低温推进剂用新型回热式换热器结构

该结构针对低温推进系统的流体热管理需求设计，核心应用场景覆盖低温推进剂输送回路中的冷量回收环节，在低温流体输送过程中完成不同温区工质的热量传递，减少低温推进剂的蒸发损耗，提升推进系统的整体能量利用效率。从功能实现逻辑来看，设备采用卧式筒身结构作为承压主体，筒身两端布置的多流道集成端盖，可同时接入多股不同参数的工质流路，避免多管路独立布置带来的空间占用与连接泄漏风险，端盖处的放射状流道设计可让进入筒体的工质均匀分配到各换热单元，减少局部流阻不均带来的换热效率偏差。筒身侧面分布的多个法兰接口，分别对应不同工质的进出、压力监测与排空需求，接口的位置排布充分考虑了管路安装的操作空间，相邻接口的中心距预留了标准法兰紧固件的扳手操作余量，避免安装过程中出现工具干涉问题。设计过程中优先考虑了低温工况下的结构形变补偿，筒身与端盖的连接区域采用圆弧过渡结构，减少低温下材料收缩带来的应力集中，端盖处的铜质流道部件与不锈钢筒身的热膨胀系数差异，通过预留的柔性密封间隙进行补偿，避免温度交变过程中出现连接失效。从安装边界来看，设备整体为长圆柱形态，可直接通过筒身配套的支撑支座固定在推进系统的安装架上，安装基准面与筒身轴线的平行度公差控制在合理范围内，保证对接管路的同轴度要求，设备的整体长度、外径尺寸适配现有航天推进系统的舱内安装空间，无需对原有舱体结构进行额外改造即可完成适配。换热流道的设计采用逆流布置逻辑，让冷热工质在流道内形成逆向流动，最大化对数平均温差，提升单位换热面积的热交换效率，流道内壁的光滑度控制满足低温流体的低阻力输送要求，减少低温流体在流道内的流动压降，降低输送泵的功率消耗。端盖处的放射状流道在完成工质分配的同时，可让进入换热区的工质形成稳定的湍流状态，避免层流边界层带来的换热热阻提升，每个流道的通径经过流量匹配计算，保证各并联流道的工质流量偏差控制在工程允许范围内，不会出现局部流道流量过低导致的换热失效问题。设备的承压设计满足低温推进系统的工作压力要求，筒身壁厚经过强度校核，可承受低温工况下的内压载荷与温度交变带来的疲劳载荷，法兰接口的密封形式适配低温介质的密封要求，可在深冷温度范围内保持可靠的密封性能，避免低温介质泄漏带来的安全隐患。在实际应用中，该结构可直接集成到低温流体管理回路中，替代原有多管并联的换热组件，减少系统的整体焊点与连接点数量，降低系统的泄漏风险，同时紧凑的结构形式可减少换热单元的整体重量，对于航天类对重量敏感的应用场景具备明显的适配优势。