CN106583369A - 一种推进剂贮箱的汽相清洗系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

一种推进剂贮箱的汽相清洗系统及方法

技术领域

本发明属于清洗领域，具体地说，涉及一种推进剂贮箱的汽相清洗系统及方法。

背景技术

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。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明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。本发明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，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明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。

本发明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，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)本发明的汽相清洗系统，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)本发明的汽相清洗系统，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)本发明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。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。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是本发明推进剂贮箱的汽相清洗系统结构及流程示意图；

图2是本发明清洗剂蒸汽发生装置的结构示意图；

图3是本发明废液回收处理系统结构及流程示意图；

图4是本发明工装结构示意图；

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-C剖面图.

图中：1推进剂贮箱，2清洗剂贮箱，3清洗剂蒸汽发生装置，4输送装置，5冷却系统，6工装结构，7氮气加热系统，8废液回收处理系统，9浓度检测系统，10废气处理系统，101加热装置，102换热装置，103温度传感器，104压力传感器，105第一控制阀，106液位传感器，107清洗剂蒸汽出口，108清洗剂进口，109换热管，110换热介质蒸汽出口，111回水口，112换热介质蒸汽进口，113冷凝水出口，114第二控制阀，115第三控制阀，116下管板，117上管板，201废液收集罐，202水供应装置，203一次萃取装置，204二次萃取装置，205缓冲罐，206中和反应装置，207精馏装置，208碱药剂贮存箱，209计量泵，210 pH检测装置，211废气处理装置，301上顶，302侧壁，303流体进口，304流体出口，305换热空间，306加强结构。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

汽相清洗是利用对油污、杂物有强烈的溶解去除能力而又不损伤基体材料的低沸点溶剂作为清洗剂，在专用的汽相清洗机中对各种待洗物件进行清洗。其原理是在加热下，低沸点清洗剂被汽化，蒸汽上升时遇到待洗物件，利用蒸汽对物件的冲刷、凝结等作用将油污去除同时，清洗剂蒸汽可以有效切入任何细小的孔洞和裂缝，剥离并去除其中的污渍和残留物，清洗效果完全，效果良好。一般的汽相清洗机用于清洗工业零件等，并不能用于清洗推进剂贮箱。

推进剂贮箱用于盛装燃料(偏二甲肼、无水肼、一甲基肼)或者氧化剂(四氧化二氮)等，并且可承受的温度不超过40℃，并且因此一般的高温高压的水蒸汽清洗、或者清洗剂蒸汽、水与普通清洗液混合蒸汽的清洗方式，并不能够应用于推进剂贮箱的清洗，同时水也容易与推进剂产生反应，造成贮箱的腐蚀。

本申请实现了在清洗过程中对清洗剂蒸汽温度的严格控制，清洗剂蒸汽可以溶解贮箱内各处的附着物；并将清洗剂与水蒸汽完全隔离，水蒸汽仅对清洗剂进行加热汽化，并不能够进入推进剂贮箱，避免了水与推进剂的不良反应；同时为最大限定将清洗剂蒸汽冷凝，实现良好的冲刷效果，本申请在推进剂贮箱外设置冷却系统，对清洗剂蒸汽进行冷却，进而实现汽液两相的动态转换，达到清洗剂的汽液两相的动态平衡，结合汽态清洗剂对各个细微之处的溶解效果和液态清洗剂的冲刷效果，达到最佳的清洗效果。

本发明的清洗剂为开发的推进剂贮箱专用清洗剂，既可与推进剂一级相容，不产生化学反应，避免产生新的化学产物，同时物理特性适用于产生清洗剂蒸汽用于推进剂贮箱清洗。本发明的清洗剂的沸点高于室温，可以防止存放过程中汽化，又低于推进剂贮箱的最高承受温度，可以产生应用在推进剂贮箱中的清洗剂蒸汽，本发明的清洗剂性能参数列于表1。

表1 清洗剂性能参数

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，包括用于储存清洗剂的清洗剂贮箱2、清洗剂蒸汽发生装置3、输送装置4和冷却系统5，其中，输送装置4的输入端与清洗剂贮箱2连接，输送装置4的输出端与清洗剂蒸汽发生装置3连接，所述清洗剂蒸汽发生装置3的输出端与推进剂贮箱1连接，所述推进剂贮箱1设有用于冷却清洗剂蒸汽的冷却系统5。

本实施例汽相清洗系统，将汽相清洗应用于推进剂贮箱中。清洗剂贮箱用于存储液体清洗剂，输送装置可以为输送泵或者提升泵等，可将液体清洗剂从清洗剂贮箱输送至清洗剂蒸汽发生装置，产生清洗剂蒸汽，清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱中，进行清洗。清洗剂蒸汽对被清洗表面的污渍进行软化、膨胀、分离、溶解，可以有效切入任何细小的孔洞和裂缝，清洗效果完全。

另外，所述输送装置4还可以具有一推进剂贮箱1相连接的第二输出端。这样输送装置也可以直接将清洗剂贮箱中的液体清洗剂输送至推进剂贮箱，液体清洗剂直接冲刷推进剂贮箱内壁，对推进剂贮箱进行置换清洗，能够提高清洗效率。

推进剂贮箱上设有用于冷却清洗剂蒸汽的冷却系统，优选设置在推进剂贮箱的上端，对推进剂贮箱的顶部的清洗剂蒸汽进行冷却，进而确保贮箱内汽态清洗剂持续液化，沿壁面、拉线、焊缝等结构冲刷至下底，实现良好的冲刷效果。如此，确保蒸汽清洗过程中汽、液两相实现动态平衡，将汽态清洗剂的溶解效果和液态清洗剂的冲刷效果相结合，对推进剂贮箱的清洗更完全，清洗效果更佳；同时，清洗剂的用量小，节约成本。

进一步的方案，所述清洗剂蒸汽发生装置3包括通过管路连接的加热装置101和换热装置102，加热装置102内设置换热介质，所述推进剂贮箱1通过管路与换热装置102连接；所述加热装置101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102内与液体清洗剂换热，产生清洗剂蒸汽。

其中，加热装置可以为电加热器等，换热介质蒸汽为水蒸汽，利用水蒸汽对液体清洗剂进行隔离加热，既可以实现将清洗剂变为清洗剂蒸汽，又可以隔离水和清洗剂蒸汽，防止水蒸汽进入推进剂贮箱，避免了水与推进剂的不良反应。

换热装置可以为间壁式换热器，进一步地，可以为管壳式换热器。水蒸汽通过换热器的壳程，液体清洗剂进入换热器的管程，水蒸汽经加热器加热后进入换热器的蒸汽进口进入换热器的壳程，水蒸汽将热量传给物料后由下部的热水出口管道再经泵加压进入加热器进行加热，重复循环利用。

进一步的方案，所述液体清洗剂经换热装置102加热后的温度设定为30～40℃。燃料清洗剂或者氧化剂清洗剂的共沸点为30～35℃，推进剂贮箱可承受的温度不超过40℃。在设定温度下，清洗剂可以转化为蒸汽，同时又不会损害推进剂贮箱。因此设定温度需要高于30℃，不超过40℃。

进一步方案，所述冷却系统包括工装结构6，所述工装结构6设置在推进剂贮箱1上端，工装结构6与推进剂贮箱1上顶之间形成流体流动空间，通过流体的流动对推进剂贮箱1换热冷却。

推进剂贮箱的冷却系统可以采用水冷或者风冷。本发明在推进剂贮箱需要冷却的位置设置一工装结构，工装结构与推进剂贮箱上顶之间形成冷风的流动空间，用于流通冷却系统的冷风，通过冷风的流动对推进剂贮箱换热冷却。该工装结构简单，易于拆卸和安装，更实现了推进剂贮箱的冷却。

实施例二

如图1所示，本实施例为实施例一的进一步限定，汽相清洗系统还设有氮气加热系统7，包括氮气加热装置，并通过管路与推进剂贮箱的进口连接，用于吹扫清洗后的推进剂贮箱。

清洗剂蒸汽清洗后的推进剂贮箱，会有清洗剂液体的残留，一般可以利用氮气进行吹扫，本实施例通入加热后的氮气可以更加快速吹干推进剂贮箱内壁，完善清洗效果。其中，氮气的加热可以通过防爆氮气加热器实现，同时，氮气也可以为各阀提供气源。

进一步的方案，汽相清洗系统还设有废液回收处理系统8和废气处理系统10，所述废液回收处理系统8包括废液收集罐201和废液处理装置，所述废液收集罐201通过管路与推进剂贮箱1的出口连接，所述废液处理装置与废液收集罐201连接，用于分离并回收推进剂和清洗剂；所述废气处理系统10与推进剂贮箱1的出口连接。

本方案的汽相清洗系统对清洗废液进行回收处理、废气进行处理后排放，一方面将有害的气体和液体进行处理后排放，有利于保护环境，避免对工作人员产生毒害作用；另一方面可以将清洗剂与推进剂进行分离和纯化，对清洗剂进行回收，合格的清洗剂可以多次循环利用，节约成本。

进一步的方案，汽相清洗系统还设有浓度检测系统9，包括设置在推进剂贮箱中的采样管路、与采样管路连接的传感器，用于在线检测推进剂浓度和清洗剂浓度。

采样管路采取推进剂贮箱中的蒸汽和液体样品，传感器用于实时在线检测推进剂浓度和清洗剂浓度并将信号反馈给控制系统，以便达到最佳清洗效果。

进一步的方案，汽相清洗系统中还设有用于集成控制密闭汽相清洗系统的测控系统，所述汽相清洗系统中设有多个传感器，包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器和浓度传感器等，各连接的管路上均设有阀门，所述测控系统分别与各个阀门、各个传感器连接，接收各传感器的信号并通过控制阀门来控制相应管路的开合。

测控系统主要功能是集成显示和控制推进剂贮箱清洗各分系统，确保清洗工艺运行正常。测控系统与各个传感器、阀门连接，通过接受、分析判断、做出反应，来控制相应管路的开合，实现整个密闭汽相清洗系统的全自动化控制。

实施例三

本实施例提供一种利用汽相清洗系统清洗推进剂贮箱的方法，包括以下步骤：

(1)输送装置4将清洗剂输送至清洗剂蒸汽发生装置3，产生清洗剂蒸汽；

(2)清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱1对其进行汽相清洗，同时，清洗剂蒸汽在冷却系统5作用下液化，下流冲刷推进剂贮箱内壁。

输送装置开启，将清洗剂贮箱中的液体清洗剂输送到开启的清洗剂蒸汽发生装置中，产生清洗剂蒸汽；清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱的下端，向上攀升，并进入推进剂贮箱的各个部位，同时，清洗剂蒸汽在冷却系统作用下凝结、液化，然后下流冲刷推进剂贮箱内壁。如此进行，清洗剂蒸汽与液化的清洗剂达到动态平衡，对推进剂贮箱各个部位进行汽相清洗，清洗完全，效果更佳。清洗后的废液进入废液回收处理系统进行处理。

进一步的方案，还包括先于汽相清洗进行的置换清洗，所述的置换清洗包括以下步骤：所述的输送装置将清洗剂贮箱中的液体清洗剂直接输送至推进剂贮箱，液体清洗剂直接冲刷推进剂贮箱内壁。利用输送泵将清洗剂直接输送至推进剂贮箱，一定时间后，开启推进剂贮箱的排液阀，利用回流泵将携带有推进剂的清洗剂排放至废液收集罐内，。

更进一步的方案，利用汽相清洗系统清洗推进剂贮箱的方法，包括以下步骤：

(1)置换清洗：开启输送装置，将清洗剂贮箱中的液体清洗剂输送至推进剂贮箱，一定时间后排放至废液收集罐；

(2)汽相清洗：开启输送装置，将清洗剂贮箱中的液体清洗剂输送至清洗剂蒸汽发生装置，开启清洗剂蒸汽发生装置产生清洗剂蒸汽，进入推进剂贮箱，推进剂贮箱上端通过冷却系统对清洗剂蒸汽冷却，蒸汽液化向下流动冲刷推进剂贮箱内壁，排放至废液收集罐；

(3)吹扫：开启氮气加热系统，加热后的氮气输送至推进剂贮箱，吹扫内部残留清洗剂，废气排放至废气处理系统，浓度检测系统在线检测推进剂浓度；

(4)清洗结果检测：浓度检测系统显示清洗后推进剂浓度，同时使用内窥镜检查贮箱内壁，对比清洗前后内壁状态，进一步判断清洗效果。

实施例四

如图2所示，本实施例提供一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，设有清洗剂贮箱2，包括通过管路连接的加热装置101和换热装置102，所述换热装置102一端通过管路与清洗剂贮箱2连接，另一端通过管路与推进剂贮箱1连接；所述加热装置101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102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1进行汽相清洗。

本实施例汽相清洗系统中包括加热装置和换热装置，其中，加热装置用于将换热介质转化为换热介质蒸汽，换热介质可以为水，在加热装置中转化为水蒸汽。加热装置可以选择防爆电加热水蒸汽发生器，可以为电加热器等。电加热器与水泵连接，用于输入自来水，电加热器内部设置电加热器，将冷水加热，转变为水蒸汽，输入到换热器中对液体清洗剂进行加热。进入换热器的水蒸汽换热冷凝后，可以经过回水管路与水蒸汽发生装置连接，形成循环再产生水蒸汽，能够节约用水，减少对环境的影响。电加热器的顶部设置安全阀，可以排至室外。

在换热装置中，液体清洗剂转化为清洗剂蒸汽，水蒸汽通过换热器外部的管路，热量通过换热器的壁传导给内部的清洗剂，加热至设定温度，清洗剂转化为清洗剂蒸汽，通过管路进入到推进剂贮箱中进行清洗。在此过程中，水蒸汽与清洗剂完全隔离，没有混合，水蒸汽并不能够进入推进剂贮箱，避免了水与推进剂的不良反应。

进一步的方案，液体清洗剂经换热装置加热后的温度设定为30～40℃。本实施例使用的燃料清洗剂或者氧化剂清洗剂的共沸点为30～35℃，推进剂贮箱承压设计0.4MPa，清洗温度不能超过40℃，清洗剂蒸汽的温度也不能高于40℃，以免对推进剂贮箱造成损害。在设定温度下，清洗剂可以转化为蒸汽，同时又不会损害推进剂贮箱。因此设定温度需要高于30℃，不超过40℃。

实施例五

如图2所示，本实施例为实施四的进一步限定，所述换热装置的清洗剂蒸汽输出端设有温度传感器103，所述加热装置101向换热装置102输入换热介质蒸汽的管路上设有第一控制阀105，所述温度传感器103的信号输出端与第一控制阀105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。

换热装置上的温度传感器，可以实时监测产生的清洗剂蒸汽的温度，并将信号传给第一控制阀。其中第一控制阀可以为全自动温控阀，该全自动温控阀可以利用PID控制技术，实时调节流入换热装置中的水蒸汽的流量大小，以保证清洗剂蒸汽出口的温度始终为设定温度，温度可以根据需要先行设定。因此，清洗剂蒸汽发生系统能够严格控制产生的清洗剂蒸汽的温度，操作过程简便易行，也提高了清洗过程的安全性。

温度传感器和全自动温控阀均可以与测控系统连接，进行实时远程监测。测控系统中可以设置报警装置，当温度传感器监测的温度高过设定温度时，报警装置报警，工作人员可以根据具体状况做出反应，避免意外状况的发生。

进一步的方案，所述换热装置102的清洗剂蒸汽输出端设有压力传感器104，所述换热装置102的顶端设有清洗剂蒸汽出口107，清洗剂蒸汽出口107与推进剂贮箱1连接的管路上设有第二控制阀114，所述压力传感器104的信号输出端与第二控制阀114的控制端连接，第二控制阀114根据压力传感器104的检测值控制清洗剂蒸汽流量保持清洗剂蒸汽压力平稳。

压力传感器能够实时监测清洗剂蒸汽出口的压力变化情况，将信号传给第二控制阀，第二控制阀根据压力传感器的检测值来控制清洗剂蒸汽出口的阀门开度大小，以保证清洗剂蒸汽出口的压力平稳。

进一步的方案，所述换热装置102中还设有液位传感器106，所述换热装置102的底端设有清洗剂进口108，所述清洗剂进口108与清洗剂贮箱2的连接管路上设有第三控制阀115，所述液位传感器106的信号输出端与第三控制阀115的控制端连接，第三控制阀115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。

换热装置上液位传感器可以为浮球液位传感器，能够实时监测换热器出口内没有汽化的清洗剂的液位限度，可将液位信号传给第三控制阀，第三控制阀根据液位传感器的检测值控制清洗剂进口阀门的开关程度，以保证清洗剂出口全部为汽化后的蒸汽。

进一步地，所述换热装置102上还设有用于直接观测液位高度的直读式液位测量装置。换热器上设置的直读式液位测量装置，可以为玻璃液位计等，可以让人更直观的观测换热器内的液体的液位高度及汽化的程度。

进一步地，所述换热装置包括外壳、设置在外壳中的换热管109、上管板117和下管板116，所述上管板117和下管板116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109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112，下部设有冷凝水出口113。

换热装置为换热器，可以采用间壁式换热器，进一步的可以采用管壳式换热器。换热器包括换热管，换热管内构成的流体通道称为管程，换热管外构成的流体通道称为壳程。管程和壳程分别通过两不同温度的流体时，温度较高的流体通过换热管壁将热量传递给温度较低的流体，温度较高的流体被冷却，温度较低的流体被加热，进而实现两流体换热的目的。

上管板和下管板用于固定换热管，并起到隔离作用，形成壳程和管程两个互相隔离的管道。液体清洗剂由物料进口进入换热器的底部管程；水蒸汽进入换热器上部的蒸汽进口进入换热器的壳程，水蒸汽将热量传递给液体清洗剂，清洗剂转化为清洗剂蒸汽，清洗剂蒸汽从换热器的上封头输出，完成清洗剂蒸汽的发生、输出过程。

进一步地，所述加热装置101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110，下端设有回水口111；所述换热介质蒸汽出口110通过管路与换热装置的换热介质蒸汽进口连接112，所述回水口111通过回水管路与换热装置的冷凝水出口113连接。

加热装置的换热介质蒸汽出口与换热器上部的换热介质蒸汽进口连接，回水口与换热器下部的冷凝水出口连接，水蒸汽与清洗剂换热后，冷凝水由加压泵输送回水蒸汽发生装置，形成循环管路，能够节约用水，减少对环境的影响。

实施例六

本实施例提供一种利用所述汽相清洗系统产生清洗剂蒸汽的方法，该方法包括：

(1)加热装置101开启，产生换热介质蒸汽；

(2)清洗剂贮箱2中的液体清洗剂与换热介质蒸汽分别进入换热装置102进行换热，产生清洗剂蒸汽；

(3)清洗剂蒸汽由换热装置102进入推进剂贮箱1进行清洗。

加热装置为水蒸汽发生装置，换热装置为换热器。水蒸汽发生装置开启后产生水蒸汽，水蒸汽进入换热器的壳程，清洗剂贮箱中的液体清洗剂由输送泵输送至换热器的管程，水蒸汽与清洗剂进行换热，液体清洗剂转化为清洗剂蒸汽；清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱进行汽相清洗。该过程中，水蒸汽与清洗剂完全隔离，仅清洗剂蒸汽进入推进剂贮箱，避免了水与推进剂的不良反应。

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。通过严格控制清洗剂蒸汽温度，实现了对推进剂贮箱的汽相清洗。

实施例七

本实施例为实施例六的进一步限定，提供一种利用所述汽相清洗系统产生清洗剂蒸汽的方法，该方法包括：

(1)水蒸汽发生装置开启，产生水蒸汽，换热器开启，输入液体清洗剂；

(2)设置自动温控阀的预设温度，水蒸汽发生装置向换热器输入水蒸汽，将液体清洗剂转化为清洗剂蒸汽，水蒸汽变为冷凝水回流至水蒸汽发生装置；

(3)检测清洗剂蒸汽温度是否符合预设温度，自动温控阀实时调节水蒸汽流量；

(4)换热装置向推进剂贮箱输出清洗剂蒸汽，进行汽相清洗。

步骤(1)中，水蒸汽发生装置为电加热器，水泵将自来水输送至电加热器内，电加热器开启工作，加热自来水产生水蒸汽。换热装置为换热器，检测换热管内液体清洗剂的液位，若低于预定值，则提升泵开启，向换热器中补充液体清洗剂。

步骤(2)中，根据实际需要，设置自动温控阀的预设温度，不超过40℃。电加热器中产生的水蒸汽通过水蒸汽出口、蒸汽管路，进入换热器的水蒸汽进口，经过换热管的壳程，加热换热管管程中的液体清洗剂，液体清洗剂转化为清洗剂蒸汽，水蒸汽变为冷凝水从冷凝水出口通过管路回流至电加热器，循环利用。

步骤(3)中，换热器上端的温度传感器监测清洗剂蒸汽出口的温度，若符合预设温度，则清洗剂蒸汽输出，若高于或低于预设温度，信号反馈给温控阀后，温控阀利用PID控制技术，实时调节水蒸汽的流量大小，以保证清洗剂蒸汽出口的温度始终为设定温度。

换热器上端的压力传感器，实时监测清洗剂蒸汽出口的压力变化情况，根据需要将信号传给第二控制阀，以控制清洗剂蒸汽出口的阀门开度大小，保证清洗剂蒸汽出口的压力平稳。

换热器上端的浮球液位开关，实时监测换热器出口内没有汽化的清洗剂的液位限度，可根据需要将液位信号传给第三控制阀，以根据液位控制清洗剂进口阀门的开关程度，以保证清洗剂出口全部为汽化后的蒸汽。

换热器上的玻璃液位计，可以让人更直观的观测换热器内的液体的液位高度及汽化的程度。

步骤(4)中，经过步骤(3)中温度、压力的调节，清洗剂蒸汽符合设定温度，输出的清洗剂蒸汽也平稳，则通过输出管路，输送到推进剂贮箱中，从推进剂贮箱的底部进入，向上攀升，进行清洗，在冷却系统作用下，清洗剂蒸汽在推进剂贮箱上端部分液化，向下冲刷贮箱内壁的各部分，如此在推进剂贮箱中形成清洗剂蒸汽和液体的两相的动态平衡，大大提高清洗效果。

更进一步地，所述步骤(3)中，温度传感器检测清洗剂蒸汽温度，将信号传送至自动温控阀，若高于预设温度，则降低水蒸汽流量，若低于预设温度，则提高水蒸汽流量。

实施例八

如图3所示，本实施例提供一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，设有清洗剂贮箱2，包括废液处理装置，所述废液处理装置包括经过管路连接的萃取装置(203,204)和精馏装置207，所述精馏装置207通过管路与清洗剂贮箱2连接；所述废液经过萃取装置(203,204)萃取，分为清洗剂层和推进剂层，所述清洗剂层进入精馏装置207纯化后进入清洗剂贮箱2，循环利用。

废液处理装置用于回收、分离以及纯化清洗后的废液。废液为推进剂和清洗剂的混合液，推进剂贮箱可以与废液收集罐连接。清洗推进剂贮箱后，废液从推进剂贮箱底部进入废液收集罐，完成废液的回收。萃取装置可以为转盘萃取塔，精馏装置可以为精馏塔等，可以根据场地、实际需要选用不同的设备，只要可以实现其功能即可。

废液处理装置对废液进行分离，分离纯化后合格的清洗剂，可以再次利用进行二次贮箱清洗。过程中产生的废气经过无害化处理后进行排放，过程中产生的废水经过处理后排放。萃取装置是推进剂与清洗剂分离的主要装置，废液进入萃取装置，与萃取剂混合，搅拌、静置后分层，完成萃取过程。萃取后溶液分为清洗剂层和推进剂层，本实施例的清洗剂的密度大于水的密度，因此当萃取剂为水时，上层为推进剂层，下层为清洗剂层。

清洗剂层的萃取液中会残留少量分散相的萃取剂，需要经精馏装置将其分离。清洗剂层的萃取液进入精馏装置后，由于清洗剂的沸点低，萃取剂(如水)的沸点高，易于精馏分离纯化。在精馏装置中分离纯化后的清洗剂经检测合格后可以直接进入清洗剂贮箱，进行二次循环利用；也可以进入清洗剂回收罐，以备下次清洗使用。

进一步地，所述萃取装置(203,204)的下部出口通过管路与精馏装置207的进口连接。

本实施例采用水为萃取剂，并且清洗剂的密度为1.23～1.30kg/L，大于水的密度。萃取装置中，根据分层后所需要回收的部分的位置，设置合适的出口与精馏装置连接。推进剂中，燃料(无水肼、一甲基肼、偏二甲肼)或氧化剂(四氧化二氮)溶于水中，清洗剂不溶于水，因此分层后，下层为清洗剂，上层为推进剂与水混合后的水溶液。萃取装置中萃取完分层后，含清洗剂的萃取液位于下层，从萃取装置的下部出口进入精馏装置进行精馏，进一步分离纯化。

进一步的方案，所述萃取装置包括一次萃取装置203和二次萃取装置204，一次萃取装置203的下部出口与二次萃取装置204的进口连接，二次萃取装置的下部出口通过管路与精馏装置207的进口连接。

萃取后，底层的萃取液可以再次进入其它萃取装置进行萃取，多级萃取以达到更好的萃取效果，也可以进入精馏装置进行进一步的分离。设置两次萃取装置，对一次萃取后的底层萃取液进行二次萃取，经过两次萃取后的萃取液纯度更高，混杂的推进剂更少，分离效果更好。一级萃取或者多级萃取时，也可以设置中间缓冲装置，待萃取液收集混合后，再进行精馏。

实施例九

如图3所示，本实施例为实施八的进一步限定，还包括中和反应装置206，所述萃取装置(203,204)的出口与中和反应装置206连接，所述萃取装置(203,204)中的推进剂层进入中和反应装置进行中和处理后排放。

中和反应装置可以为中和反应塔等装置。萃取装置中的推进剂由水萃取后转化为推进剂水溶液、精馏装置中的水溶液均需要进入中和反应装置进行中和处理，检测合格后进行排放。

进一步的方案，所述中和反应装置206的出口端通过管路与进口端连接，该管路上设有pH检测装置210、电动阀和计量泵209，用于进行二次中和反应。

中和反应器的排放管路上设有pH检测装置，中和反应器还设有回流管路，回流管路将中和反应装置的出口端与进口端相连接。回流管路上设有pH检测装置、电动阀和计量泵。当中和反应器中混合不均匀，pH检测不准确等情况出现时，推进剂的水溶液有可能进入待排放状态。此时，溶液进入排放管路时，pH检测不合格，则进入回流管路，再进入中和反应器进行二次中和反应，直到检测达标后方可以排放。

进一步的方案，还包括废液收集罐201和水供应装置202，所述废液收集罐201的进口与推进剂贮箱1连接，废液收集罐201的出口通过管路与萃取装置(203,204)连接；所述水供应装置202通过管路与萃取装置(203,204)连接，用于提供萃取剂；所述管路上设有计量泵209。

采用水供应装置向萃取装置中提供水为萃取剂，价格低廉，易于处理；废液收集罐与萃取装置的连接管路上的计量泵，用于计量输入的废液的量；水供应装置与萃取装置的连接管路上的计量泵，用于计量输入的自来水的量；选择合适的水与废液的比例，来达到良好的萃取效果。同时，也能够较准确的计算废液的处理量以及自来水的使用量，也便于装置的进一步改进。

进一步的方案，萃取装置(203,204)与精馏装置207之间的管路上设有缓冲罐205，用于收集萃取液。

在萃取装置和精馏装置之间设置缓冲罐，可以收集并临时储存萃取液，再进行精馏，可以减少意外状况，使处理过程稳定有序进行。

进一步的方案，包括废气处理装置211，所述废气处理装置通过管路与萃取装置(203,204)顶部连接。

废液在萃取过程中会产生少量的一氧化氮气体，由萃取塔顶部排放至废气处理装置进行无害化处理，确保达标排放。

进一步地，所述管路中设有电动阀和pH检测装置，所述pH检测装置用于进行在线pH监测。

在废液回收处理系统的各个子装置的连接管路上，均设置有电动阀，用于控制管路的闭合，设置有pH检测装置，用于进行在线pH监测。电动阀与pH检测装置均与测控系统连接，测控系统可以根据反馈的信号，作出判断，控制管路的开启闭合，调整流量，完成处理过程。

进一步地，所述中和反应装置设有中和剂贮存箱208，用于提供中和剂。

萃取完成后，各个萃取装置中的推进剂与水形成的水溶液均进入到中和反应器中，pH检测装置在线监测溶液的pH，中和剂贮存箱中的中和剂由输送泵送至中和反应器中，搅拌混合，与推进剂与水形成的水溶液反应。氧化剂贮箱和燃料贮箱清洗时，萃取后产生不同酸碱性的水溶液，因此需要根据进液pH选择适宜的中和剂。氧化剂废液呈现酸性，提供碱性中和剂进行中和，燃料废液呈现碱性，提供酸性中和剂进行中和。在线检测反应过程中的pH变化，待达到符合要求的预设值，检测达标进行排放。

实施例十

本实施例提供一种清洗剂废液处理的方法，其特征在于，包括：

(1)萃取分离：清洗废液进入萃取装置，萃取，分为清洗剂层和推进剂层；

(2)精馏纯化：清洗剂层的萃取液进入精馏装置进行纯化，进入清洗剂贮箱，以备二次回用。

进一步地，包括：

(1)萃取分离：计量泵开启，分别从废液收集罐和水供应装置中输送清洗废液和水至一次萃取装置，进行混合萃取，静置分层后，推进剂层萃取液输送至二次萃取装置，二次萃取后，清洗剂层的萃取液输送至缓冲罐；两次萃取后推进剂层的水溶液输送至中和反应装置，中和剂中和推进剂层的水溶液，检测合格后排放。

(2)精馏纯化：缓冲罐中的萃取液输送至精馏装置，分离纯化后的清洗剂进入清洗剂贮箱，以备二次回用。

萃取分离为将推进剂与清洗剂分离，在萃取塔中分层。其中，推进剂与水形成水溶液，即推进剂层萃取液，清洗剂与少量残留的水或其它杂质一层，即清洗剂层萃取液，可以分别将两层萃取液引至不同的设备，进一步分离。含有清洗剂的萃取液进入蒸馏装置，去掉水和其它杂质，进行纯化，检测合格后的清洗剂进入清洗剂贮箱，以备二次回用。

实施例十一

本实施例提供一种利用所述的推进剂贮箱清洗废液回收处理系统进行清洗废液处理的方法，该方法包括：

(1)清洗废液排放至废液收集罐；

(2)计量泵开启，分别从废液收集罐和水供应装置中输送清洗废液和水至一次萃取装置，进行混合萃取，静置分层后，底层溶液从底部出口排出，输送至二次萃取装置，底层溶液从底部出口排出，输送至缓冲罐；上层推进剂水溶液从上端出口输送至中和反应装置，中和剂中和，检测合格后排放。

(3)缓冲罐中的萃取液输送至精馏装置，分离纯化后的清洗剂进入清洗剂贮箱，以备二次回用。

步骤(2)中由于清洗剂密度较水大，萃取液从一次萃取塔的塔底排出后进入二次萃取塔，底层的萃取液均可以进入缓冲罐。萃取液由于残余少量分散相水液滴，需要经精馏装置将其分离后，分离合格的清洗剂进行回用，分离后的水溶液进入中和反应塔进行处理。

在萃取过程中会产生少量的一氧化氮气体，由萃取塔顶部排放至废气处理装置进行无害化处理，确保达标排放。萃取剂采用水，将清洗剂中的氧化氮进行萃取，萃取后生产的强酸进入中和反应塔，利用强碱进行酸碱中和反应，生成无害华的盐类，同时在管路系统中设置在线pH监测，根据预设值进行反馈控制，检测合格，达标后才可排放。

实施例十二

如图4-8所示，本实施例提供一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，包括冷却系统5，所述冷却系统包括工装结构6，所述工装结构6固定安装在推进剂贮箱1上端，工装结构6与推进剂贮箱1之间形成用于流体流动的换热空间305，通过流体流动换热对推进剂贮箱1进行换热。

汽相清洗系统的冷却系统，用于对推进剂贮箱内部的清洗剂蒸汽进行冷却，本实施例模拟推进剂贮箱的结构，提供一种工装结构，用于对推进剂贮箱进行制冷。冷却系统主要功能是利用制冷机组产生冷风，经输送管路引至工装结构的进风口，进而实现对推进剂贮箱的冷却作用，确保推进剂贮箱内清洗剂蒸汽能够在箱体上端冷凝，形成清洗剂液流对推进剂贮箱的内壁、管路及其它复杂部位进行相变冲击和冲刷，实现对推进剂贮箱的清洗。

制冷系统设计时考虑制冷部位(推进剂贮箱)的特殊性，及制冷方式的效率，优先选择防爆制冷全新风形式进行制冷，同时结合清洗实际工况情况和Fluent模拟计算时所需最低工作温度，设计制冷机组的温控范围，同时为监控出风口冷风流量，在管道中安装有流量计，并且在各出风口设置有风阀联动控制，进而加强设备的操作性。

该工装结构固定安装在推进剂贮箱上，可以采用可拆卸式安装的方式，方便拆卸。具体可以安装在推进剂贮箱需要制冷的部位，如安装在推进剂贮箱的上端或者侧壁等。工装结构安装在推进剂贮箱上后，与推进剂贮箱之间形成一个用于流体流动的换热空间，通过流体流动换热对推进剂贮箱进行换热制冷。

进一步的方案，所述工装结构包括上顶301和侧壁302，上顶301与侧壁302一体化成型，所述侧壁302下端与推进剂贮箱1密封连接；所述的上顶301、侧壁302与推进剂贮箱1之间形成用于流体流动的换热空间305，所述流体为冷却介质。

上顶可以为圆形平板或方形板或者其它任意形状，侧壁为环形板，侧壁的上端与上顶的下表面密封连接，下端与推进剂贮罐的外筒密封连接。或者根据具体的推进剂贮箱的形状设置，如此，上顶、侧壁与推进剂贮箱之间形成换热空间。

进一步的方案，所述上顶301的内壁与推进剂贮箱1的上端的外壁之间的距离不小于50mm。

上顶的内壁与推进剂贮箱的上端的外壁之间的距离不小于50mm，实际指上顶的内壁与推进剂贮箱的上底外壁间的最小距离不小于50mm，以便达到良好的流通效果。一般的推进剂贮箱上底为向上凸出的圆弧形，工装结构的上顶可以水平设置，如为平板，也可以向上或者向下凸出。因此工装结构的上顶与推进剂贮箱的上底之间，各处的距离不同，最小距离不小于10mm，能够保证流体的流通效果。

进一步的方案，所述上顶301为圆形平板，所述侧壁302为环形板，圆形板外周与环形板的上端无缝连接，所述环形板通过螺栓与推进剂贮箱1的上端固定连接。

推进剂贮罐为直筒型，竖直放置，上底处为向外突出的弧形。工装结构完全模拟推进剂贮罐的上底的结构，上顶为圆形平板，侧壁为环形板，圆形板外周与环形板上端无缝连接，所述环形板通过螺栓与推进剂贮箱上端固定连接。可以节省材料，便于加工，更便于拆卸和安装。

进一步的方案，所述工装结构上设有开口，开口上连接有用于冷却介质流通的管路。

工装结构上设置开口，并连接有用于冷却介质流通的管路，冷却系统的冷风或者冷水通过管路进入换热空间，带走推进剂贮箱的热量，达到制冷的功能。工装结构上的开口可以设置为多个，至少两个，用于冷风或冷水的进入或者排出。除了用于冷却系统，连接冷却管路以外，工装结构上也可以连接其他管路，如增压管路等。

进一步的方案，所述开口包括流体进口303和流体出口304，流体进口连接有用于冷却介质流入的进口管路；优选地，所述流体进口303和流体出口304分别设置在工装结构的两侧且相对设置。

工装上结构设置流体进口和流体出口，用于冷却介质的进入和排出，达到制冷效果。流体进口和流体出口分别设置在工装结构的两侧且相对设置，则在冷却系统为风冷时，可以形成对流，减少阻力，提高冷却效果。

工装结构可以一端与冷却系统的冷水或者冷风的出水口或者出风口连接，另一端直接排放，冷却速率快；也可以一端与冷却系统的冷水或者冷风的出水口或者出风口连接，另一端与冷却系统的回水口或回风口连接，形成冷却循环，节约能源。

实施例十三

如图4-8所示，本实施例为实施例十二的进一步限定，所述工装结构内部设有多个间隔设置的加强结构306，所述加强结构306与流体进口303和流体出口304的轴线成一定的夹角。

加强结构可以为加强筋、加强隔板等，可以设置在上顶、侧壁、或者同时与两者固定连接，加强工装结构的耐压能力和使用寿命。加强结构与流体进口和流体出口的轴线成一定的夹角时，加强结构还可以起到一定的导流或者缓流作用，例如工装结构的一端进冷风，另一端直接排放时，加强结构可以延长冷风在换热空间中经过的时间，以增强冷却效果。

进一步的方案，所述加强板至少设有三个，分别设置在靠近流体进口303一端、工装结构中央和靠近流体出口304一端。

加强板设置三个以上，一方面起到较好的加强作用，另一方面能够起到一定的导流作用。当工装结构的流体进口进冷风，流体出口直接排出风至室外时，加强板延长冷风经过换热区域的时间，增强冷却效果。

进一步的方案，所述加强结构为加强板，所述加强板的下端具有与推进剂贮箱1的上端相配合的配合面，所述加强板的上端与工装结构的上顶301固定连接，加强板的一侧与工装结构的侧壁302固定连接。

加强结构为加强板，加强板配合推进剂贮箱的上端设置。推进剂贮箱的上底为向外突出的弧形，加强板为长度方向上一边为弧形的长方体。在长度方向上，一端与上顶固定连接，另一端为箱内凹的弧形设置，同时与推进剂贮箱的上底间的最小距离不小于50mm。加强板在宽度方向上，较大的一端与侧壁固定连接。加强板在长度方向上与流体进口和流体出口的轴线成一定的夹角。

进一步的方案，所述的冷却介质为冷风，所述流体进口303为进风口，所述流体出口304为排风口，所述进风口向工装结构外部凸出，与推进剂贮箱的冷却系统的出风口连接。

冷却系统采用风冷系统，对工装与推进剂贮箱的密封连接要求较低，易于实现。进风口向工装结构外部凸出，也便于连接冷却系统的管路。

进一步的方案，所述工装结构由喷漆铝薄板制成，所述工装结构内部还具有用于设置增压输送管路的区域。

工装结构由喷漆铝薄板制成能够延长使用寿命，不易腐蚀，可以设置增压输送管路，以便需要增压时使用。

更进一步的方案：

工装结构通过螺栓(M10×50)与推进剂贮箱筒段上端相连接，进风口与制冷机组出风口相连接。工装结构的材质为铝板喷漆薄板，直径3428mm，高度为850mm，壁厚为1mm，重量约60kg，工装通过4个M10×50规格螺栓可靠固定。工装内部有拉筋加强结构。工装两侧设置有进、排风口，进风管直径为Φ290mm，外部延伸长度为100mm，出风口为400*400mm方形接口，进、出风口间的夹角为180度。工装结构预留增压输送管路、电缆连接线路位置。

实施例十四

本实施例为密闭汽相清洗系统的氮气加热系统7的进一步限定。氮气加热系统7主要由防爆氮气加热器、配气台及相应阀门、管路等组成。氮气加热系统主要功能是为推进剂贮箱经清洗剂蒸汽清洗后吹扫内部残留清洗剂、推进剂以及为开启推进剂贮箱的加注阀门、安溢阀门等提供气源。

其中，氮气加热器设计时考虑清洗环境工况及接触介质情况，设计为不锈钢防爆型，同时根据清洗后贮箱吹扫温度和流量，设计加热器功率，并匹配进、出气口尺寸，同时加热器防爆电控箱可实现本地监控和远程控制两种模式，以方便现场操作。考虑冗余设计，氮气加热器均设计为用一备一。

配气台考虑其功能性，设计三路不同压力输出，可满足推进剂贮箱清洗后吹扫和置换所需压力和加注阀门、溢出阀门、清泄阀门开启所需压力范围，根据不同压力范围选择减压阀调节范围，同时匹配管路接口。

实施例十五

本实施例为汽相清洗系统中清洗剂贮箱、浓度检测系统以及测控系统的进一步限定。

清洗剂贮箱2用于清洗剂的贮存，由清洗剂贮罐、压力变送器、液位计、手动阀、电动阀等组成。为了直观显示清洗剂含量及有效控制清洗液位高度，在清洗剂贮罐的罐体中安装有液位计，液位计可显示液位数值，同时自带信号输出，可在测控系统远程显示。同时罐体安装有压力传感器，可以进行压力监测，并在测控系统进行远程监视，进而确保现场液体存储安全、可靠。罐体各出液、排气接口均连接有电动阀门同时并联有手动阀门，进而确保整套系统自由切换。

浓度检测系统9主要由推进剂(UDMH、N₂O₄)浓度传感器、阀门、仪表及气体浓度监控台组成，主要功能是实时在线检测清洗后贮箱内残推进剂浓度。清洗后贮箱内推进剂浓度通过在线气体传感器进行实现监控，并通过面板显示仪表进行显示，考虑采样管路长度及排放管路，在采样口设置有采样泵，同时根据气体浓度范围选择合适量程的气体传感器。吹扫后废气经废气处理后排放，废气处理量根据吹扫氮气流量范围进行配置。

测控系统主要由主控制台、工控机、显示仪表、控制按钮、电控盘及连接电缆等组成。主控制台设计为台体结构，显示面板及控制考虑人员操作性，同时各子系统监控参数集成显示，控制流程能够直观显示，同预留安全保护措施，能够实现紧急停机，进而保护现场人员及设备。

测控系统包括冷却系统、清洗剂蒸汽发生装置、氮气加热系统以及浓度监测系统中各个测量温度、压力、流量等信号的传感器及控制阀等。在正常情况下各设备均为用一备一，当主设备发生故障时，系统可切换至备份设备，保证系统正常工作；浓度监测系统可实现推进剂浓度监测，通过对气体浓度参数实时监测来实现控制系统闭环运行。

清洗效果的检测方法：

(1)打开贮箱下底清泄口工艺堵盖，将其放置于洁净台面；

(2)使用工业内窥镜对贮箱内壁进行检查，并拍照；

(3)对比清洗前和清洗后贮箱下底及箱壁，上底及箱壁表面洁净度和状态，判断清洗效果；

(4)检查完成后，用工艺堵盖将二级氧箱下底接口密封。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

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体清洗剂流量以保证清洗剂蒸汽出口全部为蒸汽。

6.根据权利要求1-5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，所述换热装置上还设有用于直接观测液位高度的直读式液位测量装置。

7.根据权利要求1-6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。

8.根据权利要求7所述的一种推进剂贮箱的汽相清洗系统，其特征在于，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。

9.一种根据权利要求1-8任意一项所述的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。

10.根据权利要求9所述的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，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。