22和液氢阀23后，最终输送至液氢发动机测试端；

S5、当液氢增压输送完成后，关闭氢气阀3、液氮电磁阀14、液氦电磁阀17、调压阀18、液氢阀23，并打开混合气截止阀25，将液氢储罐气相区11中的氦气与氢气混合气通过氦气回收管路24回收至气体回收设备中，完成氦气和氢气的回收并进行后续的分离。

当然，如前所述，在液氢增压输送过程中，可以通过氢气流量计4实时测量增压氢气管路1中的增压氢气的流量，并将流量信号通过信号线27传递至控制器28，再由控制器28根据预设的调节规则通过信号线27输出控制信号，从而调节液氮电磁阀14和液氦电磁阀17的开度，使液氮冷却器7和液氦冷却器8中液氮与液氦的流量满足当前高压氢气流量的降温需求。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，包括增压氢气管路(1)、液氮管路(12)、液氦管路(15)、液氢加注管路(19)、氦气回收管路(24)、液氮冷却器(7)和液氦冷却器(8)；

所述液氮冷却器(7)和液氦冷却器(8)均具有构成换热接触的第一通路和第二通路；

所述增压氢气管路(1)的入口端连接高压氢气源(2)，出口端连接液氢储罐(9)的内腔顶空；增压氢气管路(1)从入口端到出口端之间依次连接氢气阀(3)、氢气流量计(4)、氢气温度传感器(5)、氢气压力传感器(6)、液氮冷却器(7)的第一通路和液氦冷却器(8)的第一通路；

所述液氮管路(12)的入口端连接液氮储罐(13)，出口端放空；液氮管路(12)从入口端到出口端之间依次连接液氮电磁阀(14)和液氮冷却器(7)的第二通路；

所述液氦管路(15)的入口端连接液氦储罐(16)，出口端连接液氢储罐(9)的内腔顶空；液氦管路(15)从入口端到出口端之间依次连接液氦电磁阀(17)、液氦冷却器(8)的第二通路和调压阀(18)；

所述氦气回收管路(24)的入口端连接液氢储罐(9)的内腔顶空，出口端连接气体回收设备，且氦气回收管路(24)上设有混合气截止阀(25)；

所述液氢加注管路(19)的入口端连接液氢储罐(9)的内腔底部，出口端连接待测试的液氢发动机；液氢加注管路(19)从入口端到出口端之间依次连接液氢流量计(20)、液氢压力传感器(21)、液氢温度传感器(22)和液氢阀(23)。

2.如权利要求1所述的用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，所述高压氢气源(2)采用由压缩机提供的高压氢气或高压氢气瓶组。

3.如权利要求1所述的用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，所述气体回收设备采用纯化器(26)。

4.如权利要求1所述的用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，所述纯化器(26)为用于分离氦气与氢气的吸附分离设备或膜分离设备。

5.如权利要求1所述的用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，所述液氮冷却器(7)为壳管式换热器。

6.如权利要求1所述的用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，所述液氦冷却器(8)为壳管式换热器。

7.如权利要求1所述的用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，所述氢气流量计(4)、液氮电磁阀(14)和液氦电磁阀(17)分别通过信号线(27)连接控制器(28)，构成根据氢气流量计(4)的信号调节液氮电磁阀(14)和液氦电磁阀(17)开度的反馈控制***。

8.如权利要求7所述的用于液氢发动机测试的混合增压液氢输送***，其特征在于，所述液氢流量计(20)、液氢压力传感器(21)、液氢温度传感器(22)、液氢阀(23)均连接控制器(28)。

9.一种利用如权利要求1～8任一所述***的液氢发动机测试混合增压液氢输送方法，其特征在于，包括：

S1、向液氢储罐(9)内加注满足液氢发动机测试用量的液氢；

S2、打开氢气阀(3)，将来自高压氢气源(2)的常温高压氢气通过增压氢气管路(1)导入液氮冷却器(7)的第一通路中，同时打开液氮电磁阀(14)使液氮储罐(13)中的液氮介质在自增压作用下通过液氮管路(12)进入液氮冷却器(7)的第二通路，从而通过换热利用第二通路中液氮的冷量使第一通路中的高压氢气第一次降温；

S3、通过第一次降温后的高压氢气继续进入液氦冷却器(8)的第一通路，同时打开液氦电磁阀(17)使液氦储罐(14)中的液氦介质在自增压作用下通过液氦管路(15)进入液氦冷却器(8)的第二通路，从而通过换热利用第二通路中液氦的冷量使第一通路中的高压氢气第二次降温，而液氦吸收高压氢气的热量后汽化并升压；当液氦管路(15)中的氦气压力达到调压阀(18)的设定压力后，调压阀(18)打开，液氦管路(15)中的氦气与增压氢气管路(1)中的高压氢气均通入液氢储罐(9)的内腔中，混合后共同对液氢储罐(9)中的液氢进行增压；

S4、当液氢储罐(9)中的压力达到目标压力值后，打开液氢阀(23)，使液氢储罐液相区(10)底部的液氢在液氢储罐气相区(11)中混合气体的压力作用下进入液氢加注管路(19)，并依次流经液氢流量计(20)、液氢压力传感器(21)、液氢温度传感器(22)和液氢阀(23)后，最终输送至液氢发动机测试端；

S5、当液氢增压输送完成后，关闭氢气阀(3)、液氮电磁阀(14)、液氦电磁阀(17)、调压阀(18)、液氢阀(23)，并打开混合气截止阀(25)，将液氢储罐气相区(11)中的氦气与氢气混合气通过氦气回收管路(24)回收至气体回收设备中，完成氦气和氢气的回收并进行后续的分离。

10.如权利要求9所述的液氢发动机测试混合增压液氢输送方法，其特征在于，在液氢增压输送过程中，通过氢气流量计(4)实时测量增压氢气管路(1)中的增压氢气的流量，并将流量信号通过信号线(27)传递至控制器(28)，再由控制器(28)根据预设的调节规则通过信号线(27)输出控制信号，从而调节液氮电磁阀(14)和液氦电磁阀(17)的开度，使液氮冷却器(7)和液氦冷却器(8)中液氮与液氦的流量满足当前高压氢气流量的降温需求。

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