CN213301679U - 一种航空发动机燃烧室试验台冷却水系统 - Google Patents

Abstract

一种航空发动机燃烧室试验台冷却水系统，属于燃烧试验台技术领域，包括水池，水池连接高压喷水系统、试验台低压循环水系统和离心压缩机低压循环水系统；所述高压喷水系统的高压冷却水从喷水段直接喷入高温排气管道，将高温空气或燃气的温度冷却至300℃以下；所述试验台低压循环水系统用于试验件出口测量段、转接段、排气水套、冷却器供水；所述离心压缩机低压循环水系统用于离心压缩机级间气体冷却、电机冷却和滑油系统冷却。本新型结构简单，很好的满足了试验段冷却各装置设备和排气口高温燃气的要求和压缩机组的散热。

Description

一种航空发动机燃烧室试验台冷却水系统

技术领域

本新型属于燃烧室试验台技术领域，更具体地，涉及一种航空发动机燃烧室试验台冷却水系统。

背景技术

燃烧室是航空燃气涡轮发动机的三大核心部件之一，与燃烧相关的燃烧调整、低污染燃烧、燃烧室冷却等技术直接关系到航空燃气涡轮发动机的安全性和经济性。结合我国航空燃气涡轮发动机发电行业的现状，开展上述航空燃气涡轮发动机相关技术的研究，有利于促进航空燃气涡轮发动机燃烧技术的可持续发展、进一步提升我国航空燃气涡轮发动机发电技术领域的专业地位。

为开发先进的航空燃气涡轮发动机燃烧调整技术并逐步发展高效率的航空燃气涡轮发动机燃烧技术，首先要建立航空燃气涡轮发动机燃烧实验平台，关于燃烧室试验台出口转接段和测量段各部件的冷却，如何阻止试验段排出的高温燃气倒流进入中心空腔，防止燃烧室出口的燃气倒灌，保证传动机匣内的环境温度＜300℃，冷却并保护机匣及其内部的出口测量受感部，以及产生高压气源的离心压缩机组的冷却散热问题，都是航空发动机燃烧室试验台冷却水系统需要解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述要解决的技术问题，本新型提出一种航空发动机燃烧室试验台冷却水系统，达到试验段出口转接段和测量段水套与排气水套及时冷却、降低试验段出口的高温燃气温度、压缩机组冷却散热的目的。

本新型采用以下具体的技术方案：

一种航空发动机燃烧室试验台冷却水系统，包括水池，水池连接高压喷水系统、试验台低压循环水系统和离心压缩机低压循环水系统；

所述高压喷水系统的高压冷却水从喷水段直接喷入高温排气管道，将高温空气或燃气的温度冷却至300℃以下；

所述试验台低压循环水系统用于试验件出口测量段、转接段、排气水套、冷却器供水；

所述离心压缩机低压循环水系统用于离心压缩机级间气体冷却、电机冷却和滑油系统冷却。

优选的，所述高压喷水系统依次包括过滤装置、手动阀一、高压水泵、止回阀、供水电动调节阀，所述高压水泵后段设置有回水管路连通至水池，所述回水管路上并联设置有两回水电动调节阀，所述高压喷水系统末段接金属软管与喷水冷却装置连接。

优选的，所述高压喷水系统的高压水泵电机功率取22kW，采用软启动器启动。

优选的，所述试验台低压循环水系统包括进水管路、回水管路和进水/回水管路末段分别设置的进水阀、回水阀，所述进水管路进口端设置过滤装置，进水/回水管路的总管通过金属软管与进水/回水管路后段连接。

优选的，所述进水管路接金属软管与喷水冷却装置连接，进水管路终端连接至冷却器，冷却器的排水接口与回水管路终端连接。

优选的，所述离心压缩机低压循环水系统包括低压水泵、电机、冷却塔、温度压力传感器、软水装置，水池中的水经低压水泵通入离心式压缩机的各级间冷却器、电机冷却器和滑油冷却器，并回水至冷却塔进入水池。

优选的，所述低压水泵满足至少一套离心式压缩机的使用要求，离心压缩机低压循环水系统的管路至少满足两套离心式压缩机同时使用的要求，并预留低压水泵、离心式压缩机分支管路的接口位置，以便后续扩容。

优选的，所述冷却塔设置在水池上部，选用低噪声方型冷却塔。

优选的，所述过滤装置采用过滤器，过滤精度为340μm。

优选的，所述冷却水系统的管路、管件、阀门采用不锈钢材料制造。

本新型结构简单，满足了试验段出口转接段和测量段水套与排气水套及时冷却、降低试验段出口的高温燃气温度、压缩机组冷却散热，使燃烧室试验台试验工作正常稳定。

附图说明

图1为冷却水系统原理图；

图2为高压喷水系统供水装置模型图；

图3为试验台低压循环水系统模型图。

1、水池；2、过滤器一；3、过滤器二；4、手动阀一；5、高压水泵；6、止回阀；7、供水电动调节阀；8、低压水泵；9、冷却塔；10、软水装置；11、离心式压缩机；12、进水管路；13、回水管路；14、供水金属软管。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本新型。除非特别说明，本新型实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。

实施例1

如图1所示，航空发动机燃烧室试验台冷却水系统，包括水池1，水池1连接高压喷水系统、试验台低压循环水系统和离心压缩机低压循环水系统三部分，高压喷水系统和试验台低压循环水系统同为试验段冷却水系统，试验台低压循环水系统用于试验件出口测量段、转接段、排气水套、冷却器供水，高压喷水系统的高压冷却水从喷水段直接喷入高温排气管道，将高温空气或燃气的温度冷却至300℃以下，离心压缩机低压循环水系统用于离心压缩机级间气体冷却、电机冷却和滑油系统冷却。

如图2所示，高压喷水系统依次包括过滤器一2(过滤精度为340μm)、手动阀一4、高压水泵5、止回阀6、供水电动调节阀7，高压水泵5后段设置有回水管路13连通至水池1，回水管路13上并联设置有两回水电动调节阀，高压喷水系统末段接金属软管与喷水冷却装置连接。高压喷水系统的主管路采用直径为DN50(Φ60×3)、管壁厚度为3mm，材料为不锈钢无缝钢管制造，高压喷水系统的高压水泵电机功率取22kW，采用软启动器启动。

如图3所示，试验台低压循环水系统主要由进水管路12、回水管路13、进水阀、回水阀、管道支架、供水金属软管14等组成，进水阀、回水阀分别设置在进水/回水管路(12、13)末段，进水管路12进口端设置过滤器二3(过滤精度为340μm)，进水/回水管路(12、13)的总管通过金属软管与进水/回水管路 (12、13)后段连接。进水管路12接金属软管与喷水冷却装置连接，进水管路 12终端连接至冷却器，冷却器的排水接口与回水管路13终端连接。低压循环水系统的供水压力为0.3MPa，流量为5kg/s，主水管的通径为DN50。管路、管件、阀门等采用不锈钢材料制造。

离心压缩机低压循环水系统包括低压水泵8、电机、冷却塔9、温度压力传感器、软水装置10，水池1中的水经低压水泵8通入离心式压缩机11的各级间冷却器、电机冷却器和滑油冷却器，并回水至冷却塔9进入水池1，冷却塔9设置在水池1上部，选用低噪声方型冷却塔9，噪声≤70dB(A)，冷却水流量300T/h，进回水温差5℃。根据离心式压缩机11的选型配置设备流量和压力，低压水泵 8满足至少一套离心式压缩机11的使用要求，离心压缩机低压循环水系统的管路至少满足两套离心式压缩机11同时使用的要求，并预留进水预留口及回水预留口，即低压水泵8、离心式压缩机11分支管路的接口位置，以便后续扩容。供水压力为0.3MPa，流量为62.5kg/s×2(台)，主水管的通径为DN200。管路、管件、阀门等采用不锈钢材料制造。低压水泵8的电机功率取30kW，采用软启动器启动，软水装置10处理量14t/h,硬度≤5mmol/L。

以上所述仅为本新型的优选实施例而已，并不用于限制本新型，对于本领域的技术人员来说，本新型可以有各种更改和变化。凡在本新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种航空发动机燃烧室试验台冷却水系统，包括水池，其特征在于，水池连接高压喷水系统、试验台低压循环水系统和离心压缩机低压循环水系统；

所述高压喷水系统的高压冷却水从喷水段直接喷入高温排气管道，将高温空气或燃气的温度冷却至300℃以下；

所述试验台低压循环水系统用于试验件出口测量段、转接段、排气水套、冷却器供水；

所述离心压缩机低压循环水系统用于离心压缩机级间气体冷却、电机冷却和滑油系统冷却。

2.根据权利要求1所述的冷却水系统，其特征在于，所述高压喷水系统依次包括过滤装置、手动阀一、高压水泵、止回阀、供水电动调节阀，所述高压水泵后段设置有回水管路连通至水池，所述回水管路上并联设置有两回水电动调节阀，所述高压喷水系统末段接金属软管与喷水冷却装置连接。

3.根据权利要求2所述的冷却水系统，其特征在于，所述高压喷水系统的高压水泵电机功率取22kW，采用软启动器启动。

4.根据权利要求1所述的冷却水系统，其特征在于，所述试验台低压循环水系统包括进水管路、回水管路和进水/回水管路末段分别设置的进水阀、回水阀，所述进水管路进口端设置过滤装置，进水/回水管路的总管通过金属软管与进水/回水管路后段连接。

5.根据权利要求4所述的冷却水系统，其特征在于，所述进水管路接金属软管与喷水冷却装置连接，进水管路终端连接至冷却器，冷却器的排水接口与回水管路终端连接。

6.根据权利要求1所述的冷却水系统，其特征在于，所述离心压缩机低压循环水系统包括低压水泵、电机、冷却塔、温度压力传感器、软水装置，水池中的水经低压水泵通入离心式压缩机的各级间冷却器、电机冷却器和滑油冷却器，并回水至冷却塔进入水池。

7.根据权利要求6所述的冷却水系统，其特征在于，所述离心压缩机低压循环水系统预留进水预留口及回水预留口，以便后续扩容。

8.根据权利要求6所述的冷却水系统，其特征在于，所述冷却塔设置在水池上部，选用低噪声方型冷却塔。

9.根据权利要求2或4所述的冷却水系统，其特征在于，所述过滤装置采用过滤器，过滤精度为340μm。

10.根据权利要求1-8任一所述的冷却水系统，其特征在于，所述冷却水系统的管路、管件、阀门采用不锈钢材料制造。

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