[發明專利]一種雙路煙氣再循環逆流燃燒方法和裝置

有效

• 申請號: 201410747897.4
• 申請日: 2014-12-09
• 公開（公告）號: CN104482561A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 曾青華;孔文俊;趙瑋杰;王寶瑞
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F23R3/54
• 分類號: F23R3/54
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明涉及潛艇動力燃燒領域，具體地涉及一種雙路煙氣再循環逆流燃燒方法。

本發明還涉及用于實現上述方法的雙路煙氣再循環逆流燃燒裝置。

背景技術

公知的潛艇動力燃燒室一般為簡單順流燃燒方式，即燃料和氧化劑分別從燃燒室頭部進入火焰筒，在火焰筒的燃燒區內進行混合燃燒，產生高溫高壓煙氣然后向火焰筒下游排出。這種燃燒方法存在燃料燃燒不完全、火焰筒超溫、煙氣余熱浪費等問題。也有單路煙氣再循環逆流冷卻火焰筒的燃燒方式，火焰筒排出的煙氣經過換熱冷卻后，一部分沿火焰筒外壁面逆流冷卻火焰筒壁面，同時通過火焰筒壁面進入火焰筒內再參與燃燒。在這種燃燒方式下，部分煙氣余熱因再循環得到了利用，但大部分煙氣余熱直接排出，所以煙氣余熱利用率不高，此外火焰筒內燃燒強度過高影響燃燒室壽命等問題仍然存在。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙路煙氣再循環逆流燃燒方法。

本發明的又一目的是提供一種用于實現上述方法的雙路煙氣再循環逆流燃燒裝置。

為實現上述目的，本發明提供的雙路煙氣再循環逆流燃燒裝置，其中：

火焰筒的壁上開設有多個氣孔，火焰筒與隔流罩之間為第一環腔，隔流罩與燃燒室壁之間為第二環腔，第二環腔與燃燒頭部的燃燒器連通；

火焰筒通過一煙氣管道連接換熱器后分成三個通道，第一通道通過流量閥連接第一環腔的第一環腔接口，第二通道通過流量閥連接至混合器，由該混合器連接第二環腔的第二環腔接口，第三通道連接燃燒室下游。

所述的雙路煙氣再循環逆流燃燒裝置中，燃燒頭部設置一個或多個燃燒器。

所述的雙路煙氣再循環逆流燃燒裝置中，燃燒器中安裝有燃料噴嘴，燃料噴嘴的外圈設有單級旋流器。

所述的雙路煙氣再循環逆流燃燒裝置中，燃料噴嘴為壓力霧化結構、氣動霧化結構或組合式結構。

所述的雙路煙氣再循環逆流燃燒裝置中，旋流器為軸向葉片式結構、徑向葉片式結構、軸向斜切孔式結構或徑向斜切孔式結構。

本發明提供的雙路煙氣再循環逆流燃燒方法：

燃燒室的煙氣經過換熱冷卻后分成三路，其中一路煙氣回流至第一環腔并沿軸向逆向流動，沿途通過火焰筒的壁上的氣孔進入火焰筒，以冷卻火焰筒；

另一路煙氣與氧化劑混合后回流至第二環腔，沿軸向逆流進入燃燒頭部與燃料混合燃燒，以降低火焰筒內的燃燒溫度；

最后一路煙氣排往燃燒室下游。

所述的雙路煙氣再循環逆流燃燒方法中，火焰筒的冷卻方式為氣膜冷卻、發散冷卻或復合冷卻方式。

所述的雙路煙氣再循環逆流燃燒方法中，與氧化劑混合的煙氣用于稀釋并預熱氧化劑。

所述的雙路煙氣再循環逆流燃燒方法中，氧化劑為空氣或氧氣。

所述的雙路煙氣再循環逆流燃燒方法中，回流至第一環腔和第二環腔的煙氣分別由流量閥控制其流量。

本發明與現有技術相比的優點如下：

本發明不僅可以提高燃燒室的使用壽命，而且增大了煙氣余熱的利用率，提高了總體循環效率。

附圖說明

圖1是本發明雙路煙氣再循環逆流燃燒室的立體示意圖。

圖2是本發明實施例一的燃燒原理圖；

圖3是本發明實施例二的燃燒原理圖。

圖中符號說明：

1燃燒頭部；2火焰筒；3隔流罩；4燃燒室壁；5燃燒器；6燃料噴嘴；7旋流器；8第一環腔；9第二環腔；10第一環腔接口；11第二環腔接口；12換熱器；13火焰筒排出的煙氣；14、15、16煙氣；17氧化劑與煙氣的混合器；18點火器。

具體實施方式

本發明的技術方案是將其中一路煙氣回流至第一環腔并逆向流動沿途進入火焰筒，起到冷卻火焰筒且利用了煙氣余熱的作用。另一路煙氣在與燃燒室的氧化劑進行混合后，回流至第二環腔，一方面起到了稀釋氧化劑的作用，降低火焰筒內的燃燒強度，保護火焰筒不被燒毀，提高了燃燒室的使用壽命；另一方面回流煙氣起到預熱氧化劑的作用，提高氧化劑的溫度，從而減少火用損失。

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

實施例一

請參閱圖1和圖2，本發明實施例一的結構如下：