CN105299689A - 一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜 - Google Patents

Abstract

一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜，它涉及一种工业内窥镜。上外壁管上设有数个进气孔，下外壁管上设有窥视窗；隔板上开设有进水通孔、探头伸入孔和出水孔，在密封顶板下方设有进水管和出水管，进水管的下端设置在进水通孔中，V型支撑管管壁上开设有两排喷水孔，石英玻璃管套装在V型支撑管和底盖上；外箱位于夹持法兰的下方，且外箱套装在外壳上，连接板设置在外箱的上方，且连接板与外箱上的法兰通过连接元件连接，进气孔位于外箱中，窥视窗位于底盖的上方，工业内窥镜设置在内壁管中，且工业内窥镜的探头穿过探头伸入孔正对窥视窗。本发明用于燃烧室试验中实时观测记录燃烧室工作状态。

Description

一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜

技术领域

本发明涉及一种工业内窥镜，具体涉及一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜。

背景技术

目前，国外燃气轮机技术都已成熟，且占有巨大的市场份额，形成了一套完善的设计与试验体系，其中高温部件例如燃烧室和透平的高温可视化测量技术至关重要，通过对高温部件试验的可视化实时测量，实时反映高温部件的工作状态、失效过程等，能够为设计提供有效支撑。国内燃气轮机发展较为滞后，燃气轮机高温测量手段缺乏，普通的工业工业内窥镜由于不具有冷却装置，温度最高可至250℃，燃烧室温度一般在1000℃～1600℃，因此，现有的工业工业内窥镜无法用在燃烧室试验中，因此，实时观测记录燃烧室工作状态，为燃烧室设计者提供准确的视屏资料这一重要的工作环节无法实施。

发明内容

本发明是为解决现有的燃气轮机燃烧室或透平试验高温可视化测量无法实施的问题，提供了一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜。

本发明的一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜包括工业内窥镜、外壳、内壳、外箱和连接板，所述外壳包括连接法兰、上外壁管、下外壁管和底板，所述连接法兰焊接在上外壁管的顶端，所述下外壁管插接在上外壁管的下端，所述底板焊接在下外壁管的底端，上外壁管上设有数个进气孔，下外壁管上设有窥视窗，所述内壳包括内壁管、隔板、V型支撑管、底盖、螺纹夹持盖、石英玻璃管、夹持法兰、进水管、出水管、密封顶板、密封管接头和密封盖，所述内壁管顶端焊接有密封顶板，密封管接头的下端与密封顶板螺纹连接，密封管接头的上端与密封盖螺纹连接，所述内壁管下端焊接有隔板，隔板上开设有三个孔，依次为进水通孔、探头伸入孔和出水孔，在密封顶板下方设有进水管和出水管，进水管的下端设置在进水通孔中，所述V型支撑管的上端焊接在隔板上，所述V型支撑管的上端焊接在底盖上，V型支撑管管壁上开设有两排喷水孔，底盖的下端与螺纹夹持盖螺纹连接，所述石英玻璃管套装在V型支撑管和底盖上，且石英玻璃管的上端与隔板螺纹连接，石英玻璃管的下端与螺纹夹持盖螺纹连接，所述夹持法兰位于出水管的下方，且夹持法兰与内壁管的外壁焊接，所述内壳的下端设置在外壳上的上外壁管和下外壁管中，且连接法兰与夹持法兰通过连接元件连接，外箱位于夹持法兰的下方，且外箱套装在外壳上，连接板设置在外箱的上方，且连接板与外箱上的法兰通过连接元件连接，进气孔位于外箱中，窥视窗位于底盖的上方，工业内窥镜设置在内壁管中，且工业内窥镜的探头穿过探头伸入孔正对窥视窗。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

一、燃烧室试验中需要实时观测记录燃烧室工作状态，为燃烧室设计者提供准确的视屏资料，例如是否有喷嘴熄火或燃烧不稳定的情况、火焰筒金属壁面或涂层是否失效等，本发明的设计使得上述工作状态得以实现。同样对于高温透平试验，实时观测记录透平叶片涂层与金属的失效情况，使得高温透平叶片设计者能够准确估算透平在真实机组中的安全性与寿命，降低燃气轮机开发成本，提高成功概率。

二、本发明的工作环境最高耐受温度约为1600℃。

三、本发明结构简单，易于拆装，出现部件损坏时，能够快速实现部件更换，便于维护。

附图说明

图1是本发明的整体结构主剖视图(标记A为导流衬套22的内壁面、标记B为火焰筒23的内壁面)；

图2是外壳Ⅰ的剖视图；

图3是内壳Ⅱ的剖视图；

图4是本发明与计算机连接的立体图(去掉外箱Ⅲ)；

图5是本发明的工作原理图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图4说明本实施方式，本实施方式包括工业内窥镜Ⅴ、外壳Ⅰ、内壳Ⅱ、外箱Ⅲ和连接板Ⅳ，所述外壳Ⅰ包括连接法兰1、上外壁管2、下外壁管3和底板4，所述连接法兰1焊接在上外壁管2的顶端，下外壁管3插接在上外壁管2的下端，通过焊接连接于密封，底板4焊接在下外壁管3的底端，上外壁管2上设有数个进气孔2-1，下外壁管3上设有窥视窗3-1；内壳Ⅱ包括内壁管5、隔板6、V型支撑管7、底盖8、螺纹夹持盖9、石英玻璃管10、夹持法兰11、进水管12、出水管13、密封顶板14、密封管接头15和密封盖16，内壁管5顶端焊接有密封顶板14，密封管接头15的下端与密封顶板14螺纹连接，密封管接头15的上端与密封盖16螺纹连接，密封管接头15和密封盖16用以防止探头数据线与内壳Ⅱ交接处漏水，内壁管5下端焊接有隔板6，隔板6上开设有三个孔，依次为进水通孔6-1、探头伸入孔6-2和出水孔6-3，在密封顶板14下方设有进水管12和出水管13，进水管12的下端设置在进水通孔6-1中，所述V型支撑管7的上端焊接在隔板6上，所述V型支撑管7的上端焊接在底盖8上，V型支撑管7管壁上开设有两排喷水孔，底盖8的下端与螺纹夹持盖9螺纹连接，石英玻璃管10套装在V型支撑管7和底盖8上，且石英玻璃管10的上端与隔板6螺纹连接，石英玻璃管10的下端与螺纹夹持盖9螺纹连接，夹持法兰11位于出水管13的下方，且夹持法兰11与内壁管5的外壁焊接，内壳Ⅱ的下端设置在外壳Ⅰ上的上外壁管2和下外壁管3中，且连接法兰1与夹持法兰11通过连接元件连接，外箱Ⅲ位于夹持法兰11的下方，且外箱Ⅲ套装在外壳Ⅰ上，连接板Ⅳ设置在外箱Ⅲ的上方，且连接板Ⅳ与外箱Ⅲ上的法兰通过连接元件连接，将夹持法兰11夹持在中心，夹持法兰11可水平转动，从而可以调整高温工业内窥镜安装角度，使其能够直面观测物体。进气孔2-1位于外箱Ⅲ中，窥视窗3-1位于底盖8的上方，工业内窥镜Ⅴ设置在内壁管5中，且工业内窥镜Ⅴ的探头17穿过探头伸入孔6-2正对窥视窗3-1，工业内窥镜Ⅴ的上端通过数据线与计算机19连接。工业内窥镜Ⅴ采用市售的工业内窥镜。

具体实施方式二：结合图2说明本实施方式，本实施方式的下外壁管3采用高温合金管或陶瓷管，例如GH3044、HastlloyX。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：结合图2说明本实施方式，本实施方式的上外壁管2采用低温合金管，例如304L。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，本实施方式的上外壁管2的外表面喷涂有隔热涂层。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图2说明本实施方式，本实施方式的隔热涂层为陶瓷涂层。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图2说明本实施方式，本实施方式的数个进气孔2-1沿同一水平面均布设置。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图3说明本实施方式，本实施方式的内壁管5采用低温合金管，例如304L。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

本发明的工作原理：

将本发明穿过外机匣21、导流衬套22和火焰筒23，插入燃烧室的高温燃气(烟气)中，外箱Ⅲ与外机匣21焊接在一起，窥视窗3-1正对来流面向喷嘴方向且位于火焰筒轴线位置，装配时应保证从显示屏上能够观看到所有燃烧室喷嘴。在燃烧室工作之前，压缩空气通过上外壁管2上的进气孔2-1进入外壳Ⅰ与内壳Ⅱ之间的环腔18，对上外壁管2和下外壁管3进行冷却，冷却水通过进水管12注入，并通过V型支撑管7壁面上的喷水孔喷出到石英玻璃管10内，注满石英玻璃管10空间后，冷却水通过隔板6上的出水孔6-3进入内壁管5并通过上端的出水管13排出，冷却水起到冷却内壁管5、石英玻璃管10和环腔18内的压缩空气的作用，从而冷却了工业内窥镜Ⅴ的工作环境，控制工业内窥镜Ⅴ工作环境温度低于准许使用温度，保证工业内窥镜Ⅴ能够正常工作。所述环腔18内的冷却用压缩空气可以如冷却水一样单独供应。

燃烧室工作时，压缩空气从导流衬套22与火焰筒23之间的环腔进入燃烧室头部，冷却火焰筒23的壁面，并通过与燃烧室喷嘴中的燃料预混燃烧，产生高温燃气(烟气)，位于高温燃气下游的高温工业内窥镜Ⅴ面临高温威胁，这时通过不断调整冷却水量来控制工业内窥镜Ⅴ的工作环境温度，保证工业内窥镜Ⅴ不会超温工作，被损坏，影响测量性能。

Claims (7)

1.一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜，所述高温工业内窥镜包括工业内窥镜(Ⅴ)，其特征在于：所述高温工业内窥镜还包括外壳(Ⅰ)、内壳(Ⅱ)、外箱(Ⅲ)和连接板(Ⅳ)，所述外壳(Ⅰ)包括连接法兰(1)、上外壁管(2)、下外壁管(3)和底板(4)，所述连接法兰(1)焊接在上外壁管(2)的顶端，所述下外壁管(3)插接在上外壁管(2)的下端，所述底板(4)焊接在下外壁管(3)的底端，上外壁管(2)上设有数个进气孔(2-1)，下外壁管(3)上设有窥视窗(3-1)，所述内壳(Ⅱ)包括内壁管(5)、隔板(6)、V型支撑管(7)、底盖(8)、螺纹夹持盖(9)、石英玻璃管(10)、夹持法兰(11)、进水管(12)、出水管(13)、密封顶板(14)、密封管接头(15)和密封盖(16)，所述内壁管(5)顶端焊接有密封顶板(14)，密封管接头(15)的下端与密封顶板(14)螺纹连接，密封管接头(15)的上端与密封盖(16)螺纹连接，所述内壁管(5)下端焊接有隔板(6)，隔板(6)上开设有三个孔，依次为进水通孔(6-1)、探头伸入孔(6-2)和出水孔(6-3)，在密封顶板(14)下方设有进水管(12)和出水管(13)，进水管(12)的下端设置在进水通孔(6-1)中，所述V型支撑管(7)的上端焊接在隔板(6)上，所述V型支撑管(7)的上端焊接在底盖(8)上，V型支撑管(7)管壁上开设有两排喷水孔，底盖(8)的下端与螺纹夹持盖(9)螺纹连接，所述石英玻璃管(10)套装在V型支撑管(7)和底盖(8)上，且石英玻璃管(10)的上端与隔板(6)螺纹连接，石英玻璃管(10)的下端与螺纹夹持盖(9)螺纹连接，所述夹持法兰(11)位于出水管(13)的下方，且夹持法兰(11)与内壁管(5)的外壁焊接，所述内壳(Ⅱ)的下端设置在外壳(Ⅰ)上的上外壁管(2)和下外壁管(3)中，且连接法兰(1)与夹持法兰(11)通过连接元件连接，外箱(Ⅲ)位于夹持法兰(11)的下方，且外箱(Ⅲ)套装在外壳(Ⅰ)上，连接板(Ⅳ)设置在外箱(Ⅲ)的上方，且连接板(Ⅳ)与外箱(Ⅲ)上的法兰通过连接元件连接，进气孔(2-1)位于外箱(Ⅲ)中，窥视窗(3-1)位于底盖(8)的上方，工业内窥镜(Ⅴ)设置在内壁管(5)中，且工业内窥镜(Ⅴ)的探头(17)穿过探头伸入孔(6-2)正对窥视窗(3-1)。

2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜，其特征在于：所述下外壁管(3)采用高温合金管或陶瓷管。

3.根据权利要求2所述的一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜，其特征在于：所述上外壁管(2)采用低温合金管。

4.根据权利要求3所述的一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜，其特征在于：所述上外壁管(2)的外表面喷涂有隔热涂层。

5.根据权利要求4所述的一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜，其特征在于：所述隔热涂层为陶瓷涂层。

6.根据权利要求5所述的一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜，其特征在于：和所述数个进气孔(2-1)沿同一水平面均布设置。

7.根据权利要求6所述的一种燃气轮机燃烧室或透平试验用高温工业内窥镜，其特征在于：所述内壁管(5)采用低温合金管。