一种小型蒸汽发生器的制作方法

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  2.在研制新型上面级火箭发动机时，确定火箭发动机的高空特性是发动机地面试车的重要任务之一，火箭发动机的推力随着高度的升高不断增大，知道在真空环境中达到最大推力，上面级火箭发动机工作时的环境压力非常低，在地面试车时必须建立相应高度的低压真空环境才能真是模拟火箭发动机的高空特性，这就要建立地面线.由于火箭发动机全尺寸高空模拟试验台的建设成本巨大，为降低研究成本，加快研究进度，在新型上面级火箭发动机研制前期，对发动机进行缩比高空模拟试验是一种经济高效的研制手段。这就需要一种小型的可满足试验需求的蒸汽发生器来满足引射系统对引射介质的需求。

  4.此外，在研制阶段的新型发动机，在试验时难免会对不同的工况参数做试验研究，这对高模系统提供的真空度要求也发生改变，进而要求不同的蒸汽发生器流量、压力、温度等参数，需要蒸汽发生器的参数具有较大的可调裕度。

  5.本发明的目的是提供一种小型蒸汽发生器，用于小型火箭发动机高空模拟试验研究时使用。本发明要求解决的问题是，(1)提供稳定高品质的高温蒸汽，为引射系统启动提供介质；(2)蒸汽的流量、压力、温度等参数可调，满足多工况的试验使用需求。

  6.本发明的技术方案是：一级蒸汽发生器采用气氧、气氢和水作为介质产生蒸汽。蒸汽发生器蒸汽压力2mpa，蒸汽温度573k，可根据自身的需求进行流量和温度调整。蒸汽发生器总流量为650g/s，氧气为110g/s，氢气为15g/s，水流量为525g/s，氢氧混合比为7.3。采用气氢气氧火炬点火器点火。蒸汽发生器头部采用三同轴喷嘴，点火器导焰管位于中心、中间为氧喷嘴、最外为氢喷嘴。点火结束后，点火器氧气切断，导焰管作为氢喷嘴使用。身部采用水冷夹套以及喷淋冷却混合方式。冷却水开喷注孔7圈。第一圈为喷注面板处，沿轴向喷注，孔径0.5mm，16个，分配流量占比11.3％；第二圈至第七圈均为径向喷注，孔径均为0.7mm，数量分别为8、8、8、12、12、16，分配流量占比分别为11.1％、11.1％、11.1％、16.6％、16.6％、22.2％。一级发生器总长为833mm，最大外径为138mm，主要材质为304不锈钢。

  7.本发明的优点和积极效果在于：(1)采用气氢、气氧和水作为蒸汽发生介质，介质容易获得，配套系统简单，产生的蒸汽品质高；(2)可为火箭发动机高空模拟试验提供高品质引射蒸汽，为上面级火箭发动机的研制提供试验条件；(3)蒸汽发生器的流量、压力、温度等参数可调，可满足多工况试验的需求，提高试验的效率。

  8.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体

  实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的基本设计方式，对于本领域内的技术人员来说，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。

  11.1、点火器导焰管；2、气氧头部；3、密封圈；4、气氢头部；5、密封圈；6、密封圈；7、冷却末端压力测点；8、冷却水外筒；9、冷却水内筒；10、水入口；11、密封圈；12、密封圈；13、混合室；14、安装法兰。

  13.一级蒸汽发生器采用气氧、气氢和水作为介质产生蒸汽。蒸汽发生器蒸汽压力2mpa，蒸汽温度573k，可根据有必要进行流量和温度调整。蒸汽发生器总流量为650g/s，氧气为110g/s，氢气为15g/s，水流量为525g/s，氢氧混合比为7.3。采用气氢气氧火炬点火器点火。蒸汽发生器头部采用三同轴喷嘴，点火器导焰管位于中心、中间为氧喷嘴、最外为氢喷嘴。点火结束后，点火器氧气切断，导焰管作为氢喷嘴使用。身部采用水冷夹套以及喷淋冷却混合方式。冷却水开喷注孔7圈。第一圈为喷注面板处，沿轴向喷注，孔径0.5mm，16个，分配流量占比11.3％；第二圈至第七圈均为径向喷注，孔径均为0.7mm，数量分别为8、8、8、12、12、16，分配流量占比分别为11.1％、11.1％、11.1％、16.6％、16.6％、22.2％。一级发生器总长为833mm，最大外径为138mm，主要材质为304不锈钢。

  技术特征：1.一种小型蒸汽发生器，用于小型火箭发动机高空模拟试验研究时使用，其特征在于，由点火器导焰管(1)、气氧头部(2)、密封圈(3)、气氢头部(4)、密封圈(5)、密封圈(6)、冷却末端压力测点(7)、冷却水外筒(8)、冷却水内筒(9)、水入口(10)、密封圈(11)、密封圈(12)、混合室(13)、安装法兰(14)组成；所述产生蒸汽的介质为气氢、气氧和水，材质为304不锈钢；介质水既作为产生蒸汽的介质，又作为设备的冷却液体，采用水冷夹套以及喷淋冷却混合方式；冷却水内筒(9)共开喷注孔7圈；第一圈为喷注面板处，沿轴向喷注，孔径0.5mm，16个，分配流量占比11.3％；第二圈至第七圈均为径向喷注，孔径均为0.7mm，数量分别为8、8、8、12、12、16，分配流量占比分别为11.1％、11.1％、11.1％、16.6％、16.6％、22.2％。2.根据权利要求1所述的小型蒸汽发生器，其特征在于，蒸汽发生器头部采用三同轴喷嘴，内侧为氢喷嘴、中间为氧喷嘴、最外为氢喷嘴，点火器头部中心点火，点火结束后，点火器氧气切断，点火器导焰管作为氢喷嘴使用。3.根据权利要求2所述的小型蒸汽发生器，其特征在于，密封圈(6)所用材质为硅橡胶，其它密封圈(3)、(5)、(11)、(12)材质为膨胀石墨。技术总结本发明公开了一种小型蒸汽发生器，涉及火箭发动机试验研究领域，以气氢、气氧和水为介质，流量650g/s级的蒸汽发生器。蒸汽发生器可根据自身的需求进行流量和温度调整，采用气氢气氧火炬点火器点火。本发明可产生高品质的高温度高压力蒸汽，为小型火箭发动机高空模拟试验提供引射介质。总体来说，本发明提供的蒸汽引射介质，为小型火箭发动机高空模拟试验研究提供了有力保证。保证。保证。

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  技术研发人员：魏仁敏 孔凡超 张家仙 郭敬 孙树江 刘海生 宋旭勇 吴薇梵 王石磊 喻闯闯 李茂 朱子勇 刘瑞敏 王占林 王成刚

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