[发明专利]一种高温气体冷却器

说明书

本发明公开了一种高温气体冷却器，高温气体冷却器内部设有换热管，所述换热管为直管，且沿垂直于高温气体传输方向布设，冷却介质在所述换热管管内流动，高温气体进入高温气体冷却器后与所述换热管内的冷却介质进行换热；高温气体冷却器包括高温段和低温段，高温气体先进入高温段再进入低温段，通过两次换热使温度逐步降低；在高温段的导流段内设置分布盘，用于将来流的高温气体在导流段内进行分散，使得高温气体进入高温段壳体时在垂直于壳体轴线的同一平面内分布均匀，降低由气流惯性引起的高温气体分布不均带来的影响，提高高温气体冷却器的换热效率。本发明的一种高温气体冷却器，提高了换热效率和使用寿命，降低了制造难度。

技术领域

本发明涉及高温气体降温的技术领域，尤其是一种高温气体冷却器。

背景技术

航空发动机高空模拟试车台(简称高空台)是在地面模拟飞机发动机在空中的飞行状况和环境，对发动机整机和部件进行高空模拟试验的系统设备；其中，针对航空发动机高空模拟试车台的排气冷却装置，由于发动机在高空舱内试验时排出的气体温度非常高，高达1800℃，因此必须通过高温气体冷却器冷却至40℃左右才能排入大气。

经检索中国专利公开号为CN101943529.A公开了一种高温气体干法降温装置及方法，该专利管束式降温器壳程内实现高温气体与换热管内冷却水之间的热交换，在不增加气体组分及流量的情况下，实现了降温的目的；但是，该专利中的换热管均是采用环形布局形式，即换热管均为盘管，冷却介质在盘管内的流程相对较长，若流动速度缓慢，换热管外的温度即高温气体的温度过高，容易导致换热管内的冷却介质被蒸发，使换热管被干烧，大大降低了高温换热器的寿命；另外，翅片管卷制成盘管的难度较高；因此该专利的提出高温气体干法降温装置不仅寿命短易损坏，而且制造难度高。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种高温气体冷却器，提高了换热效率和使用寿命，降低了制造难度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种高温气体冷却器，高温气体冷却器内部设有换热管，所述换热管为直管，且沿垂直于高温气体传输方向布设，冷却介质在所述换热管内流动，高温气体进入高温气体冷却器后与所述换热管内的冷却介质进行换热。

所述高温气体冷却器包括高温段和低温段，高温气体先进入高温段进行一次换热使温度降低后，再进入低温段进行二次换热使温度进一步降低；其中，

所述高温段包括：导流段、高温段壳体；

所述导流段为圆台形，所述导流段的半径较小的一端为高温气体的进气端，所述导流段的半径较大的一端为出气端，导流段的出气端与所述高温段壳体的进气端对应连接；

高温气体在高温段壳体内沿高温段壳体的轴线方向传输；

所述高温段壳体内设有高温段管束单元；所述高温段管束单元包括：自下而上依次相连接的高温段下管箱、高温段换热管、高温段上管箱；

所述高温段换热管沿垂直于高温段壳体轴线的竖直方向布设。

所述高温段下管箱沿高温段壳体的环向方向设置在高温段壳体内壁的下半部分上；所述高温段上管箱沿高温段壳体的环向方向设置在高温段壳体内壁的上半部分上；所述高温段下管箱和高温段上管箱二者彼此独立设置且仅通过高温段换热管连通。

所述高温段管束单元中：在垂直于高温段壳体轴线的同一平面内，均匀排布有若干根高温段换热管，将此在垂直于高温段壳体轴线的同一平面内的均匀排布的若干根高温段换热管称为一排高温段换热管组，且沿高温段壳体轴线的方向上分布有若干排高温段换热管组；

此若干排高温段换热管组连接同一个高温段上管箱和同一个高温段下管箱。

所述高温段壳体内还设置有高温段冷却介质接管；所述高温段冷却介质接管包括：高温段进液接管、高温段出液接管；其中，