一种燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统技术方案

本实用新型专利技术属于燃气涡轮发动机的地面试车台技术领域，具体涉及一种燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统，包括气源、掺混器、冷风通道和热风通道；所述冷风通道用于将常温气流引气至掺混器；所述热风通道上设置有用于空气加热的电加热器，并用于将加热空气引气至掺混器；所述掺混器将加热空气和常温气流掺混调温后通过阀门组V8引气至核心机的进口端。本方案采用低压风机作为气源，电加热器作为热源，通过冷热气流掺混、阀门调节等手段进行温度、流量调节，可实现温度、流量精准可控；既能实现气流温度、流量、压力的精准调节，可满足核心机加温常压试验需求，又具有相对低廉的造价，具备良好经济适用性和灵活性。具备良好经济适用性和灵活性。具备良好经济适用性和灵活性。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统


[0001]本技术属于燃气涡轮发动机的地面试车台
，具体涉及一种燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统。

技术介绍

[0002]燃气涡轮发动机是一种将燃气的能量转变为有用功的内燃式动力机械，被广泛应用于民用发电、燃气输送等领域或作为动力装置应用于飞机或大型船舶中。燃气涡轮发动机作为国之重器，研制难度极大，是一国工业技术能力的集中体现，被誉为工业皇冠上的明珠。在燃气涡轮发动机研制过程中，为了降低研制风险，缩短研制周期，一般在核心机研制阶段分别进行常压常温进气条件、加温常压进气条件和加温加压进气条件下的试车，以验证不同工作状态下核心机的各项性能指标。
[0003]加温常压进气条件下的核心机试验一般在常温常压进气条件试验完成的基础上进行。需要将核心机入口前的气流进行加温，在特定的换算转速下，提高物理转速和高压涡轮前温度，以模拟核心机在整机中的工作状态，考核验证核心机部件的机械特性和热负荷特性。
[0004]核心机加温常压试验可以在专用的核心机试车台或者高空台上进行试验，也可通过台架改造在常规的发动机地面试车台上实现进气加温。
[0005]常规的发动机地面试车台上的进气加温系统一般采用两种方式，一种是利用成熟的燃气涡轮发动机或发动机排出的高温气体作为热源，另一种是用多个单管燃烧室直接加热空气。这两种加温进气方式，存在两方面缺陷，一是核心机进口端气流的压损较大，流量不可主动调节，温度调节精度和灵敏度不高，无法实现精准控制；二是作为热源的发动机，燃烧产物会进入核心机试验件，将对核心机的燃烧、排放产生影响，不利于性能数据的测量和计算。
[0006]专用核心机试车台和高空台需要配套专用的气源站和一整套的供气管网、换热器、加温热源（一般可以采用多个单管燃烧室燃烧天然气）、掺混器、高温高压阀门及控制系统来实现温度、压力、流量的调节。其中气源站需要配置离心式压缩机及其配套的专用变电站、变频器、冷却循环水站、控制系统等，其造价动辄上亿，投资极大。因气源站及供气系统价格昂贵、能耗高、建设周期长，建设难度极大，目前世界范围内，仅美、俄、英、中等航空大国具有少量专用试车台具备核心机进口端加温和加温加压试验能力。国内专用的核心机试车台和高空台非常有限，加之试验任务繁重，资源紧张，无法满足国内日渐增长的核心机试验任务需求。
[0007]因此，有必要设计一种既能实现气流温度、流量、压力的精准调节，可满足核心机加温常压试验需求，又具有相对低廉的造价，具备良好经济适用性和灵活性的核心机地面试车台加温系统。

技术实现思路

[0008]为了解决现有技术的核心机地面试车台加温系统存在建造和使用成本高、结构复杂的问题，本方案提供了一种燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统。
[0009]本技术所采用的技术方案为：
[0010]一种燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统，包括气源机组、掺混器、冷风通道和热风通道；所述气源机组具有多个低压风机并可分为多个组，所述低压风机可以为罗茨风机；所述冷风通道和热风通道分别由管道和阀门连接而成，在冷风通道和热风通道的入口处分别设置有气源机组；所述冷风通道用于将常温气流引气至掺混器；所述热风通道上设置有电加热器，并用于将加热空气引气至掺混器；所述掺混器将加热空气和常温气流掺混调温后通过阀门组V8引气至核心机的进口端。
[0011]作为上述方案的补充设计或备选结构：在冷风通道上入口处设置的气源机组包括若干低压风机，其中两个低压风机的出口端分别设置有阀门V1和阀门V2，阀门V1和阀门V2的出口端后通过阀门V5连通掺混器。
[0012]作为上述方案的补充设计或备选结构：在冷风通道上入口处设置的气源机组包括若干低压风机，其中两个低压风机的出口端分别设置有阀门V3和阀门V4；阀门V3和阀门V4的出口端并连后通过阀门V6连通至电加热器的进口端，该电加热器的出口端连通掺混器。
[0013]作为上述方案的补充设计或备选结构：在电加热器的出口端设置有第一放气支路，所述第一放气支路上设置有排气消音装置和阀门V11。
[0014]作为上述方案的补充设计或备选结构：在掺混器的出口端设置有调压阀V9；调压阀V9与阀门组V8连通，且两者之间设置有第二放气支路；该第二放气支路上设置有阀门组V7，并用于将多余气体排放至核心机的出口端设置的排气塔内。
[0015]作为上述方案的补充设计或备选结构：在核心机的进口端先后设置有流量测量通道和整流室；所述阀门组V8连通至整流室的进口端。
[0016]作为上述方案的补充设计或备选结构：在整流室的进口端还连接进气塔；在核心机的出口端设置有排气塔；所述进气塔的出口端连通整流室，且在该出口端处连接有阀门V10。
[0017]作为上述方案的补充设计或备选结构：阀门采用电动阀门；在电加热器、掺混器和阀门组V8处分别设置有温度传感器；在电加热器、掺混器和阀门组V8处还分别设置有温度传感器压力传感器。
[0018]本技术的有益效果为：
[0019]1.本方案采用罗茨风机等低压风机作为气源机组，电加热器作为热源，通过冷热气流掺混、阀门调节等手段进行温度、流量调节，可实现温度、流量精准可控；既能实现气流温度、流量、压力的精准调节，可满足核心机加温常压试验需求，又具有相对低廉的造价，具备良好经济适用性和灵活性；
[0020]2.相对于现有技术中采用专用核心机试车台和高空台配套的气源系统，本方案中的所有设备均采用现有成熟技术，工程实施难度低，投入少，能耗低，建设周期短，应用更灵活；采用技术成熟度很高、价格较低的罗茨风机作为气源，供气压力和温度较低，对管道和阀门的要求不高，价格便宜，整套系统造价约为同等流量级别供气系统的十分之一。因此，可在花费较小投资的情况下，方便快捷地实施，能广泛应用于常规地面试车台，解决了建设
专用核心机试车台投资大、周期长的问题，能够缓解市场迫切需求，具有良好的经济效益和社会效益。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0022]图1是本方案中燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统的结构示意图。
[0023]图中：1
‑
排气塔；2
‑
核心机；3
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流量测量通道；4
‑
整流室；5
‑
进气塔；6
‑
排气消音装置；7
‑
掺混器；8
‑
电加热器；9
‑
气源机组。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，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，都属于本方案的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统，其特征在于：包括气源机组（9）、掺混器（7）、冷风通道和热风通道；所述气源机组（9）具有多个低压风机，所述低压风机可以为罗茨风机；所述冷风通道和热风通道分别由管道和阀门连接而成，在冷风通道和热风通道的入口处分别设置有气源机组（9）；所述冷风通道用于将常温气流引气至掺混器（7）；所述热风通道上设置有电加热器（8），并用于将加热空气引气至掺混器（7）；所述掺混器（7）将加热空气和常温气流掺混调温后通过阀门组V8引气至核心机（2）的进口端。2.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统，其特征在于：在冷风通道上入口处设置若干所述低压风机，其中两个低压风机的出口端分别设置有阀门V1和阀门V2，阀门V1和阀门V2的出口端后通过阀门V5连通掺混器（7）。3.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统，其特征在于：在冷风通道上入口处设置若干所述低压风机，其中两个低压风机的出口端分别设置有阀门V3和阀门V4；阀门V3和阀门V4的出口端并连后通过阀门V6连通至电加热器（8）的进口端，该电加热器（8）的出口端连通掺混器（7）。4.根据权利要求1所述的燃气涡轮发动机核心机地面试车台进气加温系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋印，王鸣，蒋明夫，杨斌，齐振彪，蔡钰，
申请(专利权)人：成都中科翼能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：