[发明专利]碳氢燃料的加热方法

权利要求书

1.一种碳氢燃料的加热方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：通过燃烧供能燃料产生高温高压燃气；

第二步：将所述高温高压燃气与待加热的碳氢燃料进行持续的热交换。

2.根据权利要求1所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，所述第二步在一个热交换器中进行，且所述热交换器内设有用于所述待加热的碳氢燃料流过的交换管；

所述第二步包括如下阶段：

第一阶段：使所述高温高压燃气不断地流入所述热交换器，并同时使所述待加热的碳氢燃料不断的流经所述交换管，所述待加热的碳氢燃料和所述高温高压燃气进行非稳态的热交换；

第二阶段：所述第一阶段之后，所述待加热的碳氢燃料与所述高温高压燃气继续进行热交换以达到流动平衡与传热平衡。

3.根据权利要求2所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，在所述第一阶段之前，先使所述高温高压燃气不断地流入所述热交换器，以对所述热交换器进行预热；预热完成后，再依次进行所述第一阶段和所述第二阶段的热交换过程。

4.根据权利要求2所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，在所述第二阶段的整个过程中，所述高温高压燃气的质量流量和所述待加热的碳氢燃料的质量流量之间的关系式如下：

其中，Mf为所述碳氢燃料的质量流量；Cp为所述碳氢燃料的定压比热；T1为所述碳氢燃料在热交换之前的温度；T2为加热后的碳氢燃料的目标温度；Mg为所述高温高压燃气的质量流量；Cg为所述高温高压燃气的定压比热；Tg1为所述高温高压燃气没有与所述碳氢燃料进行热交换之前的温度；Tg2为所述高温高压燃气与所述碳氢燃料进行了热交换之后的温度。

5.根据权利要求2所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，所述高温高压燃气的质量流量为所述待加热的碳氢燃料的质量流量的3～8倍。

6.根据权利要求1所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，在所述第一步中，还需要加入氧化剂，且使所述第一步中的推进剂余氧系数在0.5～1.0之间。

7.根据权利要求6所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，所述氧化剂为氧气或者空气。

8.根据权利要求6所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，所述燃料为乙醇水溶液或者甲醇水溶液。

9.根据权利要求6所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，在所述第一步之前可计算需要的所述氧化剂和所述供能燃料的质量流量，具体过程如下：

首先，根据待加热的碳氢燃料的质量流量和需要加热到的目标温度，计算所需的所述高温高压燃气的总质量流量；

再次，根据选定的所述高温高压燃气没有和所述待加热的碳氢燃料进行热交换之前的温度，再根据热力计算方法即可算出需要的推进剂余氧系数，最后根据所述需要的推进剂余氧系数和所述高温高压燃气的总质量流量计算得到需要的所述氧化剂和所述供能燃料各自的质量流量。

10.根据权利要求9所述的碳氢燃料的加热方法，其特征在于，所述待加热的碳氢燃料的质量流量、需要加热到的目标温度及所述高温高压燃气的总质量流量满足如下关系：

其中，M_f′为所述碳氢燃料的质量流量；Cp为所述碳氢燃料的定压比热；T1为所述碳氢燃料在热交换之前的温度；T₂′为加热后的碳氢燃料的目标温度；M_g′为所述高温高压燃气的质量流量；Cg为所述高温高压燃气的定压比热；Tg1为所述高温高压燃气没有和所述碳氢燃料进行热交换之前的温度；Tg2为所述高温高压燃气和所述碳氢燃料进行了热交换之后的温度。