CN117927870A - 一种浆氢制备系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浆氢制备系统及其方法，包括：制备组件、供给组件、抽空机组和火箭储箱，制备组件包括并联连接的第一杜瓦和第二杜瓦；液氢槽车分别与第一杜瓦和第二杜瓦的第一液氢入口连接，补气瓶组分别与第一杜瓦和第二杜瓦的第一氢气入口连接；抽空机组的数量为两个，两个抽空机组并联连接，且两个抽空机组分别与第一杜瓦和第二杜瓦的第一氢气出口连通，火箭储箱的第一入口分别与第一杜瓦和第二杜瓦的第一液氢出口连通。本申请克服了制备耗时长以及成本昂贵的缺点，达到短时间大规模安全制备浆氢的效果。本申请还通过设置有双罐结构，使得第一杜瓦和第二杜瓦交替运行，能够实现浆氢的连续制备。

Description

一种浆氢制备系统及其方法

技术领域

本发明涉及低温推进剂致密化技术领域，特别涉及一种浆氢制备系统及其方法。

背景技术

随着航天事业的大力发展，浆氢作为一种最具应用前景的推进燃料，理应受到重视，但关于浆氢技术研究的成熟度还不高，尤其是浆氢制备技术。浆氢是指将微小固氢颗粒悬浮在液氢中的一种固液混合物，且在一定含固质量分数(60％)以下具有流动特性。目前，浆氢制备的方法主要包括以下四种方法：1、喷雾法；2、氦气注入法；3、螺旋刮片法；4、冻结-自然融化法。喷雾法是指将液氢通过一个喷嘴，绝热膨胀后产生固氢颗粒，固体颗粒形状并不规则，取决于喷孔尺寸以及压力参数，然而该方法发现制备的固氢颗粒与液氢混合后会逐渐融化，不适合于浆氢高效生产。氦气注入法是指将纯净氦气注入液氢底部，通过浓度差扩散制冷原理制备浆氢。该方法简单可靠，但会浪费大量的氦气，不适用于大规模浆氢制备。螺旋刮片法是指将低温氦气通入液氢装置气枕内热交换的冷板之中，并将氢气冻结在冷板外壁面，再通过螺旋刀片旋转刮削产生固氢颗粒，掉落于气枕下方的液氢内形成浆氢，固氢颗粒粒径尺寸在0.1mm-0.5mm之间。该方法优势是可以连续制备浆氢，但螺旋刀片对生产装置提出了更高的要求，且尚未开展中试和大规模生产验证。冻结-融化法是指通过一台真空泵对液氢容器进行抽空减压，当液氢温度降低至三相点温度时气液界面会冻结形成固氢层，当停止抽气时，固氢层会沿容器壁自然融化破碎成不规则的固氢块或蓬松絮状结构，沉落到液氢内形成浆体。通过反复冻结-融化后可形成批量浆氢产品，固氢颗粒尺寸维持在0.5mm-0.7mm之间。申请人前期经过大量对比分析，得出浆氢大规模制备并应用于低温火箭燃料中时采用冻结-自然融化方法是最为经济可行的。然而，申请人通过试验观察发现采用冻结-自然融化法制备浆氢时，制备效率低，且极易获得均匀度不理想的液氢-大块固氢混合物，而非真正的浆氢产品。究其原因是在冻结过程中容易因时间控制不理想而生成片状或块状的厚实固氢层，从而在之后的融化过程中转变为密实的固体，导致浆氢制备不成功。同时，为了推向实际应用，浆氢制备还需具备连续制备、连续加注、循环维稳的技术要求，但相关研究尚未见公开报道。因此，亟待提出一种浆氢高效制备、连续制备、连续加注、及应用贮箱内含固量维持的综合系统操作工艺。

发明内容

基于此，有必要提供一种高效制备浆氢的浆氢制备系统及其方法。

一种浆氢制备系统，包括：

制备组件，所述制备组件包括并联连接的第一杜瓦和第二杜瓦；

供给组件，所述供给组件包括补气瓶组和液氢槽车，所述液氢槽车分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一液氢入口连接，所述液氢槽车用于向所述第一杜瓦和所述第二杜瓦输送液氢，所述补气瓶组分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一氢气入口连接；

抽空机组，所述抽空机组的数量为两个，两个所述抽空机组并联连接，且两个所述抽空机组分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一氢气出口连通，所述抽空机组用于降低所述第一杜瓦或第二杜瓦内部的压力，以使所述第一杜瓦或所述第二杜瓦内部的液氢的温度降低至三相点温度，并使部分液氢转化至固氢，所述补气瓶组用于通入微正压氢气至所述第一杜瓦或所述第二杜瓦内，以形成浆氢；

火箭储箱，所述火箭储箱的第一入口分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一液氢出口连通，所述第一杜瓦和所述第二杜瓦用于输送浆氢至所述火箭储箱，所述第一杜瓦和所述第二杜瓦交替运行，以实现所述浆氢的连续制备。

可选的，所述浆氢制备系统还包括预冷组件，所述预冷组件包括氦气供应罐和氦气循环管路，所述氦气供应罐的出口端与氦气循环管路连通，所述氦气供应罐的出口端分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一氢气入口连通，以对所述第一杜瓦和所述第二杜瓦进行氦气吹扫，所述氦气供应罐的出口端还与氦气循环管路连通，以用于输出氦气至所述氦气循环管路，所述氦气循环管路首尾依次连接有第一换热器、第二换热器和所述火箭储箱，所述氦气用于在所述氦气循环管路不断循环，且所述第一换热器设置于所述第一杜瓦的内部，所述第二换热器设置于所述第二杜瓦的内部，所述第一换热器用于供氦气与所述第一杜瓦进行换热，所述第二换热器用于供所述第一换热器输出的氦气与所述第二杜瓦进行换热，以实现所述氦气对所述火箭储箱的预冷。

可选的，还包括排放组件，所述排放组件包括阻火器、氢气燃烧组件和氦气排放组件，所述阻火器的入口分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第二氢气出口、所述抽空机组的出口以及所述火箭储箱的第一出口连通，所述阻火器的出口与所述氢气燃烧组件连通；所述氦气排放组件与所述火箭储箱的第二出口连通。

可选的，还包括回收组件，所述回收组件包括氢气压缩机组，所述阻火器的出口还与所述氢气压缩机组的入口连通，所述氢气压缩机组的出口与所述补气瓶组连通，以实现氢气的回收利用。

可选的，所述供给组件还包括氢气瓶组，所述氢气瓶组与所述补气瓶组并联连接，所述氢气瓶组通过两个所述抽空机组分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一氢气出口连通，当所述抽空机组使用引射器时，氢气瓶组为所述抽空机组提供高压工作气流，高压气流与所述第一杜瓦或所述第二杜瓦输出的氢气混合后进入所述阻火器。

一种基于上述的浆氢制备系统的制备方法，包括以下步骤：

通入惰性气体吹扫整个浆氢制备系统；

制备浆氢：将所述液氢槽车中的液氢输送至所述第一杜瓦中，利用所述抽空机组对所述第一杜瓦进行抽真空，降低所述第一杜瓦内的压力，并使所述第一杜瓦内的温度降低至三相点温度，此时液氢界面处开始出现固氢层，继续抽空直至真空度恒定，当固氢层达到预设厚度时，将所述补气瓶组输送的氢气减压至微正压，然后输送至所述第一杜瓦内，微正压氢气作用于固氢层上，在热声震荡的作用下使片状或块状的固氢块变成大小均匀的微小类球状固氢颗粒，从而获得均匀的浆氢。

可选的，制备浆氢的步骤之后还包括：加注浆氢；

所述加注浆氢的步骤包括：将浆氢输送至所述火箭储箱内，浆氢在所述火箭储箱内由于漏热融化会导致浆氢的含固量降低或转变为液氢，所述火箭储箱内形成有含固量降低的浆氢和液氢的混合液，所述火箭储箱将混合液输送至所述第二杜瓦内，并对所述第二杜瓦进行抽空减压降温的操作，控制所述液氢槽车输送液氢至所述第二杜瓦，当所述第一杜瓦内的浆氢量降低到预设数值时，控制所述补气瓶组对所述第二杜瓦进行增压操作，以使所述第二杜瓦制备浆氢并将所述第二杜瓦制备的浆氢输送至所述火箭储箱，然后控制火箭储箱将混合液输送至所述第一杜瓦内，同时控制所述液氢槽车向所述第一杜瓦加注液氢，并保持所述抽空机组对所述第一杜瓦的抽空减压降温操作，从而实现所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的交替运行，进而实现浆氢的连续制备以及加注。

可选的，所述加注浆氢的步骤之前包括：对所述火箭储箱进行预冷。

可选的，对所述火箭储箱进行预冷的步骤包括：将所述氦气供应罐内的氦气经由所述氦气循环通道依次进入第一换热器、第二换热器内换热，最后进入所述火箭储箱，以对所述火箭储箱进行预冷，完成预冷的氦气经由所述氦气循环通道重新进入所述第一换热器对所述火箭储箱进行预冷循环，直至所述火箭储箱内部的温度预冷至液氢的三相点温度，以使所述火箭储箱能够满足加注浆氢的条件。

可选的，对所述火箭储箱进行预冷的步骤包括：将所述氦气供应罐内的氦气经由所述第一换热器、所述第二换热器内换热后进入所述火箭储箱，以维持所述火箭储箱内部的压力为微正压状态，将所述第一杜瓦中的液氢或浆氢输送至所述火箭储箱，以对所述火箭储箱进行预冷，然后预冷后的液氢或浆氢再由所述火箭储箱回输至所述第一杜瓦内对所述火箭储箱进行预冷循环，直至所述火箭储箱内部的温度预冷至液氢的三相点温度，以使所述火箭储箱能够满足加注浆氢的条件。

本申请的浆氢制备系统，通过液氢槽车向第一杜瓦输送液氢，抽空机组对第一杜瓦的内部进行抽空减压降温操作，以使第一杜瓦内部的液氢出现固氢，当固氢层达到预设厚度时，补气瓶组输送微正压氢气至第一杜瓦内，利用相对固氢(7kPa、14K)而言的高温氢气(微正压、300K)直接作用在固氢表面，通过瞬间增压产生的热振荡和压力波振荡综合作用下来破碎整块或大块固氢块形成大小均匀的微小类球状固氢颗粒，使其均匀悬浮于液氢之中形成浆氢产品，得到均匀的浆氢，能够提升浆氢的品质，且缩短了固氢的融化时间，从而大幅度提高了浆氢的制备效率。相较于现有制备浆氢的技术如冻结融化法、螺旋刮削法以及氦气喷射法，冻结-瞬间增压法克服了制备耗时长以及成本昂贵的缺点，达到短时间大规模安全制备浆氢的效果。本申请还通过设置有双罐结构，使得第一杜瓦和第二杜瓦交替运行，能够实现浆氢的连续制备。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为一实施例中浆氢制备系统的结构示意图；

图2为一实施例中浆氢制备系统的部分结构示意图；

图中部件名称及序号：1、氢气瓶组；2、补气瓶组；3、液氢槽车；4、PLC控制器；5、氦气供应罐；6、第一抽空机组；7、第一热交换器；8、第一杜瓦；9、第一换热器；10、第一压力计；11、第一温度计；12、第一密度计；13、氢气压缩机组；14、可变向液氢泵；15、第二抽空机组；16、第二热交换器；17、第二杜瓦；18、第二换热器；19、第二压力计；20、第二温度计；21、第二密度计；22、液氢泵；23、浆氢泵；24、火箭储箱；25、第三密度计；26、网筛；27、氢气燃烧组件；28、阻火器；29、氦气排放组件；30、氦压缩机；31、第十四阀门；32、第十一阀门；33、第三十一阀门；34、第十七阀门；35、第十八阀门；36、第十九阀门；37、第十二阀门；38、第二十阀门；39、第三十二阀门；40、第一阀门；41、第二阀门；42、第三阀门；43、第四阀门；44、第三十四阀门；45、第九阀门；46、第十阀门；47、第二十一阀门；48、第三十五阀门；49、第三十阀门；50、第十三阀门；51、第五阀门；52、第六阀门；53、第七阀门；54、第八阀门；55、第三十三阀门；56、第三十六阀门；57、第二十九阀门；58、第三十九阀门；59、第二十二阀门；60、第三十七阀门；61、第二十八阀门；62、第三十八阀门；63、第二十五阀门；64、第二十三阀门；65、单向阀；66、第十五阀门；67、第十六阀门；68、第二十四阀门；69、第二十六阀门；70、第二十七阀门。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参考图1，本申请提供了一种浆氢制备系统，该浆氢制备系统包括制备组件、供给组件、抽空机组和火箭储箱24，所述制备组件包括并联连接的第一杜瓦8和第二杜瓦17；所述供给组件包括补气瓶组2和液氢槽车3，所述液氢槽车3分别与所述第一杜瓦8和所述第二杜瓦17的第一液氢入口连接，所述液氢槽车3用于向所述第一杜瓦8和所述第二杜瓦17输送液氢，所述补气瓶组2分别与所述第一杜瓦8和所述第二杜瓦17的第一氢气入口连接；所述抽空机组的数量为两个，包括第一抽空机组6和第二抽空机组15，第一抽空机组6和第二抽空机组15并联连接，且第一抽空机组6与所述第一杜瓦8的第一氢气出口连通，第二抽空机组15与所述第二杜瓦17的第一氢气出口连通，所述抽空机组用于降低所述第一杜瓦8或第二杜瓦17内部的压力，以使所述第一杜瓦8或所述第二杜瓦17内部的液氢的温度降低至三相点温度，并使部分液氢转化至固氢，所述补气瓶组2用于通入微正压氢气至所述第一杜瓦8或所述第二杜瓦17内，以形成浆氢；所述火箭储箱24的第一入口分别与所述第一杜瓦8和所述第二杜瓦17的第一液氢出口连通，所述第一杜瓦8和所述第二杜瓦17用于输送浆氢至所述火箭储箱24，所述第一杜瓦8和所述第二杜瓦17交替运行，以实现所述浆氢的连续制备。

本申请的浆氢制备系统，通过液氢槽车3向第一杜瓦8输送液氢，抽空机组对第一杜瓦8的内部进行抽空减压降温操作，以使第一杜瓦内部的液氢界面处开始出现固氢，当固氢层达到预设厚度时，补气瓶组2输送微正压氢气至第一杜瓦内，利用相对固氢(7kPa、14K)而言的高温氢气(微正压、300K)直接作用在固氢表面，通过瞬间增压产生的热振荡和压力波振荡综合作用下来破碎整块或大块固氢块形成大小均匀的微小类球状固氢颗粒，使其均匀悬浮于液氢之中形成浆氢产品，得到均匀的浆氢，能够提升浆氢的品质，且缩短了固氢的融化时间，从而大幅度提高了浆氢的制备效率。相较于现有制备浆氢的技术如冻结融化法、螺旋刮削法以及氦气喷射法，冻结-瞬间增压法克服了制备耗时长以及成本昂贵的缺点，达到短时间大规模安全制备浆氢的效果。本申请还通过设置有双罐结构，使得第一杜瓦8和第二杜瓦17交替运行，能够实现浆氢的连续制备。

具体的，第一杜瓦8的第一液氢出口依次通过第三十五阀门48、浆氢泵23和第三十七阀门60与火箭储箱24的第一入口连通，第二杜瓦17的第一液氢出口通过第三十六阀门56并入第三十五阀门48和浆氢泵23所在的管路与火箭储箱24的第一入口连通。

具体的，制备组件还包括第一热交换器7、第一阀门40、第二阀门41、第三阀门42、第四阀门43、第二热交换器16、第五阀门51、第六阀门52、第七阀门53、第八阀门54、第九阀门45、可变向液氢泵14和第十阀门46，所述供给组件还包括第十一阀门32、第十二阀门37、第十三阀门50、氢气瓶组1、第十四阀门31、第十五阀门66、第十六阀门67、第三十一阀门33、第三十二阀门39和第三十三阀门55，浆氢制备系统还包括预冷组件、排放组件和回收组件，所述预冷组件包括氦气供应罐5和氦气循环管路，所述排放组件包括单向阀65、阻火器28、第二十四阀门68、氢气燃烧组件27、第二十五阀门63和氦气排放组件29，所述回收组件包括第二十六阀门69、第二十七阀门70、氢气压缩机组13和氦气压缩机组。

具体的，第一杜瓦8的氢气出口分为三路，第一氢气出口通过第一阀门40连接第一热交换器7然后与第一抽空机组6相连，第二氢气出口通过第二阀门41经过单向阀65连接阻火器28，第二阀门41所在的管路为氢气自然排空管路，第三氢气出口通过第三阀门42后经过单向阀65连接阻火器28，第三氢气出口还通过第四阀门43后经过单向阀65连接阻火器28，且第三阀门42和第四阀门43相并联，进一步的，第三阀门42为安全阀，第四阀门43为爆破阀，构成安全阀/爆破阀管路，以达到安全防爆的目的。

第二杜瓦17的氢气出口分为三路，第一氢气出口通过第五阀门51连接第二热交换器16最后与第二抽空机组15连接，第二氢气出口通过第六阀门52经过单向阀65连接阻火器28，第六阀门52所在的管路为氢气自然排空管路，第三氢气出口通过第七阀门53后经过单向阀65连接阻火器28，第三氢气出口还通过第八阀门54后经过单向阀65连接阻火器28，且第七阀门53和第八阀门54并联连接，进一步的，第七阀门53为安全阀，第八阀门54为爆破阀，构成安全阀/爆破阀管路，以达到安全防爆的目的。

第一杜瓦8依次通过第九阀门45、可变向液氢泵14和第十阀门46和第二杜瓦17串联连接，例如第二杜瓦17充当储存杜瓦接收回流液氢以及液氢槽车3的液氢时，若火箭储箱24加注完成且第一杜瓦8中仍有剩余浆氢，第一杜瓦8中浆氢可以通过可变向液氢泵14注入第二杜瓦17中。

进一步的，第一杜瓦8和第二杜瓦17通过安装有安全阀和爆破阀的管路，当杜瓦内压力超过安全阀整定压力，安全阀会开启，氢气经过安全阀排放进入阻火器28，如果杜瓦内发生压力突增，安全阀不足以满足迅速泄压需求时，气体会冲破爆破阀阀片排放进入阻火器28。

火箭储箱24的第一出口还通过第三十八阀门62与阻火器28的入口连通，然后阻火器28的出口分为两路，一路经过第二十四阀门68与氢气燃烧组件27连接，另一路通过第二十六阀门69与氢气压缩机组13连接，然后氢气压缩机组13通过第二十七阀门70分别与补气瓶组2和氢气瓶组1连接。火箭储箱24的第二出口通过第二十五阀门63和氦气排放组件29连通。阻火器28用于阻止火焰传播，达到防爆安全操作目的。

具体的，抽空机组为真空泵/引射器，以对第一杜瓦8或第二杜瓦17进行抽空/引射减压降温操作。

液氢槽车3通过第三十一阀门33后经过第三十二阀门39与第一杜瓦8相连通，然后再经过第三十三阀门55第二杜瓦17相连通，补气瓶组2依次通过第十一阀门32、第十二阀门37与第一杜瓦8的第一氢气入口连通，补气瓶组2依次通过第十一阀门32、第十三阀门50与第二杜瓦17的第一氢气入口连通，所述氢气瓶组1与所述补气瓶组2并联连接，所述氢气瓶组1通过第十四阀门31、第一抽空机组6与第一杜瓦8的第一氢气出口连通，以及通过第十四阀门31、第二抽空机组15与所述第二杜瓦17的第一氢气出口连通，第一抽空机组6和第二抽空机组15之间设置有第三十四阀门44，第二抽空机组15和阻火器28之间还设置有第十五阀门66，第十六阀门67并联设置于第二抽空机组15的两端，当抽空机组使用真空泵抽空时，如此设置可以使得第一杜瓦8输出的氢气经过第一抽空机组6、第二抽空机组15即可达到阻火器28；当抽空机组使用引射器抽空时，氢气瓶组1输出的高压氢气和第一杜瓦8输出的低压氢气在第一抽空机组6混合后成为中压氢气，该中压氢气作为第二抽空机组15的高压工作气流引射第二杜瓦17中的低压氢气，最终混合氢气经过第十五阀门66进入阻火器28。

所述氦气供应罐5的出口端经过第十七阀门34之后分为两路，一路通过第十八阀门35并入第十一阀门32所在的管路，氦气分别经过第十二阀门37、第十三阀门50分别进入第一杜瓦8和第二杜瓦17内，氦气与氢气补气共用同一管路，氦气作为增压气体使用，在向火箭储箱24加注的过程中也可以充当挤压气体使用。

另一路通过第十九阀门36与氦气循环管路连通，所述氦气循环管路首尾依次连接有第二十阀门38、第一换热器9、第二十一阀门47、第二换热器18、第二十二阀门59、所述火箭储箱24的第二入口、火箭储箱24的第三出口、第二十三阀门64、氦压缩机30和第二十阀门38，在加注开始前，氦气通过第二十阀门38进入第一换热器9与第一杜瓦8进行换热，再经过第二十一阀门47进入第二换热器18与第二杜瓦17进行换热，最后经过第二十二阀门59进入火箭储箱24对其预冷，经过一段时间后，氦气经过第二十三阀门64进入氦压缩机30，被压缩的氦气再次进入第二十阀门38，至此完成一个氦气预冷循环，从而用于火箭储箱24的预冷和微正压维持。

进一步的，所述氦气从火箭储箱24底部通入，能够提供预冷的效果，还充当保压气体使用，保证火箭储箱24内为微正压环境，此外，在加注过程中以及加注结束的停放阶段，氦气的注入能够起到维持火箭储箱24内浆氢含固量的作用。

进一步的，火箭储箱24的第四出口通过第二十八阀门61、网筛26、第三十九阀门58、液氢泵22后通过第二十九阀门57与第二杜瓦17相连通，然后再经过第三十阀门49与第一杜瓦8连通。

具体的，第一杜瓦8内设置有第一压力计10、第一温度计11、第一密度计12和第一液位计，第二杜瓦17内设置有第二压力计19、第二温度计20、第二密度计21和第二液位计，以测量第一杜瓦8和第二杜瓦17内的压力、温度以及密度，火箭储箱24内设置有第三密度计25。

本申请的浆氢制备系统还包括PLC控制器4，PLC控制器4与第一压力计10、第一温度计11、第一密度计12、第二压力计19、第二温度计20、第二密度计21、第三密度计25以及所有阀门相连接，PLC控制器4用于根据采集的温度、压力、液位以及密度等数据对系统中每个阀门发出动作指令，检测实时浆氢生产动态，做出及时调整策略。

进一步的，本申请的PLC控制器采用负反馈调节自动控制，通过采集浆氢制备杜瓦内温度、压力、液位、固氢层厚度以及浆氢实时密度的信息，调节各阀门开度以及冷量供给机组，从而达到远程自动控制的目的。通过实验计算由系统估算出液氢质量、固氢冻结层厚度以及液位水平与浆氢密度之间的关系，从而达到一次性精确制备规定含固量浆氢的效果。

具体的，第一杜瓦8和第二杜瓦17均为高真空多层绝热杜瓦，第十四阀门31、第十七阀门34为减压阀，第十一阀门32为二级减压阀，第三十一阀门33、第三十二阀门39和第三十三阀门55为低温截止阀。具体的，密度计可以采用电容式密度计、声速密度计、微波密度计以及辐射衰减密度计等的一种，温度以及压力测量采用常规测量方法。

第一热交换器7和第二热交换器16为低温换热器，包括板式换热器、管式换热器、管翅式换热器中的一种，使抽出的氢气升温至-40℃以上。

本申请采用双罐结构以实现高质高效制备、连续加注及维稳工况。使用单罐结构难以完成连续加注的需求，并且在加注以及停放过程中由于贮箱漏热会造成大量浆氢融化，使得浆氢含固量减少，致使浆氢含固量无法在贮箱内长期储存。为了解决上述问题，该系统利用双罐结构切换模式进行连续制备/加注浆氢，满足大量浆氢的供应需求以及保证火箭储箱24内浆氢含固量的稳定。

在一些实施例中，当第一杜瓦8制备浆氢时，第二杜瓦17作为储存杜瓦使用，液氢槽车3中液氢经过第三十一阀门33进入第一杜瓦8中，期间第三十二阀门39及第二阀门41开启、第三十三阀门55关闭以实现第一杜瓦8中氢气自然排放以及液氢的快速加注，根据传输至PLC控制中的压力/温度/液位信号，判断液氢加注进程，当液氢加注完成后PLC控制关闭第三十二阀门39，切断液氢的供应，关闭第二阀门41，切断氢气自然排空管路，随后进行抽空制备操作。由PLC控制器4根据第一杜瓦8内压力温度等数据判断冻结过程结束后，需要用到补气瓶组2中氢气进行瞬间增压操作。开启第十一阀门32及第十二阀门37，补气瓶组2中氢气经过第十一阀门32双级减压后压力降至大气压力，此时300K、微正压氢气进入第一杜瓦8，作用在三相点状态的固氢层上，通过瞬间增压产生的热振荡和压力波振荡双重作用效果来破碎整块或大块固氢块，从而形成大小均匀的微小类球状固氢颗粒，使其均匀悬浮于液氢之中形成浆氢产品，期间保持第十三阀门50关闭；第一杜瓦8制备好的浆氢经过第三十五阀门48所在的管路，由浆氢泵23或者在氦气挤压作用下加注进火箭储箱24中。加注过程中由于漏热导致固氢融化、浆氢密度降低，且浆氢在贮存一段时间后，开始融化的同时也会逐渐产生分层，固体含量较高的浆氢逐渐沉降在下层，上层是低密度浆氢/液氢，由于火箭储箱24的第四出口设置于火箭储箱24的中部，火箭储箱24内低密度浆氢/液氢通过第四出口进入底部带网筛26管路，由液氢泵22泵送至第二杜瓦17，这个过程中，第二杜瓦17充当储存杜瓦，PLC控制器4根据火箭储箱24内密度等数据判断浆氢加注进程，控制第三十一阀门33开启以及第二十九阀门57开启幅度以实现向第二杜瓦17加注液氢的操作，即第二杜瓦17同时接受来自火箭储箱24的回流液氢及来自液氢槽车3的液氢，期间保持对于第二杜瓦17的抽空减压降温操作，当第一杜瓦8内浆氢量减少到一定量时，开启第十一阀门32、第十三阀门50，补气瓶组2中氢气经过第十一阀门32双级减压后压力降至大气压力，此时300K、微正压氢气进入第二杜瓦17，作用在三相点状态的固氢层上，通过瞬间增压产生的热振荡和压力波振荡双重作用效果来破碎整块或大块固氢块，从而形成大小均匀的微小类球状固氢颗粒，使其均匀悬浮于液氢之中形成浆氢产品，期间保持第十二阀门37关闭，此间关闭火箭储箱24向第二杜瓦17回流管路上的第二十九阀门57，开启火箭储箱24向第一杜瓦8的回流管路上的第三十阀门49，开启第三十二阀门39让液氢槽车3中液氢往第一杜瓦8中加注，两个杜瓦的功能完成切换。第二杜瓦17制备好的浆氢经过第三十六阀门56所在管路，由浆氢泵23或在氦气挤压作用下加注进火箭储箱24中，至此完成一个双罐切换制备储存加注过程，如此还能保证停放阶段火箭储箱24内的浆氢含固量。

抽空机组可以采用但不限于引射器、变频水环泵机组、变频旋片泵等，采用抽空减压闪蒸降温的方式使浆氢制备杜瓦内的温度降低至三相点温度从而使液氢冻结成固氢，采用PLC控制阀门开度，控制氢气抽气速率，以此控制固氢冻结层生成的速度以及厚度，从而更好地按需求制备出规定含固量浆氢的要求。当抽气量需求较大、操作环境较恶劣时，可以考虑使用引射器为抽空机组，打开第一阀门40、第三十四阀门44、第十五阀门66，开启第十四阀门31，氢气瓶组1的高压氢气经过第十四阀门31减压后进入引射器充当高压工作气流，所述抽空机组用于供所述第一杜瓦8或所述第二杜瓦17输出的低压氢气与所述氢气瓶组1输出的高压氢气相混合，并将混合后的中压氢气输送至所述阻火器28。当抽空机组采用变频水环泵机组、变频旋片泵等真空泵时，不需要用到氢气瓶组1中的氢气，因此第十四阀门31保持关闭状态。例如当第一杜瓦作为制备杜瓦时，第三十四阀门44、第十五阀门66开启，第一杜瓦8中氢气经过第一阀门40进入第一热交换器7中复温，接着经过第一抽空机组6后沿着第三十四阀门44及第十五阀门66所在管路汇入单向阀65所在管路，最后进入阻火器28。

在一些实施例中，对于快速加注发射任务，可以采用两种预冷方式，第一种是浆氢预冷：第一杜瓦8或第二杜瓦17作为火箭储箱24的充分预冷杜瓦，另一个浆氢杜瓦则作为浆氢供应杜瓦。以第一杜瓦8作为充分预冷杜瓦，第二杜瓦17作为浆氢供应杜瓦为例，假设此时浆氢制备已经进行一段时间，第二杜瓦17中已经存储有一定含固量的浆氢，第一杜瓦8内存储有一定量的液氢或低含固量的浆氢，预冷阶段，开启第三十五阀门48，使第一杜瓦8中液氢或低含固量的浆氢进入火箭储箱24，液体受热气化使火箭储箱24内温度降低，氢气通过阻火器回收或燃烧排放，液氢或低含固量浆氢输入后停留一段时间再通过第二十八阀门61及第三十阀门49流回第一杜瓦8中，反复进行几轮预冷操作，能够使火箭储箱24实现充分预冷；此时将第三十六阀门56开启，将高含固量浆氢一次性输入进火箭储箱24中，由于火箭储箱24内已经冷透，因此加注过程中浆氢含固量损失较小，能够保证一次性加注操作火箭储箱24内的浆氢含固量，以满足快速加注发射的任务需求；第二种是氦气预冷：第一杜瓦8作为浆氢制备杜瓦，第二杜瓦17作为液氢/低含固量浆氢接收杜瓦，氦气供应罐5内氦气经过进入第一换热器9、第二换热器18内换热，最后进入火箭储箱24对储箱预冷。完成一轮预冷的氦气经过第二十三阀门64进入氦压缩机30，压缩后的氦气再次经过第二十阀门38开启下一轮氦气预冷循环。即氦气作为冷却工质，通过不断循环冷却，直至将火箭贮箱温度预冷至液氢三相点附近，达到火箭贮箱加注浆氢的提前条件。此间保持对第一杜瓦8、第二杜瓦17的抽空减压降温，具体按照浆氢制备步骤中的抽空部分操作。PLC控制第十九阀门36，当循环氦气量不足时，第十九阀门36开启，适当对管路进行补气；氦气将火箭储箱24预冷至液氢温区时，关闭第二十阀门38切断氦气在杜瓦-火箭储箱内的预冷循环，防止制备好的浆氢由于氦气带入的热量融化。关闭第三十二阀门39、第三十三阀门55、第二阀门41、第一阀门40，开启第十一阀门32、第十二阀门37，对第一杜瓦8进行增压操作，一次性制备浆氢。浆氢制备完成后，开启第三十五阀门48、第三十七阀门60进行浆氢快速加注。

在一些实施例中，当任务存在停放需求时，向火箭储箱24加注完成后并不立即发射，此时为了保证火箭储箱24内的浆氢含固量，火箭储箱24中的低含固量浆氢将会被输送至某一浆氢杜瓦中，而另一浆氢杜瓦则负责将高含固量的浆氢输送至火箭储箱24中，这种动态加注维稳系统能够保证火箭储箱24内浆氢的高含固量。例如第一杜瓦8作为加注杜瓦，第二杜瓦17作为储存杜瓦。在第一杜瓦8加注过程中，第二杜瓦17接收来自液氢槽车的液氢以及火箭储箱24回流的低含固量浆氢/液氢，保持对第二杜瓦17的抽空减压降温操作。第一杜瓦8内浆氢减少至一定程度时，关闭第三十三阀门55、第二十九阀门57、第六阀门52、第五阀门51两个杜瓦的功能切换，第二杜瓦17变为加注杜瓦，打开第六阀门52、第三十一阀门33、第三十三阀门55，向第二杜瓦17中补充液氢至制备所需量，液氢加注完成后关闭第三十三阀门55、第二十九阀门57、第六阀门52切断液氢加注以及抽空操作，开启第十一阀门32、第十三阀门50进行增压操作一次性制备浆氢。此间开启第三十阀门49，使火箭储箱24回流的低含固量浆氢/液氢输送至第一杜瓦8中，该循环能够实现对停放阶段火箭储箱24内浆氢含固量的维持。

在一些实施例中，火箭储箱24也能被替换为浆氢槽车等设备应用于不同的场景。

在一些实施例中，对于浆氢制备杜瓦，液氢快速加注时，需要开启对应氢气自然排放管的上的阀门，使蒸发的氢气能够顺利排出，自然排放管路连接至阻火器；对于浆氢储存杜瓦，在其接受液氢槽车3液氢加注及火箭储箱的液氢回流时，需要开启对应氢气自然排放管的上的阀门，使蒸发的氢气能够顺利排出，自然排放管路连接至阻火器28。

一种基于上述的浆氢制备系统的制备方法，包括以下步骤：

S1、通入惰性气体吹扫整个浆氢制备系统：在开始进行浆氢制备前，将氮气接入系统，使其充满整个装置，进行多次吹扫；通入氦气，再次吹除。

S2、制备浆氢：吹除结束后，液氢槽车3中的液氢经第三十一阀门33、第三十二阀门39进入第一杜瓦8中，期间保持第二阀门41开启，第三十三阀门55关闭，当第一杜瓦8中有足够使用的液氢时，关闭第三十二阀门39、第二阀门41；当抽空机组为水环泵等真空泵时，关闭第十四阀门31，开启第十六阀门67，抽空机组抽除第一杜瓦8中的气体，使第一杜瓦8内的压力降低，通过抽空减压闪蒸降温的方式使第一杜瓦8中的温度降低直至三相点温度，此时气液界面处开始出现固氢层，继续抽空直至真空度恒定，通过第一杜瓦8内液位、压力、温度等数据判断固氢层厚度，当达到所需固氢层厚度时，再打开第十一阀门32、第十二阀门37，补气瓶组2中的高压氢气经过第十一阀门32二级减压至微正压左右，经过第十二阀门37进入第一杜瓦8，即将300K、微正压氢气作用在三相点状态的固氢层上，通过瞬间增压产生的热振荡和压力波振荡双重作用效果来破碎整块或大块固氢块，从而形成大小均匀的微小类球状固氢颗粒，使其均匀悬浮于液氢之中形成浆氢产品，完成一次单罐浆氢制备。

S3、对所述火箭储箱24进行预冷。

S31、开启第三十一阀门33、第三十二阀门39、第三十三阀门55、第二阀门41、第六阀门52，向第一杜瓦8和第二杜瓦17内加注液氢，其中，第一杜瓦8作为浆氢制备杜瓦，第二杜瓦17作为液氢/低含固量浆氢接收杜瓦，第一杜瓦8的液氢填充度应高于第二杜瓦17。

若使用第一种预冷方式-氦气预冷，操作如下：

S321、开启第十七阀门34、第十九阀门36、第二十阀门38、第二十一阀门47、第二十二阀门59，氦气供应罐5内氦气经过上述阀门先后进入第一换热器9、第二换热器18内换热，最后进入火箭储箱24对火箭储箱24预冷。完成预冷的氦气经过第二十三阀门64进入氦压缩机30，压缩后的氦气再次经过第二十阀门38)开启下一轮氦气预冷循环。即氦气作为冷却工质，通过不断循环冷却，直至将火箭贮箱温度预冷至液氢三相点附近，达到火箭贮箱加注浆氢的提前条件。此间保持对第一杜瓦8和第二杜瓦17的抽空减压降温，具体按照浆氢制备步骤中的抽空部分操作。PLC控制第十九阀门36，当循环氦气量不足时，第十九阀门36开启，适当对管路进行补气。

S331、第一杜瓦8、第二杜瓦17内液氢分别加注至各自目标值，且氦气将火箭储箱24预冷至液氢温区时，关闭第二十阀门38切断氦气在杜瓦-火箭储箱24内的预冷循环，防止制备好的浆氢由于氦气带入的热量融化。关闭第三十二阀门39、第三十三阀门55、第二阀门41、第一阀门40，开启第十一阀门32、第十二阀门37，对第一杜瓦8进行增压操作，一次性制备浆氢。

S341、第一杜瓦8中的浆氢制备完成后，开启第三十五阀门48、第三十七阀门60进行浆氢加注，浆氢加注可采用氦气挤压或浆氢泵23的方法，对于氦气挤压，可以使用氦气预冷循环中的氦气进行增压，需要开启第十七阀门34、第十八阀门35、第十二阀门37，氦气供应罐5中氦气经过上述阀门进入第一杜瓦8内，对浆氢进行挤压；对于浆氢泵23挤压，则需要开启浆氢泵23，将浆氢从第一杜瓦8中抽出并注入火箭储箱24。

S351、往火箭储箱24加注的过程中，打开第二十五阀门63，火箭贮箱内预冷的氦气随着浆氢的不断加入，而逐渐排放，使火箭贮箱气枕区内始终维持一个微正压状态。浆氢加注完成后，关闭第二十五阀门63。转至S4。

若使用第二种预冷方式-浆氢预冷，操作如下：

S322、开启第十七阀门34、第十九阀门36、第二十阀门38、第二十一阀门47、第二十二阀门59，氦气供应罐5内氦气经过上述阀门先后进入第一换热器9、第二换热器18内换热，最后进入火箭储箱24，此处氦气并不作为预冷工质使用，而是作为火箭储箱24的保压介质使用，确保浆氢加注过程中火箭储箱24始终保持微正压，因此不需要氦气循环即不启动氦压缩机30。此间保持对第一杜瓦8和第二杜瓦17的抽空减压降温，具体按照浆氢制备步骤中的抽空部分操作。

S332、第一杜瓦8、第二杜瓦17内液氢分别加注至各自目标值，关闭第三十二阀门39、第三十三阀门55、第二阀门41、第一阀门40，开启第三十二阀门39、第十二阀门37，对第一杜瓦8进行增压操作，一次性制备浆氢。开启第三十五阀门48、第三十七阀门60进行浆氢加注，浆氢加注可采用氦气挤压或浆氢泵23的方法，对于氦气挤压，可以使用氦气预冷循环中的氦气进行增压，需要开启第十七阀门34、第十八阀门35、第十二阀门37，氦气供应罐5中氦气经过上述阀门进入第一杜瓦8内，对浆氢进行挤压；对于浆氢泵23挤压，则需要开启浆氢泵23，将浆氢从第一杜瓦8中抽出并注入火箭储箱24；火箭贮箱内的氦气随着浆氢的不断加入，而逐渐排放，使火箭贮箱气枕区内始终维持一个微正压状态。进入火箭储箱24的浆氢作为预冷工质，在环境漏热作用下逐渐融化成为低含固量浆氢或液氢，开启第第三十八阀门62使氢气排放，低含固量浆氢或液氢通过第二十八阀门61、第二十九阀门57、第二十九阀门57，液氢经过上述阀门进入第二杜瓦17内，至此完成一个浆氢预冷流程。

S342、在此过程中，火箭储箱24内氦气由于浆氢加注而排放，质量有所减少，开启第十七阀门34、第十九阀门36，由氦气供应罐5补充氦气。

S352、在数次浆氢预冷后，火箭储箱24完全冷透，即可进行持续的浆氢加注；转至S4。

S4、加注浆氢：在第一杜瓦8加注过程中，第二杜瓦17接收来自液氢槽车3的液氢以及火箭储箱24回流的低含固量浆氢/液氢，保持对第二杜瓦17的抽空减压降温操作。第一杜瓦8内浆氢减少至一定程度时，关闭第三十三阀门55、第二十九阀门57、第六阀门52、第五阀门51，第一杜瓦8和第二杜瓦17的功能切换，第二杜瓦17变为制备杜瓦，打开第六阀门52、第三十一阀门33、第三十三阀门55，向第二杜瓦17中补充液氢至制备所需量，液氢加注完成后关闭第三十三阀门55、第二十九阀门57、第六阀门52切断液氢加注以及抽空操作，开启第十一阀门32、第十三阀门50进行增压操作一次性制备浆氢。此间开启第三十阀门49，使火箭储箱24回流的低含固量浆氢/液氢输送至第一杜瓦8中，此时完成双罐的功能切换，实现浆氢的连续制备-连续加注。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种浆氢制备系统，其特征在于，包括：

制备组件，所述制备组件包括并联连接的第一杜瓦和第二杜瓦；

供给组件，所述供给组件包括补气瓶组和液氢槽车，所述液氢槽车分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一液氢入口连接，所述液氢槽车用于向所述第一杜瓦和所述第二杜瓦输送液氢，所述补气瓶组分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一氢气入口连接；

抽空机组，所述抽空机组的数量为两个，两个所述抽空机组并联连接，且两个所述抽空机组分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一氢气出口连通，所述抽空机组用于降低所述第一杜瓦或第二杜瓦内部的压力，以使所述第一杜瓦或所述第二杜瓦内部的液氢的温度降低至三相点温度，并使部分液氢转化至固氢，所述补气瓶组用于通入微正压氢气至所述第一杜瓦或所述第二杜瓦内，以形成浆氢；

火箭储箱，所述火箭储箱的第一入口分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一液氢出口连通，所述第一杜瓦和所述第二杜瓦用于输送浆氢至所述火箭储箱，所述第一杜瓦和所述第二杜瓦交替运行，以实现所述浆氢的连续制备。

2.根据权利要求1所述的浆氢制备系统，其特征在于，所述浆氢制备系统还包括预冷组件，所述预冷组件包括氦气供应罐和氦气循环管路，所述氦气供应罐的出口端与氦气循环管路连通，所述氦气供应罐的出口端分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一氢气入口连通，以对所述第一杜瓦和所述第二杜瓦进行氦气吹扫，所述氦气供应罐的出口端还与氦气循环管路连通，以用于输出氦气至所述氦气循环管路，所述氦气循环管路首尾依次连接有第一换热器、第二换热器和所述火箭储箱，所述氦气用于在所述氦气循环管路不断循环，且所述第一换热器设置于所述第一杜瓦的内部，所述第二换热器设置于所述第二杜瓦的内部，所述第一换热器用于供氦气与所述第一杜瓦进行换热，所述第二换热器用于供所述第一换热器输出的氦气与所述第二杜瓦进行换热，以实现所述氦气对所述火箭储箱的预冷。

3.根据权利要求2所述的浆氢制备系统，其特征在于，还包括排放组件，所述排放组件包括阻火器、氢气燃烧组件和氦气排放组件，所述阻火器的入口分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第二氢气出口、所述抽空机组的出口以及所述火箭储箱的第一出口连通，所述阻火器的出口与所述氢气燃烧组件连通；所述氦气排放组件与所述火箭储箱的第二出口连通。

4.根据权利要求3所述的浆氢制备系统，其特征在于，还包括回收组件，所述回收组件包括氢气压缩机组，所述阻火器的出口还与所述氢气压缩机组的入口连通，所述氢气压缩机组的出口与所述补气瓶组连通，以实现氢气的回收利用。

5.根据权利要求3所述的浆氢制备系统，其特征在于，所述供给组件还包括氢气瓶组，所述氢气瓶组与所述补气瓶组并联连接，所述氢气瓶组通过两个所述抽空机组分别与所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的第一氢气出口连通，当所述抽空机组使用引射器时，氢气瓶组为所述抽空机组提供工作气流，工作气流与所述第一杜瓦或所述第二杜瓦输出的氢气混合后进入所述阻火器。

6.一种基于权利要求1-5任一项所述的浆氢制备系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

通入惰性气体吹扫整个浆氢制备系统；

制备浆氢：将所述液氢槽车中的液氢输送至所述第一杜瓦中，利用所述抽空机组对所述第一杜瓦进行抽真空，降低所述第一杜瓦内的压力，并使所述第一杜瓦内的温度降低至三相点温度，此时液氢界面处开始出现固氢层，继续抽空直至真空度恒定，当固氢层达到预设厚度时，将所述补气瓶组输送的氢气减压至微正压，然后输送至所述第一杜瓦内，微正压氢气作用于固氢层上，在热声震荡的作用下使片状或块状的固氢块变成大小均匀的微小类球状固氢颗粒，从而获得均匀的浆氢。

7.根据权利要求6所述的浆氢制备方法，其特征在于，制备浆氢的步骤之后还包括：加注浆氢；

所述加注浆氢的步骤包括：将浆氢输送至所述火箭储箱内，浆氢在所述火箭储箱内由于漏热融化会导致浆氢的含固量降低或转变为液氢，所述火箭储箱内形成有含固量降低的浆氢和液氢的混合液，所述火箭储箱将混合液输送至所述第二杜瓦内，并对所述第二杜瓦进行抽空减压降温的操作，控制所述液氢槽车输送液氢至所述第二杜瓦，当所述第一杜瓦内的浆氢量降低到预设数值时，控制所述补气瓶组对所述第二杜瓦进行增压操作，以使所述第二杜瓦制备浆氢并将所述第二杜瓦制备的浆氢输送至所述火箭储箱，然后控制火箭储箱将混合液输送至所述第一杜瓦内，同时控制所述液氢槽车向所述第一杜瓦加注液氢，并保持所述抽空机组对所述第一杜瓦的抽空减压降温操作，从而实现所述第一杜瓦和所述第二杜瓦的交替运行，进而实现浆氢的连续制备以及加注。

8.根据权利要求7所述的浆氢制备方法，其特征在于，所述加注浆氢的步骤之前包括：对所述火箭储箱进行预冷。

9.根据权利要求8所述的浆氢制备方法，其特征在于，对所述火箭储箱进行预冷的步骤包括：将所述氦气供应罐内的氦气经由所述氦气循环通道依次进入第一换热器、第二换热器内换热，最后进入所述火箭储箱，以对所述火箭储箱进行预冷，完成预冷的氦气经由所述氦气循环通道重新进入所述第一换热器对所述火箭储箱进行预冷循环，直至所述火箭储箱内部的温度预冷至液氢的三相点温度，以使所述火箭储箱能够满足加注浆氢的条件。

10.根据权利要求8所述的浆氢制备方法，其特征在于，对所述火箭储箱进行预冷的步骤包括：将所述氦气供应罐内的氦气经由所述第一换热器、所述第二换热器内换热后进入所述火箭储箱，以维持所述火箭储箱内部的压力为微正压状态，将所述第一杜瓦中的液氢或浆氢输送至所述火箭储箱，以对所述火箭储箱进行预冷，然后预冷后的液氢或浆氢再由所述火箭储箱回输至所述第一杜瓦内对所述火箭储箱进行预冷循环，直至所述火箭储箱内部的温度预冷至液氢的三相点温度，以使所述火箭储箱能够满足加注浆氢的条件。