加注系统载冷剂选型研究及应用.PDFVIP

载人航天 年第 期 发射场 #$$! # 加注系统载冷剂选型研究及应用 张永华 彭子融 冉中涛 童福永 % 北京特种工程设计研究总院 % 中国酒泉卫星发射中心 摘要 加注系统载冷剂原用的氯化钙水溶液有较强的腐蚀性，可造成工艺换热器点蚀穿孔，给 使用安全带来极大隐患。通过相容性实验、直燃实验、化学反应实验，选用了安全可靠、腐蚀性小、热 稳定性好的加注系统专用载冷剂。研究表明：专用载冷剂对 不锈钢和 号碳钢的腐蚀性 ’() ’*+,-+ ’$ 小；与四氧化二氮、偏二甲肼混合后不会燃烧且不被明火点燃，没有燃烧与爆炸危险。应用证明：专 用载冷剂既可作为载冷剂，又可作为载热剂；与系统一级相容，腐蚀性小；与四氧化二氮、偏二甲肼 混合后无燃烧、爆炸危险；采用专用载冷剂提高了系统制冷（热）效率，满足调温指标要求，安全、可 靠，长期存放不变质。 关键词 专用载冷剂 爆炸实验 酯化物 选型研究 调温系统 ’ 问题的提出 # 载冷剂实验研究 航天发射场加注系统中，调温系统的作用是对 # . ’ 载冷剂技术要求 % % 加注前的推进剂进行调温 冬季升温、夏季降温 ，以 ’ 相容性要求 满足火箭发射时发动机工作温度要求。调温系统所 载冷剂与升降温系统设备、管材一级相容。 % % 用的介质为载冷 载热 剂，原用氯化钙水溶液作为 # 安全可靠性要求 载冷剂，软化水作为载热剂，切换使用。在使用中发 如果因管道腐蚀、渗漏或其他意外原因使推进剂 现，载冷剂中的氯离子对不锈钢换热器具有腐蚀性， 与载冷剂混合，不允许产生具有爆炸性的乙二醇二硝 以点腐蚀为主。升降温系统部分设备曾出现腐蚀现 酸酯或其他形式的酯，构成潜在的燃烧爆炸危险。 象，有的工艺设备甚至被腐蚀损坏，个别不锈钢管路 % / 热效率要求 焊缝被腐蚀滴漏，不锈钢工艺换热器曾两次腐蚀穿 该物质既载冷，又载热，效率基本不变。 孔。为确保加注系统安全可靠运行，解决盐水与软化 # . # 载冷剂选型实验与成果 水切换周期长不方便使用的问题，我们对升降温系 # 0# 0 ’ 相容性实验 统用载冷工质进行了选型研究。通过调研论证，参照 （）强化腐蚀实验 ’ 汽车用防冻液的使用情况，借鉴航天器热控系统的 实验目的是研究专用载冷剂对 ’() ’*+,-+ 不锈 使用经验，选择了含有乙二醇% 另有一定成份的磷酸 钢和 号碳钢的腐蚀情况。为确保数据准确可靠， ’$ 盐、荧光素钠等 成分的专用载冷剂。考虑到加注系 强化了实验条件，进行了高浓度乙二醇溶液的强化 统的相容性和安全可靠性，我们进行了专用载冷剂 腐蚀实验。将所采用的试片（ 不锈钢和 ’() ’*+,-+ ’$ 与不锈钢的相容性实验、直燃实验、与推进剂的化学