CN103592132B - 燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置 - Google Patents
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Abstract
燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置，它涉及加压可视化燃烧试验装置，具体涉及燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置。本发明为了解决目前还没有一种专门用于进行燃气轮机燃烧室试验的实验装置的问题。本发明的承压机匣水平设置，单喷嘴安装法兰盖安装在承压机匣一端的端面上，承压机匣与高温测量段连接，防爆机构安装在承压机匣下表面的防爆夹持法兰上，弹性托架组件插装在承压机匣内，适应玻璃火焰筒插装在弹性托架组件内，伸缩式点火器与压机匣下表面的点火器法兰连接，伸缩式点火器的上端与石英玻璃火焰筒连接，承压机匣的上表面设有空气进口法兰。本发明用于燃气轮机领域。
Description
技术领域
本发明涉及加压可视化燃烧试验装置，具体涉及燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置。
背景技术
目前，燃气轮机燃烧室等工程燃烧设备的工作压力一般在0.4-3MPa，进口空气温度为200-500℃，燃烧室内部的流动和燃烧过程与在大气压环境下有显著区别，燃气轮机燃烧室的技术开发和设计需要在实际工作条件下才能进行，然而，现有燃气轮机燃烧室加压条件下对于火焰形态和结构测量十分困难，还没有一种专门用于进行燃气轮机燃烧室试验的装置。
发明内容
本发明为解决目前还没有一种专门用于进行燃气轮机燃烧室试验的实验装置的问题，进而提出燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括单喷嘴安装法兰盖、承压机匣、弹性托架组件、石英玻璃火焰筒、伸缩式点火器、高温测量段和防爆机构，承压机匣水平设置，单喷嘴安装法兰盖安装在承压机匣一端的端面上，承压机匣与高温测量段连接，防爆机构安装在承压机匣下表面的防爆夹持法兰上，弹性托架组件插装在承压机匣内，适应玻璃火焰筒插装在弹性托架组件内，伸缩式点火器与承压机匣下表面的点火器法兰连接，伸缩式点火器的上端与石英玻璃火焰筒连接，承压机匣的上表面设有空气进口法兰。
本发明的有益效果是：本发明的火焰筒为石英玻璃材料制作的，与传统火焰筒的高温合金相比，具有加工工艺简单，材料便宜的优点，本发明通过在承压机匣上开设三个窥视窗实现了可视化功能，本发明的窥视窗具有良好的透视性，能够方便试验人员随时观察火焰状态，能够与先进的燃烧光学测量系统配合测量火焰的形态与结构；本发明的弹性托架组件解决了石英玻璃与膨胀系数与其它材料不一致易碎裂的问题。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图，图2是弹性托架组件的整体结构示意图，图3是本发明的主剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式所述燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置包括单喷嘴安装法兰盖1、承压机匣2、弹性托架组件3、石英玻璃火焰筒4、伸缩式点火器5、高温测量段6和防爆机构7，承压机匣2水平设置，单喷嘴安装法兰盖1安装在承压机匣2一端的端面上，承压机匣2与高温测量段6连接，防爆机构7安装在承压机匣2下表面的防爆夹持法兰2-1上，弹性托架组件3插装在承压机匣2内，适应玻璃火焰筒4插装在弹性托架组件3内，伸缩式点火器5与承压机匣2下表面的点火器法兰2-2连接，伸缩式点火器5的上端与石英玻璃火焰筒4连接，承压机匣2的上表面设有空气进口法兰8。
本实施方式中的石英玻璃火焰筒4的壁面上设有两排主燃孔和四个掺混孔，第一排主燃孔有六个，第二排主燃孔有八个。防爆机构7用于在加压可视化燃烧试验装置内超压时，向外排放气体，防止发生爆炸。伸缩式点火器的最大行程能够伸入石英玻璃火焰筒中部。
具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式所述燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置的承压机匣2的上表面和两个侧面分别各设有一个窥视窗2-3，承压机匣2上表面上等间距设有三排温度压力测点2-4，承压机匣2的上表面和下表面分别各设有两个二次稀释剂接口法兰2-5。
本实施方式中压缩空气从承压机匣2上的入口法兰进入后，经过温度压力测点2-4测量试验器进口空气状态参数，然后四个二次稀释剂接口法兰2-5下游压缩空气与二次稀释剂混合，混合后的气体参数通过温度压力测点2-4测得，
本实施方式的技术效果是：如此设置，工作人可随时通过窥视窗2-3从不筒角度观测燃烧室内情况。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合1说明本实施方式，本实施方式所述燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置的每个窥视窗2-3是合成石英玻璃制作的窥视窗2-3。
本实施方式的技术效果是：如此设置，是窥视窗2-3既可以透过远紫外光谱，又可透过可见光和近红外光谱，能够在950℃以上温度长期工作，在1200℃以上温度实现最大周期工作，三个窥视窗2-3相互配合使用，使得石英玻璃火焰筒4内的燃烧火焰能够被实验人员肉眼观测到，并且能够配合燃烧光学测量系统，测量石英玻璃火焰筒4内的火焰形态与结构。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置的弹性托架组件3包括第一承力框3-1、第二承力框3-2、第三承力框3-3、多个第一连接杆3-4、多个第二连接杆3-5、火焰筒头部面板3-6、多个弹簧顶杆3-7和整流板3-8，第一承力框3-1、第二承力框3-2、第三承力框3-3并排平行设置，第一承力框3-1与第二承力框通过多根均布设置的第一连接杆3-4连接，第二承力框3-2与第三承力框3-3通过多根均布设置的第二连接杆3-5连接，火焰筒头部面板3-6设置在第二承力框3-2与第三承力框3-3之间，且火焰筒头部面板3-6靠近第三承力框3-3，第三承力框3-3的外侧面均布设有多个弹簧顶杆3-7，第二承力框3-2内设有整流板3-8，第一承力框3-1外侧面的中部设有燃烧室喷口3-9，石英玻璃火焰筒4的一端依次穿过第二承力框3-2、第一承力框3-1与第一承力框3-1外表面中部的燃烧室喷口3-9连接，石英玻璃火焰筒4的另一端与火焰筒头部面板3-6的中部连接。
本实施方式中的燃烧室喷口3-9采用氧化铝空心浇注料。
本实施方式的技术效果是：如此设置，当石英玻璃火焰筒4受膨胀时，石英玻璃火焰筒4能够推动火焰筒头部面板3-6后移，并压缩弹簧顶杆3-7内部的弹簧，从而吸收石英玻璃火焰筒4轴向膨胀量的作用，避免石英玻璃火焰筒4由于热应力碎裂。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式所述燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置的弹性托架组件3还包括进口挡板3-10，进口挡板3-10设置在第一承力框3-1与第二承力框3-2之间。本实施方式中进口挡板3-10位于空气进口法兰8正下方，贴紧承压机匣2.其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
工作原理
试验时，压缩空气从承压机匣2上的空气入口法兰2-1进入，经过整流板3-8进入石英玻璃火焰筒4外侧壁与承压机匣2内侧壁之间的环形空间，一部分通过石英玻璃火焰筒4上的两排主燃孔和四个掺杂孔进入石英玻璃火焰筒4内部燃烧区域，剩余部分通过弹性托架组件3中的火焰筒头部面板3-6进入火焰筒头部区域后又分为两部分，一部分通过单喷嘴安装法兰盖1的旋流器进入燃烧区域，另一部分通过但喷嘴安装法兰盖1中的冲击冷却面板进入燃烧区域，混合气体在石英玻璃火焰筒4内燃烧后，在经过高温测量段6时被测量和冷却，燃烧光学测量系统通过承压机匣2的三个窥视窗2-3可以测量石英玻璃火焰筒4内的火焰形态与结构。
Claims (2)
1.燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置，它包括单喷嘴安装法兰盖(1)、承压机匣(2)、弹性托架组件(3)、石英玻璃火焰筒(4)、伸缩式点火器(5)、高温测量段(6)和防爆机构(7)，承压机匣(2)水平设置，单喷嘴安装法兰盖(1)安装在承压机匣(2)一端的端面上，承压机匣(2)与高温测量段(6)连接，防爆机构(7)安装在承压机匣(2)下表面的防爆夹持法兰(2-1)上，弹性托架组件(3)插装在承压机匣(2)内，石英玻璃火焰筒(4)插装在弹性托架组件(3)内，伸缩式点火器(5)与承压机匣(2)下表面的点火器法兰(2-2)连接，伸缩式点火器(5)的上端与石英玻璃火焰筒(4)连接，承压机匣(2)的上表面设有空气进口法兰(8)，承压机匣(2)的上表面和两个侧面分别各设有一个窥视窗(2-3)，承压机匣(2)上表面上等间距设有三排温度压力测点(2-4)，承压机匣(2)的上表面和下表面分别各设有两个二次稀释剂接口法兰(2-5)，每个窥视窗(2-3)是合成石英玻璃制作的窥视窗(2-3)，其特征在于：弹性托架组件(3)包括第一承力框(3-1)、第二承力框(3-2)、第三承力框(3-3)、多个第一连接杆(3-4)、多个第二连接杆(3-5)、火焰筒头部面板(3-6)、多个弹簧顶杆(3-7)和整流板(3-8)，第一承力框(3-1)、第二承力框(3-2)、第三承力框(3-3)并排平行设置，第一承力框(3-1)与第二承力框通过多根均布设置的第一连接杆(3-4)连接，第二承力框(3-2)与第三承力框(3-3)通过多根均布设置的第二连接杆(3-5)连接，火焰筒头部面板(3-6)设置在第二承力框(3-2)与第三承力框(3-3)之间，且火焰筒头部面板(3-6)靠近第三承力框(3-3)，第三承力框(3-3)的外侧面均布设有多个弹簧顶杆(3-7)，第二承力框(3-2)内设有整流板(3-8)，第一承力框(3-1)外侧面的中部设有燃烧室喷口(3-9)，石英玻璃火焰筒(4)的一端依次穿过第二承力框(3-2)、第一承力框(3-1)与第一承力框(3-1)外表面中部的燃烧室喷口(3-9)连接，石英玻璃火焰筒(4)的另一端与火焰筒头部面板(3-6)的中部连接。
2.根据权利要求1所述燃气轮机燃烧室加压可视化燃烧试验装置，其特征在于：弹性托架组件(3)还包括进口挡板(3-10)，进口挡板(3-10)设置在第一承力框(3-1)与第二承力框(3-2)之间。
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