【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气轮机试验设备，具体为一种高温喷嘴叶栅试验台以及基于该试验台的试验方法。
技术介绍
1、燃气轮机是以空气为介质，靠高温燃气推动涡轮机械连续做功的大功率、高性能动力机械。它主要是由压气机、燃烧室和涡轮三大部件组成，再配以进气、排气、控制、传动和其他辅助系统。当燃气轮机机组起动成功后，燃气轮机就会开始进入稳定的热力学循环过程，为了对燃气轮机的运行参数进行测量和调整，需要提供一种试验台在最接近燃气轮机喷嘴叶片真实来流速度、压力、温度条件下获取喷嘴叶栅的冷却效率，验证高温材料、喷嘴隔热涂层与工艺、叶片内部冷却结构、燃烧室和透平的耦合工作特性等。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种高温喷嘴叶栅试验台及其试验方法。
2、一种高温喷嘴叶栅试验台，包括进气管路、第一试验单元、第二试验单元、冷却系统、二次工质系统和天然气单元，所述进气管路分别并联至第一试验单元和第二试验单元，
3、所述第一试验单元依次串联设置压力调节阀、第一燃烧室、第一试验段、喷淋段、压力调节阀和消音塔；
4、所述第二试验单元依次串联设置压力调节阀、第二燃烧室、第二试验段、压力调节阀和消音塔；
5、所述冷却系统连通第一试验单元中的喷淋段，所述二次工质系统连通至第一试验段和第二试验段，所述天然气单元连通至第一燃烧室和第二燃烧室。
6、进一步的，还包括泄压管路，所述泄压管路连通至进气管路，泄压管路连通进气管路的一侧设置安全阀，
7、进一步的，还包括放空管路，所述放空管路的一端连通至进气管路另一端连通消音塔，放空管路连通进气管路的一侧设置放空阀，所述放空管路上设置喷淋段，冷却系统连通至放空管路上的喷淋段。
8、进一步的，包括补气消音塔，所述补气消音塔分别连通至第一试验单元和第二试验单元中的引射筒。
9、进一步的，所述天然气单元包括天然气总管和天然气分管，所述天然气分管设置六个并且分别与天然气总管连通，三个天然气分管连通至第一试验单元中的第一燃烧室，另外三个天然气分管连通至第二试验单元中的第二燃烧室中。
10、进一步的，所述天然气分管上一次串联设置有分气阀、流量计、压力调节阀、单向阀和出气口，天然气分管上的出气口与第一燃烧室和/或第二燃烧室连通。
11、进一步的，所述天然气总管上并联设置清吹气管，清吹气管上设置清吹总阀。
12、进一步的，所述单向阀和出气口之间设置燃气放空管，所述燃气放空管上设置燃气放空阀，单向阀和出气口之间设置出气阀。
13、一种高温喷嘴叶栅试验台的试验方法，包括以下步骤：
14、s1：将预热的压缩空气连通至进气管路中，进气管路中输入的压缩空气参数为4mpa、≯500℃、70kg/s或者1mpa、≯200℃、68kg/s，压缩空气进入第一试验单元或者第二试验单元；
15、s2：压缩空气进入第一试验单元，通过压力调节阀对输入气体进行调压，完成调压后气体会进入第一燃烧室，进行加热至最高1700℃后进入第一试验段进行叶栅试验，完成试验后的气体进入喷淋段进行喷淋降温至900℃以下，完成降温后的气体经过引射筒对降压后通过消音塔排出；
16、s3：压缩空气进入第二试验单元，供气压力为1.0mpa，流量为68kg/s，通过压力调节阀对输入气体进行调压，完成调压后气体会进入第二燃烧室，进行加热至最高600℃后进入第二试验段进行叶栅试验，完成试验后的气体进入喷淋段进行喷淋降温至900℃以下，完成降温后的气体经过引射筒对降压后通过消音塔排出；
17、s4：当进气管路上的气压值大于4mpa时触发泄压管路上的安全阀，气压将安全阀顶开使气体通过泄压管路进入消音塔排出；
18、s5：当突发停电、水泵故障等紧急情况时打开放空阀，进气管路中的气体通过反管控管路上放空阀进入，通过喷淋段对气体进行降温，后输送至消音塔排出；
19、s6：二次工质系统将输入的气源输送第一试验段和第二试验段中，在一定范围内调节输入气体的压力、温度和流量，并且测量进入第一试验段和第二试验段的气体总量；
20、s7：天然气系统将天然气输入至第一燃烧室和第二燃烧室中，调节天然气的输入压力和流量。
21、进一步的，天然气通过天然气总管输入，天然气总阀控制天然气进入至六个天然气分管中，其中三个天然气分管对第一燃烧室供给燃气，另外三个天然气分管为第二燃烧室供给燃气。
22、本专利技术与现有技术相比的优点在于：
23、本方案中设置了第一试验单元和第二试验单元，第一试验单元具备在全温全压(1700℃、3.5mpa)条件下开展透平喷嘴叶栅传热-流动耦合、燃烧室-透平耦合特性试验研究、叶片冷却效果考核试验等；第二实验单元具备中温中压(最高温度600℃、最高压力1.0mpa)条件下，基于进口ma数、re数相等等相似准则，开展全尺寸三维喷嘴叶栅冷却试验，为喷嘴叶栅内冷通道的改进和叶片故障分析提供试验数据。
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1.一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，包括进气管路、第一试验单元、第二试验单元、冷却系统、二次工质系统和天然气单元，所述进气管路分别并联至第一试验单元和第二试验单元，
2.根据权利要求1所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，还包括泄压管路，所述泄压管路连通至进气管路，泄压管路连通进气管路的一侧设置安全阀，所述泄压管路的输出端连通消音塔。
3.根据权利要求1所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，还包括放空管路，所述放空管路的一端连通至进气管路另一端连通消音塔，放空管路连通进气管路的一侧设置放空阀，所述放空管路上设置喷淋段，冷却系统连通至放空管路上的喷淋段。
4.根据权利要求1所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，包括补气消音塔，所述补气消音塔分别连通至第一试验单元和第二试验单元中的引射筒。
5.根据权利要求1所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，所述天然气单元包括天然气总管和天然气分管，所述天然气分管设置六个并且分别与天然气总管连通，三个天然气分管连通至第一试验单元中的第一燃烧室，另外三个天然气分管连通至第二试验单元
6.根据权利要求5所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，所述天然气分管上一次串联设置有分气阀、流量计、压力调节阀、单向阀和出气口，天然气分管上的出气口与第一燃烧室和/或第二燃烧室连通。
7.根据权利要求5所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，所述天然气总管上并联设置清吹气管，清吹气管上设置清吹总阀。
8.根据权利要求6所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，所述单向阀和出气口之间设置燃气放空管，所述燃气放空管上设置燃气放空阀，单向阀和出气口之间设置出气阀。
9.基于权利要求1-8中任一项所述的叶栅试验台的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的试验方法，其特征在于，天然气通过天然气总管输入，天然气总阀控制天然气进入至六个天然气分管中，其中三个天然气分管对第一燃烧室供给燃气，另外三个天然气分管为第二燃烧室供给燃气。
...【技术特征摘要】
1.一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，包括进气管路、第一试验单元、第二试验单元、冷却系统、二次工质系统和天然气单元，所述进气管路分别并联至第一试验单元和第二试验单元，
2.根据权利要求1所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，还包括泄压管路，所述泄压管路连通至进气管路，泄压管路连通进气管路的一侧设置安全阀，所述泄压管路的输出端连通消音塔。
3.根据权利要求1所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，还包括放空管路，所述放空管路的一端连通至进气管路另一端连通消音塔，放空管路连通进气管路的一侧设置放空阀，所述放空管路上设置喷淋段，冷却系统连通至放空管路上的喷淋段。
4.根据权利要求1所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，包括补气消音塔，所述补气消音塔分别连通至第一试验单元和第二试验单元中的引射筒。
5.根据权利要求1所述的一种高温喷嘴叶栅试验台，其特征在于，所述天然气单元包括天然气总管和天然气分管，所述天然气分管设置六个并且分别与天然气总管连通，三个天...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文彬，熊燕，周培好，荆艳丽，
申请(专利权)人：北京航天三发高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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