CN115264532B - 一种用于气态燃料供给的密封装置及燃烧器更换方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于气态燃料供给的密封装置及燃烧器更换方法，涉及燃气轮机燃烧室领域。所述密封装置中，燃料盖板上设置有燃料供给通孔；燃料供给管两端设置有螺纹；第一密封件与燃料盖板为一体化结构，第一密封件与第二密封件紧密接触，二者均开有通孔；燃料供给管贯穿密封结构和燃料盖板，紧固螺母用于固定第二密封件。所述方法包括：将燃料供给管与燃料进气管路断开连接；依次拆卸紧固螺母、圆台密封件和燃料盖板；将燃料供给管与燃烧器断开连接；更换新的燃烧器；再按照相反的步骤将密封装置安装在实验台上，完成燃烧器的更换。

Description

一种用于气态燃料供给的密封装置及燃烧器更换方法
技术领域
本发明涉及燃气轮机燃烧室领域，具体涉及用于燃烧室模拟试验的气态燃料供给管路的密封技术。
背景技术
随着燃气轮机的不断发展，近年来，其相关的研发工作得到了广泛重视。在进行燃气轮机设计研发的基础上，需要开展试验研究来进行数值验证和设计优化，因此搭建燃气轮机试验台成为燃气轮机设计研发的关键之一。
在搭建气态燃料燃气轮机试验台时，需要将气态燃料供给至燃烧器内，并且试验过程中需要更换燃烧器，因此试验台面临着燃气泄露的风险。倘若有可燃气体泄露出来，极易引发爆炸等安全事故，威胁人身和财产安全。
因此，需要设计一种密封性能好且拆卸方便的密封装置，以满足燃烧室的模拟试验。
发明内容
本发明的目的是为了满足气态燃料燃气轮机的发展需求，提供一种用于气态燃料供给的密封装置及燃烧器更换方法。
本发明提供了一种用于气态燃料供给的密封装置包括燃料盖板、若干个燃料供给管以及若干个密封结构；
所述燃料盖板上设置有若干个燃料供给通孔；
所述燃料供给管的两端设置有螺纹；
所述密封结构包括第一密封件、第二密封件以及紧固螺母，所述第一密封件位于所述燃料盖板的一侧，且所述第一密封件与所述燃料盖板为一体化结构，所述第一密封件与所述第二密封件紧密接触，并且第一密封件与所述第二密封件均开有与所述燃料供给通孔同轴的通孔；
所述若干个燃料供给管分别贯穿所述若干个密封结构、并分别贯穿所述若干个燃料供给通孔，所述若干个紧固螺母分别用于固定所述第二密封件。
可选的，所述第一密封件与所述第二密封件相接触的面为平面。
可选的，所述第一密封件为喇叭形密封件，所述第二密封件为圆台形密封件，所述喇叭形密封件的凹陷部位与所述圆台形密封件的凸起部位相配合。
可选的，所述燃料盖板上设置有若干个固定孔，所述固定孔用于将所述密封装置固定在试验台上。
可选的，所述密封装置与所述试验台之间设置有垫片。
可选的，所述圆台形密封件的圆台锥角为40～100°，圆台锥面表面粗糙度小于0.8，并且圆台与所述喇叭形密封件配合的终止位置距离所述喇叭形密封件的喇叭口末端0.5～1.5mm。
本发明还提供了一种燃烧器更换方法，所述燃烧器与本发明的一种用于气态燃料供给的密封装置相连接，所述方法包括步骤：
将所述燃料供给管与燃料进气管路断开连接；
依次拆卸所述紧固螺母、所述第二密封件和所述燃料盖板；
将所述燃料供给管与所述燃烧器断开连接；
更换新的燃烧器；
将所述若干个燃料供给管的一端分别与所述新的燃烧器相连接；
将所述若干个燃料供给管的另一端分别穿过所述燃料盖板上的若干个燃料供给通孔；
将所述燃料盖板固定在所述试验台上；
将所述第二密封件套在所述燃料供给管上，并通过所述紧固螺母使所述第二密封件与所述第一密封件紧密接触；
在所述紧固螺母与所述第二密封件之间填充密封胶；以及
将所述若干个燃料供给管的另一端与燃料进气管路相连接。
本发明所述的用于气态燃料供给的密封装置，通过密封装置的独特的喇叭形密封件和圆台形密封件，能够有效避免燃料供给管与燃料供给通孔之间的气体燃料的泄露，具有良好的气密性；各连接处采用螺纹密封及紧固，可在环境温度为300℃的紧凑空间内将燃料分级供给至燃烧器内。本发明的方法通过拆卸密封结构、燃料盖板及燃料供给管即可完成燃烧器的更换，大大降低了试验件的加工成本。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的用于气态燃料供给的密封装置的立体结构示意图；
图2是本发明具体实施方式的用于气态燃料供给的密封装置的纵向剖面图；
图3是本发明具体实施方式的用于气态燃料供给的密封装置与燃烧器的连接方式示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：如图1所示，本实施方式所述的用于气态燃料供给的密封装置主要包括燃料盖板1、若干个燃料供给管2以及若干个密封结构3，其中，燃料供给管2为金属管，可承受600℃的环境温度。燃料盖板1上设置有若干个燃料供给通孔11，燃料供给通孔11的数量、燃料供给管2的数量以及密封结构3的数量均与燃烧器4进气管的数量相同。为了将燃料盖板1方便地安装在试验台5上，还可以在燃料盖板1四周设置固定孔12，通过螺钉将燃料盖板1固定在试验台5上。以图1至图3为例，燃烧器4包括三个进气管，燃料供给通孔11、燃料供给管2以及密封结构3的数量均为3。燃料供给管2的两端设置有螺纹。密封结构3包括第一密封件31、第二密封件32以及紧固螺母33，3个第一密封件31均位于燃料盖板1的上表面，并且第一密封件31与燃料盖板1为一体化结构。第一密封件31与第二密封件32紧密接触，第一密封件31与第二密封件32均在中心处开有通孔，并且通孔与燃料供给通孔同轴。燃料供给管2依次贯穿燃料盖板1、第一密封件31、第二密封件32以及紧固螺母33，通过紧固螺母33固定第二密封件32。
第一密封件31与第二密封件32可以的接触面可以是平面，例如，第一密封件31位于燃料盖板1的上表面，第二密封件32位于第一密封件31上方，那么第一密封件31的上表面与第二密封件32的下表面均为平面，在紧固螺母33的作用下，第一密封件31的上表面与第二密封件32的下表面紧密接触，实现密封。
第一密封件31与第二密封件32可以的接触面可以呈阶梯状，例如图2所示，第一密封件31为喇叭形密封件，第二密封件32为圆台形密封件，喇叭形密封件的凹陷部位与圆台形密封件的凸起部位相配合。
上述密封装置中，燃料供给管2的上端连接燃料进气管路、下端连接燃烧器4的供气管路。喇叭形密封件的侧面与圆台形密封件的侧面紧密接触，喇叭形密封件的外沿与圆台形密封件的外沿紧密接触，形成环形密封面，即便燃料供给管2与密封结构3之间的缝隙处存在泄露的气体燃料，气体燃料也很难经过环形密封面泄露到试验台5外部。为了使密封效果更好，燃料供给管2两端的螺纹应当采用细牙螺纹。此外，如图3所示，还可以在燃料盖板1与试验台5之间增加垫片6，进一步提升上述密封装置的密封性能。
为了兼顾密封性能与加工难度，圆台形密封件的圆台锥角大小应为40～100°，圆台锥面表面粗糙度应小于0.8，圆台与喇叭形密封件配合的终止位置距离喇叭形密封件的喇叭口末端0.5～1.5mm。考虑到试验台5内部的压力，燃料盖板厚度可以在10～20mm之间。燃料供给通孔11与燃料供给管2的配合精度为6级。
采用上述密封装置进行气体燃料供给的实验设备在更换燃烧器4时可以采用如下方法：
步骤一、将燃料供给管2与燃料进气管路断开连接；
步骤二、依次拆卸紧固螺母33、第二密封件32和燃料盖板1；
步骤三、将燃料供给管2与燃烧器4断开连接；
步骤四、更换新的燃烧器4；
步骤五、将燃料供给管2的一端与试验台5一侧的燃烧器4相连接；
步骤六、将燃料供给管2的另一端分别穿过燃料盖板1上的若干个燃料供给通孔12；
步骤七、可以在试验台5上布置一层垫片6，然后将燃料盖板1固定在试验台5上；
步骤八、将圆台形密封件套在燃料供给管2上，再通过旋转紧固螺母33使得圆台形密封件与喇叭形密封件紧密接触；
步骤九、在紧固螺母33与第二密封件32之间填充液态密封胶；以及
步骤十、将燃料供给管2的另一端与燃料进气管路相连接。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于气态燃料供给的密封装置，其特征在于，包括燃料盖板、若干个燃料供给管以及若干个密封结构；
所述燃料盖板上设置有若干个燃料供给通孔；
所述燃料供给管的两端设置有螺纹；
所述密封结构包括第一密封件、第二密封件以及紧固螺母，所述第一密封件位于所述燃料盖板的一侧，且所述第一密封件与所述燃料盖板为一体化结构，所述第一密封件与所述第二密封件紧密接触，并且第一密封件与所述第二密封件均开有与所述燃料供给通孔同轴的通孔；
所述若干个燃料供给管分别贯穿所述若干个密封结构、并分别贯穿所述若干个燃料供给通孔，若干个紧固螺母分别用于固定所述第二密封件；
所述燃料盖板上设置有若干个固定孔，所述固定孔用于将所述密封装置固定在试验台上。
2.根据权利要求1所述的一种用于气态燃料供给的密封装置，其特征在于，所述第一密封件与所述第二密封件相接触的面为平面。
3.根据权利要求1所述的一种用于气态燃料供给的密封装置，其特征在于，所述第一密封件为喇叭形密封件，所述第二密封件为圆台形密封件，所述喇叭形密封件的凹陷部位与所述圆台形密封件的凸起部位相配合。
4.根据权利要求1所述的一种用于气态燃料供给的密封装置，其特征在于，所述密封装置与所述试验台之间设置有垫片。
5.根据权利要求3所述的一种用于气态燃料供给的密封装置，其特征在于，所述圆台形密封件的圆台锥角为40～100°，圆台锥面表面粗糙度小于0.8，并且圆台与所述喇叭形密封件配合的终止位置距离所述喇叭形密封件的喇叭口末端0.5～1.5mm。
6.一种燃烧器更换方法，所述燃烧器与权利要求1所述的一种用于气态燃料供给的密封装置相连接，其特征在于，所述方法包括步骤：
将所述燃料供给管与燃料进气管路断开连接；
依次拆卸所述紧固螺母、所述第二密封件和所述燃料盖板；
将所述燃料供给管与所述燃烧器断开连接；
更换新的燃烧器；
将所述若干个燃料供给管的一端分别与所述新的燃烧器相连接；
将所述若干个燃料供给管的另一端分别穿过所述燃料盖板上的若干个燃料供给通孔；
将所述燃料盖板固定在所述试验台上；
将所述第二密封件套在所述燃料供给管上，并通过所述紧固螺母使所述第二密封件与所述第一密封件紧密接触；
在所述紧固螺母与所述第二密封件之间填充密封胶；以及
将所述若干个燃料供给管的另一端与燃料进气管路相连接。
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