CN109738193A - 燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构 - Google Patents

燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构 Download PDF

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Abstract

燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，属于燃气轮机燃烧室试验技术领域。本发明解决了现有水冷式测量段的造价昂贵、加工困难、易损坏的缺陷。本发明的创新点在于：外罩壳体前后端设有法兰，前后挡板安装在法兰内槽上，高温燃气通道为扇形结构，扇形结构的前部上下侧壁上对应开设有叶片安装孔，高温燃气通道安装在外罩壳体内，且前后端与扇形孔密封连接；叶片呈扇形均布在高温燃气通道的叶片安装孔内；高温燃气通道的四周布有第一气膜孔，用于冷却；外罩壳体的上部设置有多个温度总压测量接口，烟气测量仪接口设置在外罩壳体的上部且靠近燃气出口，冷却气接口设置在外罩壳体的下部。本发明用于燃气轮机燃烧室试验中。

Description

燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构
技术领域
本发明涉及一种燃气轮机燃烧室试验用测量段结构，具体涉及一种燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，属于燃气轮机燃烧室试验技术领域。
背景技术
现有燃烧室试验用测量段普遍采用水冷式测量段。此类设计存在一些缺点，如水冷系统管路结构比较复杂，因而存在造价昂贵、加工困难、不便拆卸的问题。另外，试验进行时冷却水在管内易发生传热不均匀和模态沸腾的情况，致使部件发生裂缝，导致冷却水流入主气道损坏测量段，影响测试准确性。
发明内容
在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于此，本发明为了解决现有水冷式测量段的造价昂贵、加工困难、易损坏的缺陷，进而提供一种燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，通过改变冷却方式以及结构优化，实现测量仪表及测量段内高温壁面的冷却。
方案：燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，包括外罩壳体、前法兰、后法兰、高温燃气通道、叶片、前挡板和后挡板；所述外罩壳体前端设有前法兰，所述外罩壳体后端设有后法兰，所述前挡板安装在前法兰内槽上，所述后挡板安装在后法兰内槽上，前挡板和后挡板上均开设有扇形孔；所述高温燃气通道的前端为高温燃气入口，后端为燃气出口，高温燃气通道为扇形结构，扇形结构的前部上下侧壁上对应开设有叶片安装孔，高温燃气通道安装在外罩壳体内，且前后端与扇形孔密封连接；所述叶片呈扇形均布在高温燃气通道的叶片安装孔内；所述高温燃气通道的四周布有第一气膜孔，用于冷却；外罩壳体的上部设置有多个温度总压测量接口，烟气测量仪接口设置在外罩壳体的上部且靠近燃气出口，冷却气接口设置在外罩壳体的下部。
进一步地：所述高温燃气通道上壁上设置有烟气测量仪定位接口，烟气测量仪定位接口的轴线与烟气测量仪接口的轴线重合。如此设置，测量更为精准。
进一步地：所述高温燃气通道上设置有侧方搭板，外罩壳体内部设置有侧方凸台，所述高温燃气通道通过侧方搭板安装在外罩壳体的侧方凸台上。如此设置，更加便于加工及安装。
进一步地：所述高温燃气通道的前端设置有密封倒钩，前挡板6的扇形孔处设置有向外突出的立边，高温燃气通道通过密封倒钩及向外突出的立边与前挡板密封连接。
进一步地：所述叶片的头部均布多个温度压力测点，用于温度和总压测量探针测量端电极的位置固定；叶片前缘及中部布有第二气膜孔，用于冷却。
进一步地：所述高温燃气通道与侧方搭板间设置有多个加强筋。
本发明所达到的效果为：
本发明与现有水冷式测量段相比，节省材料，造价低廉；结构简单，缩减了加工周期，部件易拆卸、更换；采用气膜冷却方式将金属壁面与高温燃气隔开，使冷却后的壁面最高温度控制在780℃以下，低于材料允许温度，冷却效果良好，部件不易损坏。
附图说明
图1是本发明的燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构示意图；
图2是图1的纵切面图；
图3是图2中E-E的剖面图；
图4是高温燃气通道示意图；
图5是叶片示意图；
图6是前挡板示意图；
图7是图6的后视图；
图8是图6的B-B剖面图；
图9是密封倒钩与前挡板立边配合示意图。
图中：1.外罩壳体，2.前法兰，3.后法兰，4.叶片，5.高温燃气通道，6.前挡板，7.后挡板，8.温度总压测量接口，9.烟气测量仪接口，10.冷却气接口，11.烟气测量仪定位接口，12.加强筋，13.侧方搭板，14.密封倒钩。
具体实施方式
为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在申请文件中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
实施例1：参见图1至图9，本实施方式的燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，包括外罩壳体1、前法兰2、后法兰3、高温燃气通道4、叶片5、前挡板6和后挡板7；所述外罩壳体1前端设有前法兰2，所述外罩壳体1后端设有后法兰3，所述前挡板6安装在前法兰2内槽上，所述后挡板7安装在后法兰3内槽上，前挡板6和后挡板7上均开设有扇形孔，其前挡板6的扇形孔处设置有向外突出的立边；所述高温燃气通道4的前端为高温燃气入口4-1，后端为燃气出口4-2，高温燃气通道4为扇形结构，扇形结构的前部上下侧壁上对应开设有叶片安装孔，所述高温燃气通道4上设置有侧方搭板13，外罩壳体1内部设置有侧方凸台，所述高温燃气通道4通过侧方搭板13安装在外罩壳体1的侧方凸台上，且前后端与扇形孔密封连接；所述叶片5呈扇形均布在高温燃气通道4的叶片安装孔内，所述叶片5的头部均布多个温度压力测点5-1，用于温度和总压测量探针测量端电极的位置固定；叶片5前缘及中部布有第二气膜孔5-2，用于冷却；所述高温燃气通道4的四周布有第一气膜孔4-3，用于冷却；外罩壳体1的上部设置有多个温度总压测量接口8，烟气测量仪接口9设置在外罩壳体1的上部且靠近燃气出口4-2，冷却气接口10设置在外罩壳体1的下部；所述高温燃气通道4上壁上设置有烟气测量仪定位接口11，烟气测量仪定位接口11的轴线与烟气测量仪接口9的轴线重合。所述高温燃气通道4的前端设置有密封倒钩14，高温燃气通道4通过密封倒钩14与前挡板6扇形孔处的立边密封连接。所述高温燃气通道4与侧方搭板13间设置有多个加强筋12。
本实施例的燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段在使用时，燃烧室排气(烟气)从高温燃气入口4-1进入测量段，首先经过叶片温度压力测点5-1测量温度分布和总压，然后经过烟气测量仪定位接口11处测量烟气成分，最终到达燃气出口4-2进行后续的冷却。
冷却空气从冷却气接口10流入测量段，通过高温燃气通道4的第一气膜孔4-3和叶片5的第二气膜孔5-2沿金属壁面进入高温燃气通道内，在金属壁面形成冷却气膜后，最终随烟气排出测量段。
虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (6)

1.燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，其特征在于：包括外罩壳体(1)、前法兰(2)、后法兰(3)、高温燃气通道(4)、叶片(5)、前挡板(6)和后挡板(7)；所述外罩壳体(1)前端设有前法兰(2)，所述外罩壳体(1)后端设有后法兰(3)，所述前挡板(6)安装在前法兰(2)内槽上，所述后挡板(7)安装在后法兰(3)内槽上，前挡板(6)和后挡板(7)上均开设有扇形孔；所述高温燃气通道(4)的前端为高温燃气入口(4-1)，后端为燃气出口(4-2)，高温燃气通道(4)为扇形结构，扇形结构的前部上下侧壁上对应开设有叶片安装孔，高温燃气通道(4)安装在外罩壳体(1)内，且前后端与扇形孔密封连接；所述叶片(5)呈扇形均布在高温燃气通道(4)的叶片安装孔内；所述高温燃气通道(4)的四周布有第一气膜孔(4-3)，用于冷却；外罩壳体(1)的上部设置有多个温度总压测量接口(8)，烟气测量仪接口(9)设置在外罩壳体(1)的上部且靠近燃气出口(4-2)，冷却气接口(10)设置在外罩壳体(1)的下部。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，其特征在于：所述高温燃气通道(4)上壁上设置有烟气测量仪定位接口(11)，烟气测量仪定位接口(11)的轴线与烟气测量仪接口(9)的轴线重合。
3.根据权利要求2所述的燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，其特征在于：所述高温燃气通道(4)上设置有侧方搭板(13)，外罩壳体(1)内部设置有侧方凸台，所述高温燃气通道(4)通过侧方搭板(13)安装在外罩壳体(1)的侧方凸台上。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，其特征在于：所述高温燃气通道(4)的前端设置有密封倒钩(14)，高温燃气通道(4)通过密封倒钩(14)与前挡板(6)密封连接。
5.根据权利要求4所述的燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，其特征在于：所述叶片(5)的头部均布多个温度压力测点(5-1)，用于温度和总压测量探针测量端电极的位置固定；叶片(5)前缘及中部布有第二气膜孔(5-2)，用于冷却。
6.根据权利要求5所述的燃气轮机燃烧室试验用空冷式测量段结构，其特征在于：所述高温燃气通道(4)与侧方搭板13间设置有多个加强筋(12)。
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