一种燃气轮机燃烧室火焰筒联焰试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供一种燃气轮机燃烧室火焰筒联焰试验装置，包括试验壳体、火焰筒、引焰管、点火器、火花塞系统、启动燃料系统、主燃料喷嘴、主燃料系统和联焰判断系统，四个火焰筒安装在试验壳体内部，相互之间通过联焰管插接相连，主燃料喷嘴插接在火焰筒进口且与主燃料系统相连，点火器固定在试验壳体安装座上，并与启动燃料系统和火花塞相连；试验壳体上装有四个火焰探测器和四支总温探针并信号传输至中控计算机，通过联焰判断系统即可验证燃烧室整套火焰筒的联焰特性。本发明专利技术试验装置大幅降低了燃烧室研制投入及试验成本，缩短了研制周期，同时验证结果可靠，安全冗余度高，有效规避了联焰失败风险，工程实用性强，可推广性好。性好。性好。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机燃烧室火焰筒联焰试验装置


[0001]本专利技术涉及的是一种燃气轮机试验装置，具体地说是燃烧室的试验装置，属于燃烧室试验


技术介绍

[0002]环管燃烧室是燃气轮机燃烧室的一种典型结构，包含多个火焰筒，如12个、20个或30个等，整套火焰筒沿燃气轮机轴线周向均布，每个火焰筒具有独立的燃烧工作空间。由于火焰筒数量较多，点火时如每一个火焰筒均配置一个点火装置，虽可靠但成本高且控制复杂，所以通常沿周向只布置两个点火装置，工作时先点燃安装点火装置的火焰筒，再通过联焰管将火焰传输至其他火焰筒，这就涉及到火焰筒之间的联焰问题。目前常采用的做法是在成功燃烧室机型基础上，依靠传统研发经验设计联焰管，然后在整套火焰筒全部安装状态下测试联焰效果，这种做法具有投入成本高，研制周期长，失败风险大等缺点，另外无法通过数值仿真实现联焰特性评估也加剧了燃烧室研制的失败风险，所以亟需一种能够快速评估联焰特性的试验装置，以降低燃烧室研制成本，缩短研制周期，提高研制成功率。
[0003]为了克服当前缺点，本专利技术通过独立试验壳体内设置四个相联火焰筒，并配置主燃料系统、启动燃料系统、火花塞系统和点火器等设备，通过联焰判断系统即可快速评估燃烧室整套多个火焰筒的联焰特性，得到联焰特性曲线，极大方便了后续燃烧室的开发研制工作，在较小工作投入条件下即可取得事半功倍的良好效果，大幅降低了燃烧室研制投入及试验成本，缩短了研制周期，同时验证结果可靠，安全冗余度高，有效规避了联焰失败风险，工程实用性强，推广性好。

技术实现思路
r/>[0004]针对依靠传统研发经验设计的联焰管，在整套火焰筒全部安装状态下进行测试联焰效果的做法具有投入成本高，研制周期长，失败风险大等缺点，本专利技术提供一种投入及试验成本低、研制周期短、验证结果可靠、联焰失败风险低、工程实用性强且推广性好、能够快速评估联焰特性的试验装置。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：
[0006]本专利技术一种燃气轮机燃烧室火焰筒联焰试验装置，其特征是，包括试验壳体、第一火焰筒、第二火焰筒、第三火焰筒、第四火焰筒、引焰管、点火器、火花塞系统、启动燃料系统、第一主燃料喷嘴、第二主燃料喷嘴、第三主燃料喷嘴、第四主燃料喷嘴、主燃料供应系统和联焰判断系统；其中，第一、第二、第三和第四火焰筒依次周向并排安装在试验壳体内部，并且通过各自头部定位器和尾部支板固定；第一火焰筒和第二火焰筒之间通过引焰管互相插接相连，第二火焰筒和第三火焰筒之间、第三火焰筒和第四火焰筒之间均通过联焰管插接相连，且第一火焰筒的右联焰管和第四火焰筒的左联焰管分别与试验壳体侧板上的石英玻璃观察窗相插接；第一、第二、第三和第四主燃料喷嘴依次插接在第一、第二、第三和第四火焰筒轴向进口，并固定在试验壳体的喷嘴安装锥面上，第一、第二、第三和第四主燃料喷
嘴入口与主燃料供应系统的出口相连通；点火器的出口插接在引焰管入口并固定在试验壳体的点火器安装座上，点火器的燃料入口与启动燃料系统的出口相连通，另一入口通过螺纹连接火花塞；试验壳体的上盖板还依次安装有四个火焰探测器，各自的探头与各火焰筒的主燃孔位置一一对应，能够检测各火焰筒内部火焰的紫外线信号并反馈至中控计算机；同时在试验壳体的燃气出口段安装有四支总温探针，并将实测的火焰筒出口温度信号传输至中控计算机；试验壳体通过进气段连接至试验台进气管路上，由空气进口供入主空气，通过排气段连接至试验台的排气管路上，由燃气出口排出燃气。
[0007]本专利技术还可以包括：
[0008]1、所述的试验壳体是扇环形截面壳体结构，能够形成联焰试验的工作腔，同时提供各种设备安装固定空间和并提供有效支撑。
[0009]2、所述的试验壳体两侧的石英玻璃观察窗用于进行目视辅助观测火焰。
[0010]3、所述的火焰筒为圆筒形结构，且两侧带有可插接的联焰管。
[0011]4、所述的引焰管为一变二一体化“裤形”结构，实现火焰快速分流，分叉角度60
°
。
[0012]5、所述的点火器具备启动燃料雾化功能，结构紧凑，点火可靠性高。
[0013]6、所述的火花塞系统包括电源、供电导线和火花塞，其中火花塞通过螺纹连接安装在点火器上，用于产生电火花。
[0014]7、所述的启动燃料系统包括压缩空气源、供气阀、暂存燃料罐、启动燃料、启动电磁阀、启动燃料路，使用压缩空气作为启动燃料的驱动源，避免了额外的动力消耗，结构简单，操作安全方便。
[0015]8、所述的启动燃料为液态燃料。
[0016]9、所述的联焰判断系统包括中控计算机、第一火焰探测器、第二火焰探测器、第三火焰探测器、第四火焰探测器、第一总温探针、第二总温探针、第三总温探针、第四总温探针及若干传输导线组成，可对火焰筒的内部的火焰信号和出口温度情况实时检测和逻辑判断。
[0017]10、所述的第一火焰探测器的探头与第一火焰筒的主燃孔同轴，第一总温探针与第一火焰筒的出口位置对应，便于火焰信号检测及火焰筒出口温度检测。
[0018]11、所述的第二火焰探测器的探头与第二火焰筒的主燃孔同轴，第二总温探针与第二火焰筒的出口位置对应，便于火焰信号检测及火焰筒出口温度检测。
[0019]12、所述的第三火焰探测器的探头与第三火焰筒的主燃孔同轴，第三总温探针与第三火焰筒的出口位置对应，便于火焰信号检测及火焰筒出口温度检测。
[0020]13、所述的第四火焰探测器的探头与第四火焰筒的主燃孔同轴，第四总温探针与第四火焰筒的出口位置对应，便于火焰信号检测及火焰筒出口温度检测。
[0021]本专利技术的有益效果是：
[0022]1、通过独立试验壳体内设置四个相联火焰筒，并配置主燃料系统、启动燃料系统、火花塞系统和点火器等设备，通过联焰判断系统即可验证燃烧室整套多个火焰筒的联焰特性，得到联焰特性曲线，在较小工作投入条件下即可取得事半功倍的良好效果，大幅降低了燃烧室研制投入及试验成本，缩短了研制周期，同时验证结果可靠，有效规避了联焰失败风险，工程实用性强，推广性好；
[0023]2、在联焰状态判断阶段采用总温探针和火焰探测器所形成的主判断标准和副判
断标准进行双重判断，安全冗余度高使试验结果更可靠；
[0024]3、对于单点联焰成功最小油气比的确定，重复成功试验次数为3次，使试验结果更可靠，最终形成的联焰特性曲线簇，充分真实地反映出燃烧室的联焰特性工作规律，为后续燃烧室的设计和运行提供准确参考依据；
[0025]4、本专利技术试验装置简单、试验方法清晰、操作步骤明确，同时适用范围广，可用于燃气轮机领域的环管燃烧室及带有联焰管的单管燃烧室的联焰试验，推广性好。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的试验装置结构示意图；
[0027]图2是图1中A
‑
A剖视图；
[0028]图3是图2中的K向视图；
[0029]图4是图2中的H向视图；
[0030]图5是本专利技术的试验流程示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机燃烧室火焰筒联焰试验装置，其特征在于，包括试验壳体、第一火焰筒、第二火焰筒、第三火焰筒、第四火焰筒、引焰管、点火器、火花塞系统、启动燃料系统、第一主燃料喷嘴、第二主燃料喷嘴、第三主燃料喷嘴、第四主燃料喷嘴、主燃料供应系统和联焰判断系统；其中，第一、第二、第三和第四火焰筒依次周向并排安装在试验壳体内部，并且通过各自头部定位器和尾部支板固定；第一火焰筒和第二火焰筒之间通过引焰管互相插接相连，第二火焰筒和第三火焰筒之间、第三火焰筒和第四火焰筒之间均通过联焰管插接相连，且第一火焰筒的右联焰管和第四火焰筒的左联焰管分别与试验壳体侧板上的石英玻璃观察窗相插接；第一、第二、第三和第四主燃料喷嘴依次插接在第一、第二、第三和第四火焰筒轴向进口，并固定在试验壳体的喷嘴安装锥面上，第一、第二、第三和第四主燃料喷嘴入口与主燃料供应系统的出口相连通；点火器的出口插接在引焰管入口并固定在试验壳体的点火器安装座上，点火器的燃料入口与启动燃料系统的出口相连通，另一入口通过螺纹连接火花塞；试验壳体的上盖板还依次安装有四个火焰探测器，各自的探头与各火焰筒的主燃孔位置一一对应，能够检测各火焰筒内部火焰的紫外线信号并反馈至中控计算机；同时在试验壳体的燃气出口段安装有四支总温探针，并将实测的火焰筒出口温度信号传输至中控计算机；试验...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐秀龙，林枫，赵宁波，王威，郑洪涛，张国强，杨洪磊，任艳平，杜兴华，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：