本发明公开了一种可液气分离的液体火箭发动机多层主动冷却装置，包括冷却装置和配套油路、气路及信号传输装置；冷却装置包括冷却壁，冷却壁的实体中沿径向由内到外嵌装有三级螺旋冷却流管；三级螺旋冷却流管均呈螺旋状、且为等螺距，节数为14～16，径向排布均匀，间距相等，相互独立；两端均分别连通至冷却壁两个端面上的三个入口和三个出口；配套油路、气路、信号传输装置包括均与传感执行及电控单元相连的稳压油轨、过滤器、液气分离器和储气装置。本发明中的三级螺旋式内嵌流管的设计适应于火箭冷却设备一次性利用的需要，可以有效增加冷却设备的工作时间，延缓冷却装置的整体失效。本装置安全可靠，与目前的加工技术发展方向相互匹配。