[发明专利]一种喷水降温结构及燃烧室试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及微型燃气轮机领域，尤其涉及一种喷水降温结构及燃烧室试验装置。

背景技术

微型燃气轮机由涡轮增压器发展形成，是一类新型的以连续流动的气体为工质、把热能转换为机械能的内燃旋转式动力机械。如今微型燃气轮机因其安全可靠、灵活多变的电力供给方式、投资小、环境友好型等诸多特点而发展迅速。

燃烧室位于压气机与涡轮之间，是燃气轮机三大部件之一。燃烧室研制和调试过程中往往需要进行大量的试验，虽然目前数值仿真技术发展迅速，但仍然无法取代试验在燃烧室研制和调试过程中的地位。

燃烧室试验装置一般由进口转接段、进口参数测量段、燃烧室试验件、出口测量段、出口转接段组成，天然气与空气在燃烧室进行混合，借助点火器发出的能量产生高温燃气，高温燃气的温度通常都在1000℃以上，然而不锈钢管道承受的温度往往不超过740℃，故在试验研制过程中通常采用喷洒冷却水的方式对高温燃气进行降温，而现有技术中对高温燃气进行喷水降温的喷嘴一般裸露在管道内，长期受到高温燃气的冲刷，大大降低了喷嘴的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种喷水降温结构及燃烧室试验装置，用以解决现有技术中喷嘴易受高温燃气的冲刷，使用寿命低的问题。

本发明实施例提供了一种喷水降温结构，该喷水降温结构包括：用于输送高温燃气的管道；以及设置在所述管道上的多个喷嘴组件，其中，

每个喷嘴组件包括喷嘴，所述喷嘴用于向流经所述管道的高温燃气喷洒冷却水；

所述管道上设有与所述每个喷嘴组件一一对应的通孔，对于每个喷嘴组件，所述喷嘴插设在与该喷嘴组件对应的通孔中，所述喷嘴的头部朝向所述管道的内腔，且所述喷嘴的头部位于该通孔内。

上述实施例中，每个喷嘴组件中，喷嘴插设在相对应的通孔中，且喷嘴的头部朝向管道的内腔，喷嘴向流经管道的高温燃气喷洒冷却水使其温度降低，并且由于喷嘴的头部位于通孔中，使得喷嘴免受高温燃气的冲刷，对喷嘴起到保护作用，延长了喷嘴的使用寿命。

在一个具体的实施例中，所述每个喷嘴组件还包括套筒，所述套筒与所述管道的外壁固定连接，且所述套筒的内腔与所述通孔连通，所述喷嘴插设在所述套筒中并与所述套筒固定连接。

在另一个具体的实施例中，所述每个喷嘴组件还包括套筒，所述套筒插设在所述通孔中，所述套筒的内腔与所述管道的内腔连通，且所述套筒靠近所述管道内腔的一端位于所述通孔内，所述套筒与所述管道固定连接；所述喷嘴插设在所述套筒中并与所述套筒固定连接。

上述两个实施例中，所述套筒包括筒体和端盖，所述筒体和所述端盖可拆卸固定连接；

所述端盖上设有螺纹孔，所述喷嘴上设有与所述螺纹孔相配合的螺纹，所述喷嘴与所述端盖螺纹连接并插设在所述筒体中。便于喷嘴的更换，提高了喷嘴降温结构的适应性与灵活性。

优选的，所述管道的侧壁中设有环形的水冷通道。冷却水在水冷通道内流通，使得管道侧壁温度降低，避免管道受局部高温的影响。

优选的，所述喷嘴与高压水主管道连通，且所述喷嘴上设有手动阀门。通过手动阀门的开闭控制喷嘴的使用率，使得高温燃气在经喷水降温后满足不同的排出工况，提高了喷水降温结构的适应性与灵活性。

优选的，所述喷嘴组件的个数为8个，平均分为两组，每组喷嘴组件沿圆周均匀分布。

优选的，所述两组喷嘴组件交错设置。每组喷嘴沿圆周均匀分布，并且两组喷嘴交错设置，这样设置有利于冷却水与高温燃气充分混合，有效降低了高温燃气的温度。

优选的，还包括第一连接法兰和第二连接法兰，所述第一连接法兰和所述第二连接法兰分别与所述管道固定连接。

本发明实施例还提供了一种燃烧室试验装置，包括上述任一项所述的喷水降温结构。该喷水降温结构用于对燃烧室产生的高温燃气进行降温，以满足排出条件，并且，该喷水降温结构中管道的侧壁上设有与每个喷嘴组件相对应的通孔，喷嘴的头部位于通孔内，使得喷嘴免受高温燃气的冲刷，延长了喷嘴的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例提供的喷水降温结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的喷水降温结构的剖视图；

图3为本发明实施例提供的喷嘴与端盖的装配图；

图4为本发明实施例提供的燃烧室试验装置的结构示意图。

附图标记：

10-喷水降温结构

11-管道 12-喷嘴组件 121-喷嘴 122-筒体 123-端盖

13-第一连接法兰 14-第二连接法兰