CN207439679U - 一种燃烧室试验设备及其测量管段 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别涉及一种燃烧室试验设备及其测量管段。上述测量管段包括内管、外管、第一管连接件以及第二管连接件；第一管连接件内设置有与换热通道连通的第一换热通道，并在朝向第二管连接件的一侧表面设置有与第一换热通道连通的进水管；第二管连接件内设置有与换热通道连通的第二换热通道，并在朝向第一管连接件的一侧表面设置有与第二换热通道连通的出水管。该测量管段能够对管连接件进行冷却降温且延长法兰使用寿命，以解决现有测量管段两端的管连接件容易因高温而损坏的问题。

Description

一种燃烧室试验设备及其测量管段

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，特别涉及一种燃烧室试验设备及其测量管段。

背景技术

现有微型燃气轮机是由涡轮增压器发展形成的，也是以连续流动的气体为工质、将燃料的热能转换为机械功的内燃旋转式动力机械，并且微型燃气轮机因其安全可靠、灵活多变的电力供给方式、投资少、环境友好等诸多特点而得到迅速发展。

微型燃气轮机的三大部件为燃烧室、压气机和涡轮，燃烧室位于压气机与涡轮之间，燃烧室的性能会直接影响微型燃气轮机的总体性能。因此，在燃烧室的研制和调试过程中往往需要进行大量的试验，虽然目前数值仿真技术发展迅速，但仍无法取代试验在燃烧室研制和调试过程中的地位。

现有燃烧室试验设备包括燃烧室、测量管段以及连接燃烧室和测量管段的连接件；燃烧室出口的烟气温度通常都在1000℃以上，虽然现有不锈钢材料制成的测量管段设置有水套冷却结构，但是测量管段两端的法兰等管连接件因未设置冷却水套结构而容易因高温损坏。

因此，急需提供一种能够对管连接件进行冷却降温且延长管连接件使用寿命的测量管段，以解决现有测量管段两端的管连接件容易因高温而损坏的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种燃烧室试验设备及其测量管段，该测量管段能够对管连接件进行冷却降温且延长法兰使用寿命，以解决现有测量管段两端的管连接件容易因高温而损坏的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种测量管段，该测量管段包括内管、外管、第一管连接件以及第二管连接件；其中：

所述外管套设在所述内管外周侧形成双层管道，并在所述内管和所述外管之间形成换热通道；

所述第一管连接件固定连接于所述双层管道的一端；

所述第二管连接件与所述第一管连接件相对设置、且固定连接于所述双层管道的另一端；

所述第一管连接件内设置有与所述换热通道连通的第一换热通道，并在朝向所述第二管连接件的一侧表面设置有与所述第一换热通道连通的进水管；

所述第二管连接件内设置有与所述换热通道连通的第二换热通道，并在朝向所述第一管连接件的一侧表面设置有与所述第二换热通道连通的出水管。

由于上述测量管段的第一管连接件内设置有与内、外管之间的换热通道连通的第一换热通道，并在朝向第二管连接件的一侧表面设置有与第一换热通道连通的进水管，同时，第二管连接件内设置有与内、外管之间的换热通道连通的第二换热通道，并在朝向第一管连接件的一侧表面设置有与第二换热通道连通的出水管；因此，在上述测量管段工作过程中，冷却水等换热介质通过第一管连接件的进水管进入第一换热通道，再依次流过换热通道和第二换热通道后从第二管连接件的出水管流出，通过进水管和出水管中换热介质的连续流动，能够使内管、外管、第一管连接件以及第二管连接件与换热介质进行连续热交换，将内管、外管、第一管连接件以及第二管连接件中的热量带走，以对内管、外管、第一管连接件以及第二管连接件进行冷却降温，防止内管、外管、第一管连接件以及第二管连接件因温度过高而损坏，因此，通过设置在第一管连接件内的第一换热通道和设置在第二管连接件内的第二换热通道能够对测量管段的管连接件进行降温，以延长管连接件的使用寿命。

因此，该测量管段能够对管连接件进行冷却降温且延长法兰使用寿命，以解决现有测量管段两端的管连接件容易因高温而损坏的问题。

优选地，在所述换热通道内设置有导流组件。

优选地，所述导流组件包括间隔设置的至少两个C形挡环，每个C形挡环沿其周向设置有缺口，每相邻的两个C形挡环的缺口交错设置。

优选地，每个所述C形挡环固定连接于所述内管的外周面，并与所述外管间隙配合；或者，

每个所述C形挡环固定连接于所述外管的内周面，并与所述内管间隙配合。

优选地，每个所述C形挡环与所述外管或所述内管之间的间隙为1mm～2mm。

优选地，沿所述内管的周向，每相邻的两个C形挡环的缺口相隔150°～210°设置。

优选地，每相邻的两个C形挡环的缺口相隔180°设置。

优选地，所述第一管连接件设置有贯穿其厚度的第一通孔，并且所述第一换热通道沿周向设置的第一开口朝向所述第一通孔；所述第一换热通道通过所述第一开口与所述换热通道连通；

所述第二管连接件设置有贯穿其厚度的第二通孔，并且所述第二换热通道沿周向设置的第二开口朝向所述第二通孔；所述第二换热通道通过所述第二开口与所述换热通道连通。

优选地，所述第一管连接件和所述第二管连接件均为法兰，并且所述第一换热通道和所述第二换热通道均为环形凹槽。

优选地，沿所述内管的周向，所述进水管与所述出水管相隔180°设置，且所述进水管的内径大于所述出水管的内径。

优选地，所述测量管段沿其轴向的长度尺寸为200mm～600mm。

优选地，所述外管的轴心线与所述内管的轴心线重合。

优选地，在所述外管的外周面设置有沿所述外管的径向方向延伸的多个测量凸台，并且每个测量凸台均设置有连通所述内管的管腔的测量通孔；

每个所述测量凸台背离所述外管的一端安装有盖板。

优选地，所述多个测量凸台具有不同孔径的多个测量通孔。

另外，本实用新型还提供了一种燃烧室试验设备，该燃烧室试验设备包括燃烧室，还包括上述技术方案提供的任意一种测量管段。

本实用新型的有益效果：

采用本实用新型提供的测量管段，因在第一管连接件内设置有第一换热通道、在第二管连接件内设置有第二换热通道，并且第一换热通道和第二换热通道均与内、外管之间的换热通道连通，使换热介质依次流经第一管连接件、内管、外管和第二管连接件，能够对内管、外管、第一管连接件以及第二管连接件进行冷却降温，因此，上述测量管段能够对管连接件进行降温，以延长管连接件的使用寿命，并能够解决现有测量管段两端的管连接件容易因高温而损坏的问题。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例提供的燃烧室试验设备的结构示意图；

图2为图1中提供的燃烧室试验设备的半剖结构示意图；

图3为本实用新型一种实施例提供的测量管段的结构示意图；

图4为图2中提供的测量管段的半剖结构示意图；

图5为图3中提供的测量管段的第二管连接件的半剖结构示意图；

图6为图3中提供的测量管段的C形挡环的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种燃烧室试验设备及其测量管段，该测量管段能够对管连接件进行冷却降温且延长法兰使用寿命，以解决现有测量管段两端的管连接件容易因高温而损坏的问题。

其中，请参考图3、图4和图5，本实用新型一种实施例提供的测量管段14，该测量管段14包括内管141、外管142、第一管连接件143以及第二管连接件144；其中：

外管142套设在内管141外周侧形成双层管道，并在内管141和外管142之间形成换热通道145；如图2结构所示，外管142与内管141可以同心设置，也可以采用其它非同心结构；外管142套设在内管141外周，在内管141与外管142之间形成换热通道145；在测量管段14工作时，换热通道145内充满能够流动的换热介质，换热介质可以为水、油、冷却液、汞等具有较大比热容的流体材料。考虑到热稳定性、比热容、获取难易程度、成本等因素，本实用新型实施例中以水作为换热介质进行说明；

第一管连接件143固定连接于双层管道的一端；

第二管连接件144与第一管连接件143相对设置、且固定连接于双层管道的另一端；

第一管连接件143内设置有与换热通道145连通的第一换热通道1431，并在朝向第二管连接件144的一侧表面设置有与第一换热通道1431连通的进水管1432；如图3和图4结构所示，第一管连接件143可以为法兰，并固定连接在外管142和内管141的一端；第一管连接件143内设置有第一换热通道1431，第一换热通道1431可以为环形凹槽，也可以为其它结构；并在第一管连接件143朝向第二管连接件144的一侧表面设置有用于使水等换热介质流入的进水管1432；第一换热通道1431与形成在外管142和内管141之间的换热通道145连通，使从进水管1432进入的换热介质通过第一换热通道1431流入换热通道145内；

第二管连接件144内设置有与换热通道145连通的第二换热通道1441，并在朝向第一管连接件143的一侧表面1442设置有与第二换热通道1441连通的出水管1443。如图3和图4结构所示，第二管连接件144可以为法兰，并与第一管连接件143相对设置且固定连接在外管142和内管141的另一端；第二管连接件144内设置有第二换热通道1441，第二换热通道1441可以为环形凹槽，也可以为其它结构；并在第二管连接件144朝向第一管连接件143的一侧表面1442设置有用于使换热通道145内的换热介质流出的出水管1443；出水管1443与第二换热通道1441，同时，第二换热通道1441与形成在外管142和内管141之间的换热通道145连通，以使在换热通道145内进行热交换后的换热介质通过出水管1443流出，通过换热介质将内管141、外管142、第一管连接件143以及第二管连接件144中的热量带走，以完成对内管141、外管142、第一管连接件143以及第二管连接件144进行冷却降温的目的。

由于上述测量管段14的第一管连接件143内设置有与内管141、外管142之间的换热通道145连通的第一换热通道1431，并在朝向第二管连接件144的一侧表面设置有与第一换热通道1431连通的进水管1432，同时，第二管连接件144内设置有与内管141、外管142之间的换热通道145连通的第二换热通道1441，并在朝向第一管连接件143的一侧表面1442设置有与第二换热通道1441连通的出水管1443；因此，在上述测量管段14工作过程中，水等换热介质通过第一管连接件143的进水管1432进入第一换热通道1431，再依次流过换热通道145和第二换热通道1441后从第二管连接件144的出水管1443流出，通过进水管1432和出水管1443中换热介质的连续流动，能够使内管141、外管142、第一管连接件143以及第二管连接件144与换热介质进行连续热交换，将内管141、外管142、第一管连接件143以及第二管连接件144中的热量带走，以对内管141、外管142、第一管连接件143以及第二管连接件144进行冷却降温，防止内管141、外管142、第一管连接件143以及第二管连接件144因温度过高而损坏，因此，通过设置在第一管连接件143内的第一换热通道1431和设置在第二管连接件144内的第二换热通道1441能够对测量管段14的管连接件进行降温，以延长管连接件的使用寿命。

因此，该测量管段14能够对管连接件进行冷却降温且延长法兰使用寿命，以解决现有测量管段14两端的管连接件容易因高温而损坏的问题。

为了提高换热介质的热交换效率，以防止换热介质在换热通道145内形成流动死区、降低散热效果，如图3和图4结构所示，在内管141和外管142之间的换热通道145内设置有导流组件。

一种具体的实施方式中，如图4和图6结构所示，导流组件包括间隔设置的至少两个C形挡环146，每个C形挡环146沿其周向设置有缺口1461，每相邻的两个C形挡环146的缺口1461交错设置。如图4结构所示，导流组件包括间隔设置在换热通道145内的4个C形挡环146，C形挡环146设置有缺口，并且通过交错设置的C形挡环146，使换热介质在换热通道145内的流动具有方向性，在换热通道145内形成一条使换热介质只能单向流动的通道，进而使进入换热通道145内的换热介质均能参与热交换，提高了换热介质的换热效率，进一步提高换热通道145的冷却散热效果。

导流组件可以为多个C形挡环146，还可以为具有导流作用的其它结构，如：环形挡板、螺旋型导流结构等。

C形挡环146在换热通道145内的设置形式可以包括以下两种实施方式：

方式一，每个C形挡环146固定连接于内管141的外周面，并与外管142间隙配合；如将每个C形挡环146焊接或粘接在内管141的外周面，为了方便安装，使C形挡环146与外管142之间间隙配合；每个C形挡环146与外管142之间的间隙可以为1mm～2mm，例如，C形挡环146与外管142之间的间隙可以为1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.5mm、1.8mm、2mm。

由于在C形挡环146与外管142之间设置有间隙，因此，不仅方便了外管142与内管141之间的安装，还有利于提高换热流体的热交换效率，并可防止换热流体在换热通道145内形成流动死区。

为了方便加工或提高装配效率，C形挡环146可以与内管141一体成型，也可以为分体式结构。

方式二，每个C形挡环146固定连接于外管142的内周面，并与内管141间隙配合；同理，每个C形挡环146可以通过焊接或粘接在外管142的内周面，将C形挡环146与内管141间隙配合同样能够便于安装；每个C形挡环146与内管141之间的间隙可以为1mm～2mm，例如，C形挡环146与内管141之间的间隙可以为1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.5mm、1.8mm、2mm。

由于在C形挡环146与内管141之间设置有间隙，因此，不仅方便了外管142与内管141之间的安装，还有利于提高换热流体的热交换效率，并可防止换热流体在换热通道145内形成流动死区。

为了方便加工或提高装配效率，C形挡环146可以与外观142一体成型，也可以为分体式结构。

在上述各种实施例的基础上，沿内管141的周向，每相邻的两个C形挡环146的缺口1461可以相隔150°～210°设置，如：150°、160°、170°、180°、190°、200°、210°。为了使换热介质的换热效果达到最佳，每相邻的两个C形挡环146的缺口1461可以相隔180°设置。

如图4和图5结构所示，第一管连接件143设置有贯穿其厚度的第一通孔1433，并且第一换热通道1431沿周向设置的第一开口朝向第一通孔1433；第一换热通道1431通过第一开口与换热通道145连通；

第二管连接件144设置有贯穿其厚度的第二通孔1445，并且第二换热通道1441沿周向设置的第二开口朝向第二通孔1445；第二换热通道1441通过第二开口与换热通道145连通。

更进一步地，第一管连接件143和第二管连接件144均可以为法兰，也可以为其他结构的管连接件；如图4结构所示，当第一管连接件143和第二管连接件144为法兰时，在第一管连接件143上设置有第一安装孔1434，并且在第二管连接件144上设置有第二安装孔1444；第一换热通道1431和第二换热通道1441均可以为环形凹槽，也可以为其他结构形式的腔体。在本实用新型实施例中，第一管连接件143和第二管连接件144均以法兰为例，同时，第一换热通道1431和第二换热通道1441均以环形凹槽为例进行说明，其他结构形式同理。

为了进一步提高换热效率和散热效果，如图3结构所示，沿内管141的周向，进水管1432与出水管1443相隔180°设置，且进水管1432的内径大于出水管1443的内径。

在考虑加工方便性的情况下，测量管段14沿其轴向的长度尺寸可以为200mm～600mm，例如：200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm、600mm，除上述所列长度尺寸外，还可以根据实际试验需要，设置更加合适的长度尺寸。

如图4结构所示，外管142的轴心线与内管141的轴心线重合，即，外管142与内管141为同心结构设置，也可以采用非同心的结构设置。

为了方便测量燃烧室11燃烧后的温度、压力、排放物含量等各种参数，如图3和图4结构所示，在外管142的外周面设置有沿外管142的径向方向延伸的多个测量凸台147，并且每个测量凸台147均设置有连通内管141的管腔148的测量通孔1471；每个测量凸台147背离外管142的一端安装有盖板149。

为了能够采用多种测量仪器进行测量，同时实现多种测量目的，多个测量凸台147可以形成孔径不同的多个测量通孔1471；多个测量凸台147可以沿周向均匀分布，也可以沿轴向均匀分布，还可以根据实际测量需要进行随机分布。

在上述各种实施例的基础上，如图4和图5结构所示，进水管1432和出水管1443均沿外管142的径向延伸，并超背离内管141的方向延伸；进水管1432可以由与第一管连接件143朝向第二管连接件144的一侧表面垂直设置的第一轴向管14321、以及与第一轴向管14321垂直连通的第一径向管14322构成；出水管1443可以由与第二管连接件144朝向第一管连接件143的一侧表面1442垂直设置的第二轴向管14431、以及与第二轴向管14331垂直连通的第二径向管14432构成；第一径向管14322和第二径向管14432均沿内管141的径向延伸。

另外，如图1以及图2结构所示，本实用新型实施例还提供了一种燃烧室试验设备1，该燃烧室试验设备1包括燃烧室11，该燃烧室试验设备1还包括上述实施例提供的任意一种测量管段14。如图1结构所示，燃烧室试验设备1可以包括依次相连的燃烧室11、转接段12、挡板13和上述测量管段14，燃烧室11设置有用于燃烧的燃烧筒111、以及用于使空气进入燃烧室11的燃烧室机匣112。

本实用新型的有益效果：

采用本实用新型提供的测量管段14，因在第一管连接件143内设置有第一换热通道1431、在第二管连接件144内设置有第二换热通道1441，并且第一换热通道1431和第二换热通道1441均与内、外管142之间的换热通道145连通，使换热介质依次流经第一管连接件143、内管141、外管142和第二管连接件144，能够对内管141、外管142、第一管连接件143以及第二管连接件144进行冷却降温，因此，上述测量管段14能够对管连接件进行降温，以延长管连接件的使用寿命，并能够解决现有测量管段14两端的管连接件容易因高温而损坏的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种测量管段，包括内管、外管、第一管连接件以及第二管连接件；其中：

所述外管套设在所述内管外周侧形成双层管道，并在所述内管和所述外管之间形成换热通道；

所述第一管连接件固定连接于所述双层管道的一端；

所述第二管连接件与所述第一管连接件相对设置、且固定连接于所述双层管道的另一端；

其特征在于，

所述第一管连接件内设置有与所述换热通道连通的第一换热通道，并在朝向所述第二管连接件的一侧表面设置有与所述第一换热通道连通的进水管；

所述第二管连接件内设置有与所述换热通道连通的第二换热通道，并在朝向所述第一管连接件的一侧表面设置有与所述第二换热通道连通的出水管。

2.根据权利要求1所述的测量管段，其特征在于，在所述换热通道内设置有导流组件。

3.根据权利要求2所述的测量管段，其特征在于，所述导流组件包括间隔设置的至少两个C形挡环，每个C形挡环沿其周向设置有缺口，每相邻的两个C形挡环的缺口交错设置。

4.根据权利要求3所述的测量管段，其特征在于，每个所述C形挡环固定连接于所述内管的外周面，并与所述外管间隙配合；或者，每个所述C形挡环固定连接于所述外管的内周面，并与所述内管间隙配合。

5.根据权利要求4所述的测量管段，其特征在于，每个所述C形挡环与所述外管或所述内管之间的间隙为1mm～2mm。

6.根据权利要求3所述的测量管段，其特征在于，沿所述内管的周向，每相邻的两个C形挡环的缺口相隔150°～210°设置。

7.根据权利要求6所述的测量管段，其特征在于，每相邻的两个C形挡环的缺口相隔180°设置。

8.根据权利要求1-7任一项所述的测量管段，其特征在于，

所述第一管连接件设置有贯穿其厚度的第一通孔，并且所述第一换热通道沿周向设置的第一开口朝向所述第一通孔；所述第一换热通道通过所述第一开口与所述换热通道连通；

所述第二管连接件设置有贯穿其厚度的第二通孔，并且所述第二换热通道沿周向设置的第二开口朝向所述第二通孔；所述第二换热通道通过所述第二开口与所述换热通道连通。

9.根据权利要求8所述的测量管段，其特征在于，所述第一管连接件和所述第二管连接件均为法兰，并且所述第一换热通道和所述第二换热通道均为环形凹槽。

10.根据权利要求8所述的测量管段，其特征在于，沿所述内管的周向，所述进水管与所述出水管相隔180°设置，且所述进水管的内径大于所述出水管的内径。

11.根据权利要求8所述的测量管段，其特征在于，所述测量管段沿其轴向的长度尺寸为200mm～600mm。

12.根据权利要求8所述的测量管段，其特征在于，所述外管的轴心线与所述内管的轴心线重合。

13.根据权利要求1-7任一项所述的测量管段，其特征在于，在所述外管的外周面设置有沿所述外管的径向方向延伸的多个测量凸台，并且每个测量凸台均设置有连通所述内管的管腔的测量通孔；每个所述测量凸台背离所述外管的一端安装有盖板。

14.根据权利要求13所述的测量管段，其特征在于，所述多个测量凸台具有不同孔径的多个测量通孔。

15.一种燃烧室试验设备，包括燃烧室，其特征在于，还包括如权利要求1-14任一项所述的测量管段。