CN217132564U - 一种高温喷水环结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发动机燃烧室类试验器领域，涉及一种高温喷水环结构。该高温喷水环结构套装在管道上，具体包括：n级喷水结构；n为正整数；其中，第一级喷水结构安装在管道前端，其包括连接法兰、第一级喷水环、连接反法兰；连接法兰和连接反法兰安装在管道外壁，两者之间安装有第一级喷水环，第一级喷水环上设置有伸入管道的多个离心喷嘴；第一级喷水环连接外接冷水管。

Description

一种高温喷水环结构

技术领域

本实用新型属于发动机燃烧室类试验器领域，涉及一种高温喷水环结构。

背景技术

燃烧室是航空发动机的重要设备，测量燃烧室性能的部件试验台，会产生高温高压的排气。如果这些高温高压的排气不做处理，将对排气管道后续设备和建筑造成损害。

与其它行业相比，燃烧室类试验台有如下特点：1)排气是高温高压的空气，其中温度可以到达1200℃；2)试验台启停频率高；3)试验台工况多变，排气流量等参数变化大；4)要求对管道内边缘和中心位置的高温空气全部冷却到 300℃以下。

由于试验台排气的特殊性，其它行业的气体降温结构，并不能满足于试验台排气降温装置的设计要求。

实用新型内容

实用新型目的：提供一种喷水降温结构，用于高温排气(1200℃以下)降温。

技术方案：

一种高温喷水环结构，该高温喷水环结构套装在管道上，具体包括：n级喷水结构；n为正整数；

其中，第一级喷水结构安装在管道前端，其包括连接法兰、第一级喷水环、连接反法兰；连接法兰和连接反法兰安装在管道外壁，两者之间安装有第一级喷水环，第一级喷水环上设置有伸入管道的多个离心喷嘴；第一级喷水环连接外接冷水管；

其他n-1级喷水结构中第i级喷水结构包括第i级喷水环和第i级喷水环开孔管；第i级喷水环固定在管道外侧，连接外接冷水管；第i级喷水环开孔管沿周向分布在该级喷水环上并伸入管道；不同级喷水环开孔管伸入管道的深度不同，越靠近一级喷水结构，伸入的深度越浅；i的取值范围为2-n。

任一级喷水环还包括：该级喷水环水管、该级喷水环焊接管咀、该级喷水环堵头；

该级喷水环向外引出该级喷水环水管，该级喷水环水管尾部设置有该级喷水环焊接管咀、该级喷水环堵头。

第一级喷水环包括：第一级喷水环侧壁、第一级喷水环外壁、第一级喷水环内壁。

其他n-1级喷水结构包括n+1个连接板和各级喷水环挡板；除第1和最后1 个连接板，其他连接板为前后两级喷水环挡板公用的板，连接板安装在管道外壁；第i级喷水环挡板连接第i-1和第i个连接板顶部。

离心喷嘴喷出水雾。

第i级喷水结构采用插管式冷却或管段开孔式冷却。

有益效果：1)喷水环可以将管道边缘和管道中心的高温空气全部降低到 300℃以下，保证后面管道和排气塔安全；2)喷水环可以快速响应，降低排气温度。

附图说明

图1为一种高温喷水环结构的结构示意图。

图2为第一级喷水环的结构示意图。

图3为第一级喷水环的纵向剖面图。

图4为第二三级喷水环的结构示意图。

图5为第二级喷水环的结构示意图。

图6为第三级喷水环的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的喷水环结构采用第三级喷水环的方式给管道内高温排气降温。

第一级喷水环是可拆卸结构，通过螺栓螺母与管道两侧法兰连接，方便损坏后更换。第一级喷水环由高压水管供水，喷水环上设置高压喷嘴，喷嘴将水雾化，给管壁附近高温空气降温，保护管壁。

第二级喷水环在管道上均匀开孔，外部设置一个水腔，由高压水管供水；高压水管将水通过水腔和管道上的孔，喷射进管道，给管道内空气降温。

第三级喷水环在管道上焊接多个开孔管，开孔管直插管道中心，外部设置水腔，由高压水管供水；高压水管将水通过水腔和管道上的开孔管，喷射进管道，给管道中心区域降温。

第三级喷水环结构依次给管壁附近，管道内部，管道中心位置空气降温，产生的蒸汽随着气流排到排气塔，产生少部分水也顺着管道留出试验间。

本实用新型提供一种高温喷水环结构，如图1所示，包括：

连接法兰1、第一级喷水环2、第二级喷水环3、第三级喷水环4、连接反法兰5、第一级喷水环侧壁6、第一级喷水环外壁7、第一级喷水环内壁8、第一级喷水环喷嘴9、第一级喷水环水管10、第一级喷水环焊接管咀11、第一级喷水环堵头12、开孔钢管13、连接板14、第二级喷水环挡板15、第三级喷水环挡板16、第二级喷水环水管17、第二级喷水环焊接管咀18、第二级喷水环堵头19、第三级喷水环开孔管20、第三级喷水环水管21、第三级喷水环焊接管咀22、第三级喷水环堵头23；

喷水环位于试验段后端，用于向做完试验的高温气体中喷淋软化水，通过水的汽化蒸发吸热，从而降低试验气温度，将试验气温度从1700℃降到≯ 300℃，保证下游背压阀及排气塔不超过使用温度，见图1-喷水环示意图。喷水环采用第三级冷却的方式冷却试验排气，第一级喷水环位于法兰中间，采用喷嘴喷水。第二级喷水环和第三级喷水环喷水位于法兰后侧，分别采用喷水孔和喷水环两种方式降温。

喷水环主要分为第三级，第一级喷水环位于两个法兰中间，通过螺栓与两侧法兰相连。第一级喷水环设置16个离心喷嘴，离心喷嘴中，在上游的压力作用下，冷却水从切向布置的旋流槽进入旋流室，冷却水在旋流室内高速旋转，在足够的离心力作用下，冷却水从旋流室流过进入喷口，形成有一定广度的水雾从喷口喷出。离心喷嘴产生的水雾散布广，对燃气穿透性不强，主要作用是冷却管壁附近的气体，保护法兰和后侧管段。第二级喷水环采用管段开孔式，详见图2-3，在管道上开16个小孔，外部设置一个水套，在供水管道的压力作用下，冷却水沿轴向直接进入管道内部，对燃气的穿透性强，能够对高温气流的中心气流进行有效冷却，对降低排气温度起主导作用。第三级喷水环采用插管式冷却，示意图4-6对试验段排气进行冷却，保证所有的试验段排气均被冷却。

Claims (6)

1.一种高温喷水环结构，其特征在于，该高温喷水环结构套装在管道上，具体包括：n级喷水结构；n为正整数；

其中，第一级喷水结构安装在管道前端，其包括连接法兰(1)、第一级喷水环(2)、连接反法兰(5)；连接法兰(1)和连接反法兰(5)安装在管道外壁，两者之间安装有第一级喷水环(2)，第一级喷水环(2)上设置有伸入管道的多个离心喷嘴；第一级喷水环(2)连接外接冷水管；

其他n-1级喷水结构中第i级喷水结构包括第i级喷水环和第i级喷水环开孔管；第i级喷水环固定在管道外侧，连接外接冷水管；第i级喷水环开孔管沿周向分布在该级喷水环上并伸入管道；不同级喷水环开孔管伸入管道的深度不同，越靠近一级喷水结构，伸入的深度越浅；i的取值范围为2-n。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，任一级喷水环还包括：该级喷水环水管、该级喷水环焊接管咀、该级喷水环堵头；

该级喷水环向外引出该级喷水环水管，该级喷水环水管尾部设置有该级喷水环焊接管咀、该级喷水环堵头。

3.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，第一级喷水环(2)包括：第一级喷水环侧壁(6)、第一级喷水环外壁(7)、第一级喷水环内壁(8)。

4.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，其他n-1级喷水结构包括n+1个连接板和各级喷水环挡板；除第1和最后1个连接板，其他连接板为前后两级喷水环挡板公用的板，连接板安装在管道外壁；第i级喷水环挡板连接第i-1和第i个连接板顶部。

5.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，离心喷嘴喷出水雾。

6.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，第i级喷水结构采用插管式冷却或管段开孔式冷却。

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