一种推进剂贮箱的汽相清洗系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，设有清洗剂贮箱，包括通过管路连接的加热装置和换热装置，所述换热装置一端通过管路与清洗剂贮箱连接，另一端通过管路与推进剂贮箱连接；所述加热装置用于加热换热介质产生换热介质蒸汽，换热介质蒸汽进入换热装置内与液体清洗剂换热，产生清洗剂蒸汽，清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱进行汽相清洗。本发明专利技术的汽相清洗系统清洗剂的用量小，可以严格控制产生的清洗剂蒸汽的温度；同时换热介质蒸汽与清洗剂隔离，避免换热介质蒸汽对推进剂贮箱产生不良影响，同时提高了清洗效果，节省了清洗剂，降低了成本。

Vapor phase cleaning system and method for propellant tank

The invention discloses a propellant tank vapor cleaning system, a cleaning agent storage box, which comprises a heating device connected by a pipeline and heat exchanger, the heat exchanger is connected with one end of the cleaning agent tank pipe, the other end is connected with the propellant tank pipe; the heating device for heating the heat transfer medium heat medium steam, heat transfer medium steam into the heat exchanger and heat generating liquid cleaning agent, cleaning agent cleaning agent for steam, steam vapor cleaning into the propellant tank. The invention of the vapor phase cleaning system for cleaning agent, steam cleaning agent can strictly control the temperature; and the heat transfer medium steam cleaning agent and isolation, to avoid heat medium steam on the adverse effects of the propellant tank, and improves the cleaning effect, saving cleaning agent, reduce the cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于清洗领域，具体地说，涉及一种推进剂贮箱的汽相清洗系统及方法。
技术介绍
在航天行业中，推进剂必不可少，如多以肼类(偏二甲肼、无水肼、一甲基肼)燃料作为飞行动力使用，四氧化二氮等作为氧化剂使用，肼类燃料和氧化剂都存储在相应的贮箱中。贮箱的体积庞大，例如，一级容积约70m3，二级约20m3；同时贮箱的结构复杂，箱体内有防晃板、角片、拉线、焊缝等复杂结构，一般加注的推进剂泄出后箱体内壁面及内部结构上均残留一定推进剂和腐蚀产物，长时间的使用也会在贮箱内产生氧化物，分解肼类燃料，降低肼类燃料的燃烧效果，因此在每次使用或定期检测前都要进行彻底的清洗工作。目前对肼类(偏二甲肼、无水肼、一甲基肼)和四氧化二氮贮箱的清洗方式主要采用一定浓度清洗液对燃料箱进行浸泡。起初采用醋酸和碳酸钠溶液等，但该类清洗液易结晶，容易形成残留，影响清洗质量，因此需用大量蒸馏水清洗，且清洗完毕后需要人工检查清洗后内壁的洁净度，操作危险性较高。另外，罐体清洗完成后残留的水具有沸点高、比热和汽化热大的特点，不易完全干燥；残留的水容易与氧化剂罐体中残留的四氧化二氮结合形成稀硝酸，对罐体材料产生严重的腐蚀作用，影响产品的寿命甚至产生事故隐患。因此，技术人员开发了用于清洗推进剂贮箱的专用清洗剂，与肼类或四氧化二氮无剧烈化学反应，且可以互溶，在安全性上有所提高，但该方法的仍然存在缺陷：一方面专用清洗液的用量大，成本高，后续处理难度大、时间长，另一方面贮箱内部微细结构难以完全清洗干净，附着性较强，清洗不完全。同时，推进剂贮箱内存储的燃料和氧化剂均为有毒、易挥发物质，一旦释放到工作区的空气中，不仅会影响到操作人员的人身安全和设备的安全，还会对工作区环境造成污染。为避免和尽量减少释放到工作区空气中的推进剂量，对推进剂贮罐的清洗过程应选用密闭清洗。传统清洗方式采用人工操作进行清洗、检查清洗效果，不利于操作人员的身体健康，存在安全隐患。同时人工操作的效果无法精确标准化，清洗结果常常因操作人员的经验、负责程度而不同，导致了检验的工作量增加和清洗认定难度。因此，需要一种密闭的，安全有效，清洗效果更好的自动清洗系统。申请号为201110414494.4的中国专利公开了一种全自动密封清洗装置，包括箱体和控制清洗装置全自动运行的PLC控制模块，所述箱体内安装有清洗容器的清洗箱、储存清洗液的储液箱，其中清洗箱通过管道与储液箱连接，所述清洗箱一端为敞口端，另一端为封闭端，敞口端上设置有密封门，在清洗箱内部封闭端上设置有与清洗箱轴心线同轴的空心喷射管，喷射管管壁上设置有出液孔，喷射管在封闭端连接处与进液管连接。该技术虽然采用了全密封结构，实现了全自动清洗过程，但仍然采用浸泡的方式，因此清洗液的用量大，成本高，后续处理难度大、时间长，且贮箱内部微细结构难以完全清洗干净，附着性较强，清洗不完全。有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种推进剂贮箱的汽相清洗系统及方法，用于产生清洗剂蒸汽来清洗推进剂贮箱。本专利技术的汽相清洗系统中的清洗剂蒸汽发生系统，可以自动严格控制产生的清洗剂蒸汽的温度；同时换热介质蒸汽与清洗剂完全隔离，避免其对推进剂贮箱产生不良影响，同时提高了清洗效果，节省了清洗剂，降低了成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：本专利技术的第一目的是提供一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，设有清洗剂贮箱，包括通过管路连接的加热装置和换热装置，所述换热装置一端通过管路与清洗剂贮箱连接，另一端通过管路与推进剂贮箱连接；所述加热装置用于加热换热介质产生换热介质蒸汽，换热介质蒸汽进入换热装置内与液体清洗剂换热，产生清洗剂蒸汽，清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱进行汽相清洗。进一步地，液体清洗剂经换热装置加热后的温度设定为30～40℃。进一步地，所述换热装置的清洗剂蒸汽输出端设有温度传感器，所述加热装置向换热装置输入换热介质蒸汽的管路上设有第一控制阀，所述温度传感器的信号输出端与第一控制阀的控制端连接，第一控制阀根据温度传感器的检测值控制换热介质蒸汽流量保持清洗剂蒸汽为设定温度。进一步地，所述换热装置的清洗剂蒸汽输出端设有压力传感器，所述换热装置的顶端设有清洗剂蒸汽出口，清洗剂蒸汽出口与推进剂贮箱连接的管路上设有第二控制阀，所述压力传感器的信号输出端与第二控制阀的控制端连接，第二控制阀根据压力传感器的检测值控制清洗剂蒸汽流量保持清洗剂蒸汽压力平稳。进一步地，所述换热装置中设有液位传感器，所述换热装置的底端设有清洗剂进口，所述清洗剂进口与清洗剂贮箱的连接管路上设有第三控制阀，所述液位传感器的信号输出端与第三控制阀的控制端连接，第三控制阀根据液位传感器的检测值控制液体清洗剂流量以保证清洗剂蒸汽出口全部为蒸汽。进一步地，所述换热装置上还设有用于直接观测液位高度的直读式液位测量装置。进一步地，所述换热装置包括外壳、设置在外壳中的换热管、上管板和下管板，所述上管板和下管板的四周与外壳定位连接，上管板和下管板上均设有若干圆孔，所述换热管穿过圆孔并与上管板和下管板密封连接；所述上管板和下管板之间的外壳上，上部设有换热介质蒸汽进口，下部设有冷凝水出口。进一步地，所述加热装置包括罐体和设置在罐体内的加热机构，所述罐体上端设有换热介质蒸汽出口，下端设有回水口；所述换热介质蒸汽出口通过管路与换热装置的换热介质蒸汽进口连接，所述回水口通过回水管路与换热装置的冷凝水出口连接。本专利技术的第二目的是提供一种推进剂贮箱的汽相清洗系统产生清洗剂蒸汽的方法，其特征在于，该方法包括：(1)加热装置开启，产生换热介质蒸汽；(2)清洗剂贮箱中的液体清洗剂与换热介质蒸汽分别进入换热装置进行换热，产生清洗剂蒸汽；(3)清洗剂蒸汽由换热装置进入推进剂贮箱进行清洗。进一步地，所述步骤(2)中，换热装置的温度传感器检测清洗剂蒸汽温度，将信号传送至换热介质蒸汽输入换热装置管路上的第一控制阀，第一控制阀控制开度来控制进入的换热介质蒸汽流量，以使清洗剂蒸汽的温度保持在设定的温度。采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：(1)本专利技术的汽相清洗系统，利用换热介质蒸汽来加热液体清洗剂，产生清洗剂蒸汽。水蒸汽与清洗剂蒸汽完全隔离，可以避免换热介质蒸汽进入推进剂贮箱产生反应，带来不良影响。(2)本专利技术的汽相清洗系统，可以严格控制产生的清洗剂蒸汽的温度，容易控制，易于操作。(3)本专利技术的汽相清洗系统产生的清洗剂蒸汽，通入推进剂贮箱中进行清洗，提高了清洗效果，节省了清洗剂，降低了成本。下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。附图说明附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：图1是本专利技术推进剂贮箱的汽相清洗系统结构及流程示意图；图2是本专利技术清洗剂蒸汽发生装置的结构示意图；图3是本专利技术废液回收处理系统结构及流程示意图；图4是本专利技术工装结构示意图；图5是工装结构的俯视图；图6是工装结构的A-A剖面图；图7是工装结构的B-B剖面图；图8是工装结构的C-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，设有清洗剂贮箱，其特征在于，包括通过管路连接的加热装置和换热装置，所述换热装置一端通过管路与清洗剂贮箱连接，另一端通过管路与推进剂贮箱连接；所述加热装置用于加热换热介质产生换热介质蒸汽，换热介质蒸汽进入换热装置内与液体清洗剂换热，产生清洗剂蒸汽，清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱进行汽相清洗。

【技术特征摘要】
1.一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，设有清洗剂贮箱，其特征在于，包括通过管路连接的加热装置和换热装置，所述换热装置一端通过管路与清洗剂贮箱连接，另一端通过管路与推进剂贮箱连接；所述加热装置用于加热换热介质产生换热介质蒸汽，换热介质蒸汽进入换热装置内与液体清洗剂换热，产生清洗剂蒸汽，清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱进行汽相清洗。2.根据权利要求1所述的一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，其特征在于，液体清洗剂经换热装置加热后的温度设定为30～40℃。3.根据权利要求2所述的一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，其特征在于，所述换热装置的清洗剂蒸汽输出端设有温度传感器，所述加热装置向换热装置输入换热介质蒸汽的管路上设有第一控制阀，所述温度传感器的信号输出端与第一控制阀的控制端连接，第一控制阀根据温度传感器的检测值控制换热介质蒸汽流量保持清洗剂蒸汽为设定温度。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，其特征在于，所述换热装置的清洗剂蒸汽输出端设有压力传感器，所述换热装置的顶端设有清洗剂蒸汽出口，清洗剂蒸汽出口与推进剂贮箱连接的管路上设有第二控制阀，所述压力传感器的信号输出端与第二控制阀的控制端连接，第二控制阀根据压力传感器的检测值控制清洗剂蒸汽流量保持清洗剂蒸汽压力平稳。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，其特征在于，所述换热装置中设有液位传感器，所述换热装置的底端设有清洗剂进口，所述清洗剂进口与清洗剂贮箱的连接管路上设有第三控制阀，所述液位传感器的信号输出端与第三控制阀的控制端连接，第三控制阀根据液位传感器的检测值控制液...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑雪玲，孙鹤，荆彦文，郝战焱，刘岩，金朝旭，郝龙，战立斌，刘朝阳，方涛，许宏，
申请(专利权)人：北京航天试验技术研究所，北京航天凯恩化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11