CN115371298A - 一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统及方法。该撬装式系统通过抽空减压的方式对液氢进行深度过冷以提高液氢的密度，同时对抽空排出的氢气进行冷量利用，使其经过仲正氢转化释放大于气液相变潜热的冷量，再通过热管间接换热的方式将冷量安全地传递给液氧，实现液氧的同步深度过冷，提高液氧的密度。本发明通过热管间接冷却实现液氧和液氢的同步过冷，没有额外能耗，且避免了过冷过程中氢与氧的直接接触，确保了液氢、液氧同步过冷的安全性。

Description

一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统及方法

技术领域

本发明属于低温制冷设备领域，具体涉及一种可实现液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统及方法。

背景技术

液氢、液氧等低温推进剂具有比冲高、无毒无污染的特性，相对常规推进剂约300s的真空比冲，液氢/液氧能够达到450s，因而被认为是进入空间及轨道转移最经济、效率最高的化学推进剂，可显著减小航天运输系统规模或提高其机动性能。目前使用的低温推进剂处于气液饱和态，若采用深度过冷技术对低温推进剂进行致密化，可获取更高的密度及更大的热容，可提升火箭运载能力并降低发射成本，在深空探测领域具有明显优势。

现有技术中，航天发射场获取高密度液氢和高密度液氧可以采用抽空减压和换热过冷的方式，且利用独立装置依次进行制备，导致整体加注时间较长，并且首先完成过冷的推进剂会因系统漏热不可避免出现温度升高，弱化推进剂过冷的有益效果。此外，由于液氧推进剂三相点压力低、常压饱和温度和三相点温度差值大，采用抽空减压的方式制备过冷液氧需要花费大量时间来降低液氧温度，从而整体加注时间过长，能耗较大。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种航天发射场液氢和液氧同步深度过冷的一体化撬装式系统，通过抽空减压的方式对液氢进行深度过冷，提高液氢的密度，同时对抽空排出的氢气进行冷量利用，使其经过仲正氢转化，释放大于气液相变潜热的冷量，再通过热管间接换热的方式将冷量安全地传递给液氧，实现液氧的同步深度过冷，提高液氧的密度。

本发明拟采用如下方案实现本发明的目的：

第一方面，本发明提供了一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其包括液氢储存容器、液氧储存容器以及撬装结构壳体；

液氢储存容器和液氧储存容器均置于撬装结构壳体之外；撬装结构壳体内部分为隔热的液氢过冷区和液氧过冷区；

所述液氢过冷区中内置有液氢泵送装置、换热器、液氢过冷容器、第二低温截止阀、仲正氢转化器、低温热管冷却器、抽空装置和第三低温截止阀；所述液氧过冷区中内置有第四低温截止阀、液氧过冷器、液氧泵送装置；

所述液氢储存容器的液氢输出口连接液氢过冷管路的入口端，液氢过冷管路经过第一低温截止阀后进入所述液氢过冷区，然后依次经过液氢泵送装置和换热器后连接至撬装结构壳体外部的液氢储箱；

所述换热器内置于预先加注液氢的液氢过冷容器中，换热器内流经的液氢能够与液氢过冷容器内的液氢进行换热降温；液氢过冷容器的内腔顶空通过低温氢气管路依次连接第二低温截止阀、低温热管冷却器、抽空装置和第三低温截止阀，低温氢气管路末端最后穿出撬装结构壳体排空；

所述液氧储存容器的液氧输出口连接液氧过冷管路的入口端，液氧过冷管路经过第五低温截止阀后进入所述液氧过冷区，然后依次经过液氧泵送装置、液氧过冷器的管侧通道和第四低温截止阀后连接至撬装结构壳体外部的液氧储箱；

所述低温热管冷却器内腔中安装有仲正氢转化器，且低温热管冷却器内腔通过低温热管与液氧过冷器的壳侧通道构成换热，低温热管冷却器内的氢气在仲正氢转化器中发生仲正氢转化并产生冷量，并通过低温热管将冷量传递到液氧过冷器的壳侧通道内的换热介质中。

作为上述第一方面的优选，所述撬装结构壳体内部的的液氢过冷区和液氧过冷区中均充满惰性保护气体。

作为上述第一方面的优选，所述撬装结构壳体的液氢过冷区和液氧过冷区之间通过绝热隔层进行密闭分隔，且所述低温热管穿过绝热隔层的位置也进行密闭处理。

作为上述第一方面的优选，所述低温热管由蒸发段、绝热段和冷凝段三部分顺次连接而成，由所述绝热段穿过绝热隔层。

作为上述第一方面的优选，所述低温热管的蒸发段和冷凝段上均安装用于增加换热面积的翅片。

作为上述第一方面的优选，所述液氧过冷器内部充满换热介质。

作为上述第一方面的优选，所述仲正氢转化器和低温热管冷却器采用一体化设计，仲正氢转化器沿低温热管冷却器的轴向安装。

作为上述第一方面的优选，所述液氧过冷器采用板翅式换热结构。

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撬装式系统的火箭发射用液氢和液氧同步深度过冷方法，其包括：

预先向液氢储存容器和液氢过冷容器中加注液氢，向液氧储存容器加注液氧；

然后开启抽空装置并打开低温氢气管路上的第二低温截止阀和第三低温截止阀，通过抽空装置的抽空作用使液氢过冷容器内部压力降低，液氢过冷容器中的液氢通过汽化降温到第一设定温度形成过冷液氢；而抽空装置抽取的汽化氢气进入低温热管冷却器中在仲正氢转化器的作用下发生吸热的仲正氢转化从而产生冷量，最后通过排空管路排放至撬装结构的外部；低温热管将冷量传递到液氧过冷器，使液氧过冷器的壳侧通道内的换热介质温度降至第二设定温度；

最后开启第一低温截止阀，液氢储存容器中的液氢通过液氢泵送装置进入安装在液氢过冷容器中的换热器，与液氢过冷容器中的过冷液氢换热降温至第三设定温度后进入液氢储箱；同时开启第五低温截止阀，液氧储存容器中的液氧通过液氧泵送装置进入液氧过冷器的管侧通道中，吸收壳侧通道中的换热介质冷量并降温至第四设定温度后经第四低温截止阀进入液氧储箱。

作为上述第二方面的优选，所述第一设定温度需优化调整至能够满足进入液氢储箱的液氢达到第三设定温度，所述第二设定温度需优化调整至能够满足进入液氧储箱的液氧达到第四设定温度。

本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：

在需要同时获取高密度液氢和液氧的场景下，可实现液氢和液氧的同步深度冷却，有效防止液氢和液氧分步过冷导致的过冷推进剂温升问题；采用撬装式一体化设计，冷却系统结构紧凑，便于移动；采用抽空的方式冷却液氢，抽取的冷氢气在排放之前，先先经过仲正氢转化，释放冷量，再通过低温热管将转化冷量和自身显冷量传递给液氧，其冷量得到了充分利用；整体撬装结构分为液氢过冷区和液氧过冷区两部分，两者之间通过低温热管进行连接和冷量传递，低温氢气和液氧不直接接触，且内部充注惰性保护气体，确保了采用该方式进行氢和氧之间换热的安全性。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的效果作进一步说明，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统的结构示意图；

图中：液氢储存容器1、第一低温截止阀2、液氢泵送装置3、换热器4、液氢过冷容器5、第二低温截止阀6、仲正氢转化器7、低温热管冷却器8、抽空装置9、第三低温截止阀10、第四低温截止阀11、低温热管12、液氧过冷器13、液氧泵送装置14、第五低温截止阀15、液氧储存容器16、液氢过冷管路17、低温氢气管路18、液氧过冷管路19、撬装结构壳体20、撬装结构液氢过冷区21和撬装结构液氧过冷区22。

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。

本发明后续实施例中采用的撬装式系统用于直接对火箭上液氢和液氧推进剂进行加注。但是当液氢和液氧作为火箭推进剂分别进行过冷制备时，耗时较长，导致整体加注时间较长，且首先完成过冷的推进剂温度不可避免地会因为系统漏热导致温度升高，影响推进剂密度提升效果。而且液氧推进剂三相点压力低、常压饱和温度和三相点温度差值大，采用抽空减压的方式制备过冷液氧需要花费大量时间来降低液氧温度，从而整体加注时间过长，能耗较大。因此，本发明的发明构思是对液氧进行过冷时，利用了抽空减压制取过冷液氢时抽取的低温氢气的冷量，再借助仲正氢转化释放的冷量，通过热管间接冷却实现的，没有额外能耗，且避免了过冷过程中氢与氧的直接接触，确保了液氢、液氧同步过冷的安全性。

如图1所示，在本发明的一个较佳实施例中，提供了一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其组成元件包括液氢储存容器1、第一低温截止阀2、液氢泵送装置3、换热器4、液氢过冷容器5、第二低温截止阀6、仲正氢转化器7、低温热管冷却器8、抽空装置9、第三低温截止阀10、第四低温截止阀11、低温热管12、液氧过冷器13、液氧泵送装置14、第五低温截止阀15、液氧储存容器16、液氢过冷管路17、低温氢气管路18、液氧过冷管路19和撬装结构壳体20。

该撬装式系统为一体化撬装结构，将液氢过冷系统和液氧过冷系统的大部分组成元件集成于撬装结构壳体20中，结构紧凑，便于移动，可实现两者同步过冷，减少总体过冷时间。下面分别对各组成元件之间的具体连接形式和工作原理进行详细描述。

撬装结构壳体20是整个系统的核心，其内部分为隔热的液氢过冷区21和液氧过冷区22，液氢过冷区21用于容纳液氢过冷系统，液氧过冷区22用于容纳液氧过冷系统。液氢过冷区21中内置的组成元件包括液氢泵送装置3、换热器4、液氢过冷容器5、第二低温截止阀6、仲正氢转化器7、低温热管冷却器8、抽空装置9和第三低温截止阀10。而液氧过冷区22中内置的组成元件包括第四低温截止阀11、液氧过冷器13、液氧泵送装置14。为了防止氢、氧泄漏时产生危险，撬装结构壳体20内部的的液氢过冷区21和液氧过冷区22中均充满惰性保护气体，例如氮气。

整个撬装结构壳体20外部需要包裹把绝热材料，避免与外部环境之间发生热交换。另外，为了便于对液氢和液氧进行加注，存储液氢和液氧的液氢储存容器1和液氧储存容器16均置于撬装结构壳体20之外，再通过管路连接至内部的液氢过冷系统和液氧过冷系统中。

液氢过冷管路17、低温氢气管路18、液氧过冷管路19用于连接其余的各组成元件，具体连接方式如下：

液氢储存容器1的液氢输出口连接液氢过冷管路17的入口端，液氢过冷管路17经过第一低温截止阀2后进入液氢过冷区21，然后依次经过液氢泵送装置3和换热器4后连接至撬装结构壳体20外部的液氢储箱。

需要注意的是，液氢储存容器1的液氢输出口可以是单独设置于液氢储存容器1的液面以下的一个出口，也可以直接将液氢过冷管路17的入口端伸入液氢储存容器1的液面以下来实现。液氢过冷管路17上的第一低温截止阀2位于撬装结构壳体20外部，用于控制液氢过冷管路17的启闭。液氢泵送装置3用于提供将液氢储存容器1中的液氢抽入液氢过冷管路17的动力，其选型应当能够满足低温流体的输送要求。

换热器4的作用是利用外部的冷量对液氢过冷管路17输入的液氢进行过冷降温。在本发明中，换热器4的冷量来源于液氢过冷容器5中的过冷液氢，因此换热器4内置于液氢过冷容器5中。液氢过冷容器5内可以在使用前预先加注液氢，这些液氢可通过汽化的方式来降温，换热器4内流经的液氢能够与液氢过冷容器5内的液氢进行换热降温，进而达到对换热器4中的液氢进行降温的效果。换热器4的具体形式不限，可采用换热盘管或板翅式换热器等形式实现。

液氢过冷容器5内的液氢的汽化降温，是通过抽真空来实现的。因此，液氢过冷容器5的内腔顶空通过低温氢气管路18依次连接第二低温截止阀6、低温热管冷却器8、抽空装置9和第三低温截止阀10，低温氢气管路18末端最后穿出撬装结构壳体20排空。第二低温截止阀6用于控制低温氢气管路18的启闭，而抽空装置9则用于将液氢过冷容器5的顶空气体抽出，从而在液氢过冷容器5的顶空形成低压环境，是的液氢过冷容器5内的液氢汽化，通过汽化带走热量后液氢逐渐降温，从而为换热器4中的液氢提供冷量。另外，液氢过冷容器5内的液氢汽化后，形成低温氢气，其经过低温氢气管路18进入低温热管冷却器8中。低温热管冷却器8是一个密闭绝热的冷却器，其内腔中安装有仲正氢转化器7。仲正氢转化器7中内置仲正氢转化催化剂，进入低温热管冷却器8中的低温氢气回流经仲正氢转化器7在催化剂作用下使得氢气中的仲氢向正氢转化，该转化过程是一个吸热过程，因此会产生大量的冷量。这些仲正氢转化产生的冷量可以用于对液氧进行过冷。因此，低温热管冷却器8中需要设置低温热管12来将冷量传递至液氧过冷系统中。

作为本发明实施例的一种较佳方式，仲正氢转化器7和低温热管冷却器8采用一体化设计，仲正氢转化器7沿低温热管冷却器8的轴向安装，使得流入低温热管冷却器8的低温氢气能够尽可能流入仲正氢转化器7中，提高两者的接触时间。

液氢过冷系统运行时，可预先对液氢储存容器1和液氢过冷容器5加注液氢至所需液位，对液氧储存容器16加注液氧至所需液位，开启抽空装置9，打开低温氢气管路18上的第二低温截止阀6和第三低温截止阀10，液氢过冷容器5内部压力降低，容器中的液氢通过汽化降温，而抽空装置9抽取的低温氢气经过低温热管冷却器8后通过排空管路排放至撬装结构20的外部。然后开启第一低温截止阀2，液氢储存容器1中的液氢即可通过液氢泵送装置3进入安装在液氢过冷容器5中的换热器4，与容器中的过冷液氢换热降温后进入液氢储箱。而由于低温热管冷却器8中的仲正氢转化器7内置仲正氢转化催化剂，抽空装置9抽取的低温氢气在仲正氢转化器7中会发生仲正氢转化，吸收低温热管冷却器8中的热量，产生制冷效果，冷量通过低温热管12传递到液氧过冷器13，使内部换热介质温度降温。仲正氢转化催化剂可采用任意能够实现相应功能的催化剂形式，对此不做限定。

液氧过冷系统中的过冷元件是液氧过冷器13，该液氧过冷器13包含构成换热的管侧通道和壳侧通道。液氧过冷器13的管侧通道用于通入待过冷的液氧，壳侧通道用于注入换热介质。液氧储存容器16的液氧输出口连接液氧过冷管路19的入口端，液氧过冷管路19经过第五低温截止阀15后进入液氧过冷区22，然后依次经过液氧泵送装置14、液氧过冷器13的管侧通道和第四低温截止阀11后连接至撬装结构壳体20外部的液氧储箱。

需要注意的是，液氧储存容器16的液氢输出口可以是单独设置于液氧储存容器16的液面以下的一个出口，也可以直接将液氧过冷管路19的入口端伸入液氧储存容器16的液面以下来实现。液氧过冷管路19上的第五低温截止阀15位于撬装结构壳体20外部，用于控制液氧过冷管路19的启闭。液氧泵送装置14用于提供将液氧储存容器16中的液氧抽入液氧过冷管路19的动力，其选型应当能够满足低温流体的输送要求。

作为本发明实施例的一种较佳方式，液氧过冷器13的换热结构可采用板翅式换热结构来实现，以提高液氧与换热介质之间的换热效率。

另外，如前所述，低温热管冷却器8中通过仲正氢转化产生的冷量可以用于对液氧进行过冷，因此低温热管冷却器8与液氧过冷器13之间需要建立热管连接。在本发明中，低温热管冷却器8的内腔通过低温热管12与液氧过冷器13的壳侧通道构成换热，低温热管冷却器8内的氢气在仲正氢转化器7中发生仲正氢转化并产生冷量，并通过低温热管12将冷量传递到液氧过冷器13的壳侧通道内的换热介质中。

一般而言，为了保证撬装结构壳体20内的液氢过冷区21和液氧过冷区22之间保持隔绝，两个区域之间需要通过绝热隔层进行密闭分隔。而低温热管12由于需要连接分别位于液氢过冷区21中的低温热管冷却器8和位于液氧过冷区22中的液氧过冷器13，因此其需要穿过绝热隔层。为了保证密闭性，低温热管12穿过绝热隔层的位置也需要进行密闭处理和绝热处理。

低温热管12是一种能够在低温环境下工作的具有高导热性能的传热元件，其广泛用于作为卫星、火箭、飞船等机件及有效载荷设备的散热、均热和热能输送元件。常见的低温热管12可由蒸发段、绝热段和冷凝段三部分顺次连接而成，因此本发明中如果低温热管12需要穿过绝热隔层，可以由绝热段穿过绝热隔层，而蒸发段和冷凝段分别连接液氧过冷器13和低温热管冷却器8。进一步的，为了提高低温热管12的换热效率，其蒸发段和冷凝段上均可以安装用于增加换热面积的翅片。

液氧过冷系统运行时，可开启第五低温截止阀15，液将氧储存容器16中的液氧通过液氧泵送装置14进入液氧过冷器13的管侧通道中，吸收换热介质的冷量，过冷至设定温度后经第四低温截止阀11进入液氧储箱。

需要说明的是，液氧过冷器13内部填充的换热介质需要根据实际工况进行调整，以满足液氧的过冷需求为准。

需要说明的是，液氢储箱、液氧储箱的具体设置位置需要根据该撬装式系统的应用场景而定。例如，在本发明的实施例中，该撬装式系统用于直接对火箭上液氧和甲烷推进剂进行加注，因此液氢储箱、液氧储箱分别为箭上液氢储箱、箭上液氧储箱。但在其他实施例中，液氢储箱、液氧储箱亦可为其他的设置形式。

在本发明的另一较佳实施例中，利用上述图1所示的撬装式系统，提供了一种火箭发射用液氢和液氧同步深度过冷方法，其具体做法如下：

1)、预先向液氢储存容器1和液氢过冷容器5中加注液氢，向液氧储存容器16加注液氧；

2)、然后开启抽空装置9并打开低温氢气管路18上的第二低温截止阀6和第三低温截止阀10，通过抽空装置9的抽空作用使液氢过冷容器5内部压力降低，液氢过冷容器5中的液氢通过汽化降温到第一设定温度形成过冷液氢；而抽空装置9抽取的汽化氢气进入低温热管冷却器8中在仲正氢转化器7的作用下发生吸热的仲正氢转化从而产生冷量，最后通过排空管路排放至撬装结构20的外部；低温热管12将冷量传递到液氧过冷器13，使液氧过冷器13的壳侧通道内的换热介质温度降至第二设定温度；

3)、最后开启第一低温截止阀2，液氢储存容器1中的液氢通过液氢泵送装置3进入安装在液氢过冷容器5中的换热器4，与液氢过冷容器5中的过冷液氢换热降温至第三设定温度后进入箭上液氢储箱；同时开启第五低温截止阀15，液氧储存容器16中的液氧通过液氧泵送装置14进入液氧过冷器13的管侧通道中，吸收壳侧通道中的换热介质冷量并降温至第四设定温度后经第四低温截止阀11进入箭上液氧储箱。

需要说明的是，上述第三设定温度、第四设定温度可以根据实际的火箭发射对于液氢和液氧的温度需求进行确定，可根据实际情况优化。而第一设定温度和第二设定温度则需要根据已确定的第三设定温度和第四设定温度，通过热力学计算或者实际试验进行确定，其中第一设定温度需优化调整至能够满足进入箭上液氢储箱的液氢达到第三设定温度，而第二设定温度需优化调整至能够满足进入箭上液氧储箱的液氧达到第四设定温度。

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)

1.一种液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，包括液氢储存容器(1)、液氧储存容器(16)以及撬装结构壳体(20)；

液氢储存容器(1)和液氧储存容器(16)均置于撬装结构壳体(20)之外；撬装结构壳体(20)内部分为隔热的液氢过冷区(21)和液氧过冷区(22)；

所述液氢过冷区(21)中内置有液氢泵送装置(3)、换热器(4)、液氢过冷容器(5)、第二低温截止阀(6)、仲正氢转化器(7)、低温热管冷却器(8)、抽空装置(9)和第三低温截止阀(10)；所述液氧过冷区(22)中内置有第四低温截止阀(11)、液氧过冷器(13)、液氧泵送装置(14)；

所述液氢储存容器(1)的液氢输出口连接液氢过冷管路(17)的入口端，液氢过冷管路(17)经过第一低温截止阀(2)后进入所述液氢过冷区(21)，然后依次经过液氢泵送装置(3)和换热器(4)后连接至撬装结构壳体(20)外部的液氢储箱；

所述换热器(4)内置于预先加注液氢的液氢过冷容器(5)中，换热器(4)内流经的液氢能够与液氢过冷容器(5)内的液氢进行换热降温；液氢过冷容器(5)的内腔顶空通过低温氢气管路(18)依次连接第二低温截止阀(6)、低温热管冷却器(8)、抽空装置(9)和第三低温截止阀(10)，低温氢气管路(18)末端最后穿出撬装结构壳体(20)排空；

所述液氧储存容器(16)的液氧输出口连接液氧过冷管路(19)的入口端，液氧过冷管路(19)经过第五低温截止阀(15)后进入所述液氧过冷区(22)，然后依次经过液氧泵送装置(14)、液氧过冷器(13)的管侧通道和第四低温截止阀(11)后连接至撬装结构壳体(20)外部的液氧储箱；

所述低温热管冷却器(8)内腔中安装有仲正氢转化器(7)，且低温热管冷却器(8)内腔通过低温热管(12)与液氧过冷器(13)的壳侧通道构成换热，低温热管冷却器(8)内的氢气在仲正氢转化器(7)中发生仲正氢转化并产生冷量，并通过低温热管(12)将冷量传递到液氧过冷器(13)的壳侧通道内的换热介质中。

2.如权利要求1所述的液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，所述撬装结构壳体(20)内部的的液氢过冷区(21)和液氧过冷区(22)中均充满惰性保护气体。

3.如权利要求1所述的液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，所述撬装结构壳体(20)的液氢过冷区(21)和液氧过冷区(22)之间通过绝热隔层进行密闭分隔，且所述低温热管(12)穿过绝热隔层的位置也进行密闭处理。

4.如权利要求3所述的液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，所述低温热管(12)由蒸发段、绝热段和冷凝段三部分顺次连接而成，由所述绝热段穿过绝热隔层。

5.如权利要求4所述的液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，所述低温热管(12)的蒸发段和冷凝段上均安装用于增加换热面积的翅片。

6.如权利要求1所述的液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，所述液氧过冷器(13)内部充满换热介质。

7.如权利要求1所述的液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，所述仲正氢转化器(7)和低温热管冷却器(8)采用一体化设计，仲正氢转化器(7)沿低温热管冷却器(8)的轴向安装。

8.如权利要求1所述的液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，所述液氧过冷器(13)采用板翅式换热结构。

9.一种利用如权利要求1～8任一所述撬装式系统的火箭发射用液氢和液氧同步深度过冷方法，其特征在于，包括：

预先向液氢储存容器(1)和液氢过冷容器(5)中加注液氢，向液氧储存容器(16)加注液氧；

然后开启抽空装置(9)并打开低温氢气管路(18)上的第二低温截止阀(6)和第三低温截止阀(10)，通过抽空装置(9)的抽空作用使液氢过冷容器(5)内部压力降低，液氢过冷容器(5)中的液氢通过汽化降温到第一设定温度形成过冷液氢；而抽空装置(9)抽取的汽化氢气进入低温热管冷却器(8)中在仲正氢转化器(7)的作用下发生吸热的仲正氢转化从而产生冷量，最后通过排空管路排放至撬装结构(20)的外部；低温热管(12)将冷量传递到液氧过冷器(13)，使液氧过冷器(13)的壳侧通道内的换热介质温度降至第二设定温度；

最后开启第一低温截止阀(2)，液氢储存容器(1)中的液氢通过液氢泵送装置(3)进入安装在液氢过冷容器(5)中的换热器(4)，与液氢过冷容器(5)中的过冷液氢换热降温至第三设定温度后进入液氢储箱；同时开启第五低温截止阀(15)，液氧储存容器(16)中的液氧通过液氧泵送装置(14)进入液氧过冷器(13)的管侧通道中，吸收壳侧通道中的换热介质冷量并降温至第四设定温度后经第四低温截止阀(11)进入液氧储箱。

10.如权利要求1所述的液氢和液氧同步深度过冷的撬装式系统，其特征在于，所述第一设定温度需优化调整至能够满足进入液氢储箱的液氢达到第三设定温度，所述第二设定温度需优化调整至能够满足进入液氧储箱的液氧达到第四设定温度。

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