CN210220391U - 用于液态甲烷过冷的冷却装置及冷却系统 - Google Patents

用于液态甲烷过冷的冷却装置及冷却系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种用于液态甲烷过冷的冷却装置及冷却系统。冷却装置包括：输入模块、冷却模块和输出模块；其中待冷却的液态甲烷从所述输入模块输入，并在所述冷却模块中完成与冷却介质的热交换后，从所述输出模块输出。所述冷却模块包括管程和壳程，待冷却的液态甲烷进入所述管程和所述壳程中的一个，且冷却介质进入所述管程和所述壳程中的另一个。用于容纳冷却介质的所述管程和所述壳程之一设有压力调节结构，该压力调节机构用于将冷却介质所处的气枕压力调节到设定范围内。本实用新型的液态甲烷过冷的冷却装置及冷却系统，通过控制冷却介质的气枕压力，可以降低冷却介质的挥发，改善液态甲烷的冷却效果，从而提高火箭发动机的性能。

Description

用于液态甲烷过冷的冷却装置及冷却系统
技术领域
本实用新型涉及火箭推进剂冷却技术领域，尤其涉及一种用于液态甲烷过冷的冷却装置及冷却系统。
背景技术
液氧甲烷推进剂以其低成本、无污染、易获取等特点，在商业航天中有着较为广阔的应用前景。目前，国外的私营航天公司包括SPACEX和蓝色起源等已经在其运载火箭中应用了液氧甲烷火箭发动机，以液氧甲烷为推进剂的液体火箭在国内尚无应用先例。
液体推进剂在火箭发动机燃烧过程会释放出大量热量，这种高热环境给火箭发动机相关部件(如推力室)带来较大的安全隐患。过冷的液态甲烷有利于发动机启动，降低涡轮泵泵前压力，改善对发动机的预冷效果。
亟需提供一种适用于液态甲烷冷却的方法，从而为液氧甲烷推进剂用于液体运载火箭打下基础。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种液态甲烷过冷的冷却装置及冷却系统，其中，冷却装置通过压力调节结构控制冷却介质的气枕压力在一定范围内，可以有效避免被冷却的液态甲烷凝固，改善冷却效果。
本实用新型的一个方面提供了一种用于液态甲烷过冷的冷却装置，包括：输入模块、冷却模块和输出模块；其中待冷却的液态甲烷从所述输入模块输入，并在所述冷却模块中完成与冷却介质的热交换后，从所述输出模块输出；所述冷却模块包括管程和壳程，待冷却的液态甲烷进入所述管程和所述壳程中的一个，且冷却介质进入所述管程和所述壳程中的另一个；用于容纳冷却介质的所述管程和所述壳程之一设有压力调节结构，该压力调节机构用于将冷却介质所处的气枕压力调节到设定范围内。
在一个实施例中，所述压力调节结构包括压力传感器、第一控制器和排气阀；其中所述压力传感器用于检测气枕压力，所述第一控制器用于根据检测到的气枕压力与设定压力范围的关系，控制排气阀的开关；在所述气枕压力大于设定压力范围上限时，所述第一控制器控制排气阀打开，在气枕压力小于设定压力范围下限时，所述第一控制器控制排气阀关闭。
在一个实施例中，所述输入模块包括分流阀、第一管路和第二管路；其中所述分流阀用于将待冷却的液态甲烷分流到所述第一管路和所述第二管路；其中所述第一管路的液态甲烷进入所述冷却模块完成与冷却介质的热交换后与直接进入所述输出模块的所述第二管路的液态甲烷混合。
在一个实施例中，所述第一管路设有第一流量调节阀，所述第二管路设有第二流量调节阀，所述混合包括温度传感器、第二控制器；所述温度传感器用于检测混合后的液态甲烷温度，所述第二控制器用于根据检测温度与设定温度的关系，调节所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀的流量；在所述检测温度高于设定温度上限时，所述第二控制器增加所述第一流量调节阀的开度和/或减小所述第二流量调节阀的开度。
在一个实施例中，冷却装置还包括冷却介质预混模块；所述冷却介质预混模块包括第三管路、第四管路、设于第三管路的加热器以及混合管路；冷却介质分流至所述第三管路和所述第四管路，进入所述第三管路的经所述加热器升温后，在所述混合管路与所述第四管路的冷却介质混合，从而混合后的冷却介质用于在所述冷却模块对待冷却的液态甲烷进行冷却。
在一个实施例中，所述冷却介质预混模块还包括温度传感器、第三控制器、第三流量阀及第四流量阀；其中所述第三流量调节阀设置于所述第三管路，所述第四流量调节阀设于所述第四管路；所述温度传感器用于检测混合后冷却介质的温度，所述第三控制器根据所述温度控制所述第三流量调节阀和/或所述第四流量调节阀的开度；其中在混合温度大于设定范围时，所述第三控制器减小所述第三流量调节阀的开度和/或增大所述第四流量调节阀的开度，且在混合温度小于设定范围时，所述第三控制器增大所述第三流量调节阀的开度和/或减小所述第四流量调节阀的开度。
在一个实施例中，所述冷却介质预混模块还包括温度传感器、第三控制器以及第四流量调节阀；其中所述第四流量调节阀设置于所述第四管路，所述温度传感器用于检测混合后冷却介质的温度，所述第三控制器根据所述温度控制所述第四流量调节阀的开度；其中在混合温度大于设定范围时，所述第三控制器增大所述第四流量调节阀的开度，且在混合温度小于设定范围时，所述控制器减小所述第四流量调节阀的开度或关闭所述第四流量调节阀。
在一个实施例中，所述介质预混模块还包括总阀，所述第三管路和所述第四管路均连接至所述总阀，从而所述总阀用于控制进入所述第三管路和所述第四管路的冷却介质流量；所述冷却模块的壳程用于容纳冷却介质，所述壳程设有液位计、第四控制器；所述液位计用于检测壳程内冷却介质的液位高度，所述第四控制器用于根据检测的液位高度调整所述总阀的开度，以使所述壳程内的冷却介质的液位高度在设定范围内。
在一个实施例中，所述冷却模块为釜式再沸器，且液态甲烷进入所述釜式再沸器的管程，冷却介质进入所述釜式再沸器的壳程。
本实用新型的另一个方面提供了一种冷却系统，包括如上所述的冷却装置。
本实用新型实施例的的冷却装置及过冷系统至少具有如下之一的效果：
(1)本实用新型实施例的冷却装置，通过设置压力调节机构，可以使冷却介质的气枕压力维持在某一区间，从而减少冷却介质在冷却过程中的挥发，从而缓解液态甲烷在冷却过程中的凝固现象。
(2)本实用新型实施例的冷却装置，通过提供液态甲烷流动的两个流路，并对其中一个管路中的液态甲烷进行冷却，可以更好的控制混合后液态甲烷的温度，改善冷却效果。
(3)本实用新型实施例的冷却装置，通过使冷却介质分为两个管路，并对其中一个管路进行加热处理，进而以混合后的冷却介质对液态甲烷进行冷却，可以方便地调节冷却介质的温度。
应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本实用新型所欲主张的范围。
附图说明
下面的附图是本实用新型的说明书的一部分，其绘示了本实用新型的示例实施例，所附附图与说明书的描述一起用来说明本实用新型的原理。
图1-5为本实用新型实施例的冷却装置的示意图。
图6为本实用新型实施例的液态甲烷过冷方法的流程图。
图7为本实用新型实施例的过冷方法中混合液态甲烷温控流程图。
图8为本实用新型实施例的过冷方法中混合冷却介质生成流程图。
图9为本实用新型实施例的过冷方法中液氮所在的壳程气枕压力控制流程图。
具体实施方式
现详细说明本实用新型的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本实用新型的限制，而应理解为是对本实用新型的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
在不背离本实用新型的范围或精神的情况下，可对本实用新型说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本实用新型的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
本实用新型的一个方面提供了一种用于液态甲烷过冷的冷却装置。参见图1，冷却装置包括：输入模块10、冷却模块20和输出模块30。其中待冷却的液态甲烷从输入模块10输入，并在冷却模块20中完成与冷却介质的热交换后，从输出模块30输出。冷却模块20包括管程和壳程，待冷却的液态甲烷进入管程和壳程中的一个，且冷却介质进入管程和壳程中的另一个。用于容纳冷却介质的管程和壳程之一设有压力调节结构21，该压力调节结构21用于将冷却介质所处的气枕压力调节到设定范围内。本实用新型的实施例，通过在冷却模块增加压力调节结构，可以有效控制冷却介质的挥发，进而缓解液态甲烷在冷却过程中的凝固现象。
如图1所示，在该实施例中，压力调节结构21包括压力传感器、第一控制器和排气阀PT，PI，PV。其中压力传感器用于检测气枕压力，第一控制器用于根据检测到的气枕压力与设定压力范围的关系，控制排气阀PV的开关；在所述气枕压力大于设定压力范围上限时，第一控制器控制排气阀PV打开，在气枕压力小于设定压力范围下限时，第一控制器控制排气阀PV关闭。
参见图2，例如，在一个实施例中，输入模块10包括分流阀11、第一管路C1和第二管路C2。其中分流阀11用于将待冷却的液态甲烷分流到第一管路C1和第二管路C2。其中第一管路C1的液态甲烷进入冷却模块20完成与冷却介质的热交换后与直接进入输出模块30的第二管路C2的液态甲烷混合。本实用新型的冷却装置，通过设置分流阀，并通过分流阀将待冷却的液态甲烷分流，可以改善混合液态甲烷的温控精度，增加冷却装置的灵活性，进而改善对液态甲烷的冷却效果。
在一个实施例中，第一管路C1设有第一流量调节阀XV，第二管路C2设有第二流量调节阀(图3中未示意)。如图3所示，输出模块30进一步包括温度传感器、第二控制器31，32(图3所示的TE、TT、和TI)。温度检测器用于检测经冷却模块20冷却后的液态甲烷与第二流路C2中的液态甲烷的混合温度，控制器用于根据混合温度调整分流阀TV的开度。混合温度高于设定温度上限时，控制器控制分流阀TV增大第一流路C1中液态甲烷的流量和/或减小第二流路C2中液态甲烷的流量。混合温度低于设定温度下限时，控制器控制分流阀TV减小第一流路C1中液态甲烷的流量和/或增大第二流路C2中液态甲烷的流量。本实用新型的实施例通过混合液态甲烷温度调节分流阀状态，可以改善液态甲烷的冷却效果，从而提高火箭发动机的工作性能。
在一个实施例中，冷却装置还包括冷却介质预混模块。参见图4，冷却介质预混模块包括第三管路N1、第四管路N2、设于第三管路N1的加热器51(例如，加热器可以为空温器，即通过空气对冷却介质加热的容器)以及混合管路50。冷却介质分流至第三管路N1和第四管路N2，进入第三管路N1的经所述加热器E2升温后，在混合管路50与第四管路N2中的冷却介质混合，从而混合后的冷却介质用于在所述冷却模块20对待冷却的液态甲烷进行冷却。本实用新型的实施例的冷却装置，通过将冷却介质分为不同管路后，对不同管路中的冷却介质进行不同处理，可以提高冷却介质的温控精度，改善冷却效果。
参见图5，在该实施例中，冷却介质预混模块还包括温度传感器、第三控制器(温度传感器、第三控制器由图4中混合管路50中的TT、TE、TI示意)、第三流量阀52(LV)及第四流量阀53(TV)。其中第三流量阀52设置于第三管路N1，第四流量阀53设于第四管路N2。温度传感器用于检测混合后冷却介质的温度，第三控制器根据温度控制第三流量阀52和/或第四流量阀53的开度。其中在混合温度大于设定范围时，第三控制器减小第三流量阀52的开度和/或增大第四流量阀53的开度，且在混合温度小于设定范围时，第三控制器增大第三流量阀52的开度和/或减小第四流量阀53的开度。本实用新型实施例的冷却装置，通过在冷却介质预混模块的混合管路设置温控装置，并通过温控装置控制不同管路的冷却介质流量，可以提高冷却介质混合后的温控精度，改善对液态甲烷的冷却效果。
在该实施例中，混合管路50可以包括温度传感器、第三控制器以及仅设于第四管路N2的第四流量阀53。温度传感器用于检测混合后冷却介质的温度，第三控制器根据温度控制第四流量阀53的开度；其中在混合温度大于设定范围时，第三控制器增大第四流量阀53的开度，且在混合温度小于设定范围时，控制器减小第四流量阀53的开度或关闭第四流量阀53。
在一些实施例中，第三管路N1和第四管路N2的冷却介质流量也可以由设于总管路的分流阀控制，从而在混合液氮温度高于设定范围上限时，通过调节分流阀，同时使第一液氮流路N1的液氮流量减小和使第二液氮流路N2的液氮流量增大，或者在混合液氮温度低于设定范围下限时，通过调节分流阀，同时使第一液氮流路N1的液氮流量增大和使第二液氮流路N2的液氮流量减小。本实用新型实施例的冷却系统，可以根据混合液氮出口温度，以设于总管路的分流阀同时调整第一液氮流路和/或第二液氮流路的流量，从而可以更快的控制混合液氮温度，改善对液态甲烷地冷却效果。
例如，在上述实施例中，混合模块还可以包括总阀，第三管路N1和第四管路N2均连接至总阀，从而总阀用于控制进入第三管路N1和第四管路N2的冷却介质流量。冷却模块20的壳程用于容纳冷却介质，壳程设有液位计、第四控制器。液位计用于检测壳程内冷却介质的液位高度，第四控制器用于根据检测的液位高度调整总阀的开度，以使液位高度在设定范围内。图5中所示为通过液位计LT配合控制器控制第三管路N3的冷却介质流量，以改变壳程内的冷却介质液位高度，通过液位计配合控制器控制总管路的流量阀与此设计类似，仅需将控制器连接至设于总管路的总阀即可，且通过控制冷却介质总管路的阀门，可以等比例的增加第三管路N1和第四管路N2的冷却介质流量，因此对混合冷却介质的温度改变较小，进一步提高冷却装置工作的可靠性。本实用新型实施例的冷却装置，通过在冷却模块的壳程设置液位调节机构，可以确保冷却介质对液态甲烷进行充分冷却。
例如，冷却模块为釜式再沸器，且液态甲烷进入所述釜式再沸器的管程，冷却介质进入所述釜式再沸器的壳程。冷却介质为液氮。具体地，第一流路C1中的液态甲烷进入釜式再沸器E1的管程通过与进入釜式再沸器E1的壳程的混合液氮进行热交换而被冷却，从而形成过冷液态甲烷。在位于釜式再沸器的管程中的液态甲烷与壳程的液氮换热而被冷却后经由冷却模块20的流量阀XV后与第二流路C2的液态甲烷混合，且混合后的液态甲烷流量可以由混合模块30中的流量阀XV调节。
本实用新型的另一个方面提供了一种冷却系统，包括如上所述的冷却装置。本实用新型实施例的冷却系统，由于包括了冷却装置，因此具有相应的技术效果。
本实用新型的再一个方面提供了一种液态甲烷的过冷方法。参见图6，过冷方法包括如下步骤：
步骤S100：使液态甲烷分为至少两个流路，所述两个流路包括第一流路和第二流路；
步骤S200：对所述第一流路中的液态甲烷进行冷却处理；
步骤S300：使所述第一流路中经过冷却后的液态甲烷与所述第二流路中的液态甲烷混合，形成过冷液态甲烷。
本实用新型的实施例，通过使液态甲烷分为两个流路，对其中一个流路的液态甲烷进行冷却处理，可以改善液态甲烷的冷却效果，提高液态甲烷过冷工艺过程的温控精度，从而改善火箭发动机的工作性能。
需要说明的是，在上述实施例中，也可以将液态甲烷分为多个流路，且对其中一部分流路中的液态甲烷进行温度差异冷却，并将这些经差异冷却的液态甲烷进行混合，形成最终的过冷液态甲烷。本实用新型的实施例，通过将多条流路的液态甲烷进行温度差异化冷却，进一步提高混合液态甲烷的混合温度控制精度，减少高低温液态甲烷混合时可能发生的气化现象，提高液态甲烷的利用率。
在一个实施例中，步骤S100使液态甲烷分为至少两个流路包括：
通过分流装置使液态甲烷分为至少两个流路。例如，分流装置可以是分流阀。例如，从单一流路进入分流阀的液态甲烷可以被分流阀分流为两个流路，其中一个流路中的液态甲烷被冷却后与另一个流路中的液态甲烷结合，形成混合液态甲烷。
参见图7，使第一流路中经过冷却后的液态甲烷与第二流路中的液态甲烷混合之后包括：
S201：检测混合后液态甲烷的温度；例如，可以通过温度传感器检测混合后的液态甲烷的温度。以及
S202：根据所述温度调整分流装置的状态，其中，在温度高于设定温度上限时，控制分流装置增大第一流路中液态甲烷的流量和/或减小第二流路中液态甲烷的流量。
本实用新型的实施例的液态甲烷过冷方法，通过检测混合后的液态甲烷温度，并根据检测结果调整分流阀的状态，改变不同流路的液态甲烷流量，可以提高液态甲烷冷却过程的温度控制精度，改善冷却效果。
在上述步骤S202中，如果检测器检测到的混合后的液态甲烷温度低于设定温度下限，可以控制分流阀减小第一流路的液态甲烷流量和/或增大第二流路中液态甲烷的流量，从而使经冷却后的液态甲烷温度上升到设定范围以内。
在一个实施例中，步骤S200对第一流路的液态甲烷进行冷却处理包括：
以液氮作为冷却介质对第一流路中的液态甲烷进行冷却处理。
参见图8，以液氮作为冷却介质对第一流路中的液态甲烷进行冷却处理包括：
S204：使液氮至少分为第一液氮流路和第二液氮流路；
S205：对第一液氮流路进行升温处理，以及
S206：使第一液氮流路中经升温处理的液氮与第二液氮流路中的液氮混合，以及以混合液氮作为冷却介质对第一流路中的液态甲烷进行冷却处理。
本实用新型的实施例通过将液氮分为两个流路，并使其中一个流路升温处理后与另一流路液氮混合，可以改善混合液氮的温度控制精度，改善对液态甲烷的冷却效果。
在一个实施例中，对第一流路的液态甲烷进行冷却处理包括：使第一流路中的液态甲烷进入釜式再沸器的管程，以及使混合液氮进入釜式再沸器的壳程，从而位于管程的液态甲烷通过与位于壳程的混合液氮换热而被冷却。同样，本领域技术人员可知，液态甲烷也可以流入釜式再沸器的壳程，混合液氮进入釜式再沸器的管程。
在一个实施例中，过冷方法包括：通过液位计检测壳程内的混合液氮的液位高度，当液位高度低于设定范围下限时，增大液氮流量控制阀的开度(例如，该液氮流量控制阀可以设置在液氮分流之前的管路)，直至壳程内的液位高度上升到设定范围内。在对液态甲烷过冷操作之前，可以根据第一流路中液态甲烷的流量设定釜式再沸器中液位高度，以确保对液态甲烷进行充分冷却，同时确保液态甲烷的冷却过程安全可控。
在一个实施例中，步骤S200对第一流路的液态甲烷进行冷却处理之前包括：
设定壳程内的气枕压力参数范围，以缓解由于液氮在管程内的气化导致管程温度降低现象，从而防止液态甲烷凝固。液氮在对液态甲烷进行冷却的过程中，会发生气化现象，液氮的气化会吸收热量，从而导致壳程内的温度降低，进而使管程内的液态甲烷凝固，通常情况下，气枕压力越高，液氮的气化现象越弱，因此，通过设定气枕压力范围以及使液氮所在壳程压力维持在该范围内，可以缓解液氮气化现象，防止壳程内的温度显著降低，从而避免液态甲烷在冷却过程中，发生凝固现象，提高液态甲烷的利用率。
参见图9，步骤S200对第一流路的液态甲烷进行冷却处理还包括：
步骤S207：检测所述壳程内的气枕压力，以及
步骤S208：根据气枕压力参数范围与检测到的气枕压力之间的关系控制设于壳程的排气管路压力控制阀状态，若气枕压力大于设定值上限，则打开压力控制阀排气，若气枕压力小于设定值下限，则关闭压力控制阀，以维持壳程内的气枕压力在设定范围之内。本实用新型的实施例的液态甲烷过冷方法，通过设定液氮的气枕压力参考范围，可以有效避免液态甲烷在与液氮热交换过程中，发生凝固现象。
在一个实施例中，第一液氮流路和第二液氮流路中流量控制阀的状态由混合后的液氮温度参数控制。如果混合后的液氮温度高于设定值上限，则增大第二液氮流路中液氮的流量和/或减小第一液氮流路中液氮的流量。如果混合后的液氮温度低于设定值下限，则增大第一液氮流路中液氮的流量和/或减小第二液氮流路中液氮的流量。本实用新型的实施例的液态甲烷过冷方法，可以根据混合液氮温度调节两个液氮流路的流量，以使混合液氮温度在设定范围之内，从而改善液态甲烷的冷却精度。
在该实施例中，如果两个液氮流路由分流阀分流，则可以通过控调节分流阀，同时调节两个流路的流量。例如，通过调节分流阀，在使一个流路的流量增大的同时，可以使另一个流路的流量减小。如果两个流路分别设置流量阀，可以根据混合液氮温度，分别调节两个流量阀的开度，从而增大或减小或关闭某一液氮流路的流量。
例如，也可以仅通过控制一个液氮流路的流量，调节混合液氮温度。具体地，第二液氮流路中控制阀状态由混合后的液氮温度控制，如果混合后的液氮温度高于设定值上限，则增大第二液氮流路中的控制阀开度，以使低温液氮的比例增加，进而在第一液氮流路流量不变的情况下，降低混合液氮温度。如果混合后的液氮温度低于设定值下限，则减小第二液氮流路的控制阀开度或关闭第二液氮流路的控制阀，以使低温液氮的比例减少，进而在第一液氮流路流量不变的情况下，提高混合液氮温度。本实用新型实施例的液态甲烷过冷方法，通过仅调节其中一个液氮流路的流量，可以实现对混合液氮温度地快速调节，简化了液态甲烷的冷却工艺。
本实用新型实施例的液态甲烷过冷方法及冷却系统，可以更好的控制液态甲烷的温度，从而改善液氧甲烷发动机的工作性能。
以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下，任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于液态甲烷过冷的冷却装置，其特征在于，包括：输入模块、冷却模块和输出模块；
其中待冷却的液态甲烷从所述输入模块输入，并在所述冷却模块中完成与冷却介质的热交换后，从所述输出模块输出；
所述冷却模块包括管程和壳程，待冷却的液态甲烷进入所述管程和所述壳程中的一个，且冷却介质进入所述管程和所述壳程中的另一个；
用于容纳冷却介质的所述管程和所述壳程之一设有压力调节结构，该压力调节机构用于将冷却介质所处的气枕压力调节到设定范围内。
2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述压力调节结构包括压力传感器、第一控制器和排气阀；
其中所述压力传感器用于检测气枕压力，所述第一控制器用于根据检测到的气枕压力与设定压力范围的关系，控制排气阀的开关；在所述气枕压力大于设定压力范围上限时，所述第一控制器控制排气阀打开，在气枕压力小于设定压力范围下限时，所述第一控制器控制排气阀关闭。
3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述输入模块包括分流阀、第一管路和第二管路；其中所述分流阀用于将待冷却的液态甲烷分流到所述第一管路和所述第二管路；
其中所述第一管路的液态甲烷进入所述冷却模块完成与冷却介质的热交换后与直接进入所述输出模块的所述第二管路的液态甲烷混合。
4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述第一管路设有第一流量调节阀，所述第二管路设有第二流量调节阀，所述输出模块包括温度传感器、第二控制器；
所述温度传感器用于检测混合后的液态甲烷温度，所述第二控制器用于根据检测温度与设定温度的关系，调节所述第一流量调节阀和所述第二流量调节阀的流量；在所述检测温度高于设定温度上限时，所述第二控制器增大所述第一流量调节阀的开度和/或减小所述第二流量调节阀的开度。
5.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括冷却介质预混模块；
所述冷却介质预混模块包括第三管路、第四管路、设于第三管路的加热器以及混合管路；冷却介质分流至所述第三管路和所述第四管路，进入所述第三管路的经所述加热器升温后，在所述混合管路与所述第四管路的冷却介质混合，从而混合后的冷却介质用于在所述冷却模块对待冷却的液态甲烷进行冷却。
6.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却介质预混模块还包括温度传感器、第三控制器、第三流量调节阀及第四流量调节阀；
其中所述第三流量调节阀设置于所述第三管路，所述第四流量调节阀设于所述第四管路；所述温度传感器用于检测混合后冷却介质的温度，所述第三控制器根据检测的温度控制所述第三流量调节阀和/或所述第四流量调节阀的开度；
其中在混合温度大于设定范围时，所述第三控制器减小所述第三流量调节阀的开度和/或增大所述第四流量调节阀的开度，且在混合温度小于设定范围时，所述第三控制器增大所述第三流量调节阀的开度和/或减小所述第四流量调节阀的开度。
7.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却介质预混模块还包括温度传感器、第三控制器以及第四流量调节阀；
其中所述第四流量调节阀设置于所述第四管路，所述温度传感器用于检测混合后冷却介质的温度，所述第三控制器根据检测的温度控制所述第四流量调节阀的开度；
其中在混合温度大于设定范围时，所述第三控制器增大所述第四流量调节阀的开度，且在混合温度小于设定范围时，所述控制器减小所述第四流量调节阀的开度或关闭所述第四流量调节阀。
8.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却介质预混模块还包括总阀，所述第三管路和所述第四管路均连接至所述总阀，从而所述总阀用于控制进入所述第三管路和所述第四管路的冷却介质流量；
所述冷却模块的壳程用于容纳冷却介质，所述壳程设有液位计、第四控制器；所述液位计用于检测所述壳程内冷却介质的液位高度，所述第四控制器用于根据检测的液位高度调整所述总阀的开度，以使所述壳程内冷却介质的液位高度在设定范围内。
9.根据权利要求1-8任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却模块包括釜式再沸器，且液态甲烷进入所述釜式再沸器的管程，冷却介质进入所述釜式再沸器的壳程。
10.一种冷却系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的冷却装置。
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