[發明專利]一種燃機熱障涂層隔熱效果測試裝置

在審

• 申請號: 201510180512.5
• 申請日: 2015-04-16
• 公開（公告）號: CN104792819A
• 公開（公告）日: 2015-07-22
• 發明（設計）人: 王焱;梁君;李小江;薛慧婷;李霽;禹爭光;陳明東;楊德存;白潤東;宋冬梅
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方汽輪機有限公司
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本發明涉及燃機熱障涂層的熱性能檢測設備，具體地講是一種燃機熱障涂層隔熱效果測試裝置。

背景技術

現代燃氣輪機廣泛應用于電廠發電、艦船動力、航空發動機，是衡量一個國家工業制造水平的最高標準。縱觀全球，能自主生產燃氣輪機的僅有少數幾個發達國家的少數企業。隨著現代燃氣輪機的不斷升級，絕大多數的燃氣輪機進氣溫度均已經超過1300℃，而最新研發的燃氣輪機進氣溫度已經超過1600℃。進氣溫度越高，燃機的效率和經濟性也越高，這就對燃機高溫部件的熱性能提出了更高的要求。現代研制的高溫合金普遍的工作溫度小于1000℃，且提升燃機冷卻系統的冷卻效率也已經非常有限，現在廣泛的方法是在金屬基材表面制備一層熱障涂層。它可以有效的降低燃機葉片的溫度，減緩高溫燃氣熱力腐蝕，延長高溫葉片的壽命，提高燃機的效率非常明顯。

????熱障涂層在燃機上運行前，都需要對其進行一系列熱性能驗證測試，其中作為熱障涂層的基本參數-隔熱效果，是評判熱障涂層性能是否優良的重要標準。因此采取科學的辦法，測試、驗證、評價涂層的隔熱性能，是確保涂層開發、燃機核心部件可靠性的重要環節。同時熱障涂層由于自身工作特點復雜，服役工況惡劣，隔熱效果的測試不易直接在燃燒器或者透平動葉上進行，可行的方法是用試樣來模擬熱障涂層的工作環境，檢測其隔熱性能。因此需設計制造一套適用于熱障涂層試樣隔熱效果測試的裝置。

發明內容

????本發明的目的是為了解決上述技術問題，提供一種燃機熱障涂層隔熱效果測試裝置，該裝置用試樣來模擬熱障涂層的工作環境，方便地檢測其隔熱性能。

實現本發明的技術方案是：一種燃機熱障涂層隔熱效果測試裝置，其特征在于：包括試驗電爐、系統控制箱、熱障涂層試樣和參照試樣；所述熱障涂層試樣和參照試樣為大小形狀完全相同的一端封閉的圓管，它們均放置于試驗電爐內同等受熱高溫環境；開口端均通過冷氣進氣管與系統控制箱內的質量流量計連接；所述熱障涂層試樣和參照試樣的內壁均安裝有熱電偶，所述熱電偶與系統控制箱連接。

所述質量流量計連接冷卻氣流量控制器，并由冷卻氣流量控制器進行大小調節。

所述熱障涂層試樣和參照試樣內通入的冷卻氣，流量大小是一致的。

所述試驗電爐為管式電爐，試驗溫度可調節，爐膛恒溫區長度由兩試樣總長確定，熱障涂層試樣和參照試樣分別從爐膛的左右方向放入，保證同時置于恒溫區。

所述熱障涂層試樣和參照試樣的開口端均有端蓋，所述端蓋上有進氣管、出氣管和熱電偶通道，保證了試樣內部與外部環境分開。

所述熱電偶通過在熱障涂層試樣或參照試樣的中部鉆削一個小孔，焊接在緊貼內壁小孔下方位置。

所述焊接為熔焊焊接。

所述系統控制箱通過分別安裝在兩路進氣管上的球閥、電磁閥控制通入熱障涂層試樣和參照試樣的冷卻氣通斷。

所述熱障涂層試樣和參照試樣的內壁溫度，通過系統控制箱顯示。

本發明的有益效果是：

1、該裝置可模擬燃機燃燒器熱障涂層的受熱、隔熱、冷卻等服役環境，通過實驗可以準確測試熱障涂層在本裝置條件下的隔熱效果。

2、采用對比測試，可排除冷卻氣降溫效果，測量結果即為熱障涂層的本身隔熱效果。

3、用本發明的熱電偶安裝結構，使熱電偶與式樣內壁緊密，所測量溫度真實。用打孔加熔焊焊接，使加工變得容易。

4、本發明的試樣結構，能保證試樣在試驗時，試樣內部的冷卻氣環境與外部的電爐加熱環境隔開，不相互影響。

5、本發明可測試試樣在不同試驗溫度、不同冷卻氣流量大小下熱障涂層的不同隔熱效果，可以模擬燃機涂層在真實工作環境下受冷氣冷卻的工作條件，使得測試的隔熱效果更符合涂層實際工作結果。

附圖說明

圖1為本發明的立體結構示意圖；

圖2本發明測試原理示意圖；

圖3為熱障涂層試樣結構示意圖。

圖中標號：1—冷卻氣流量控制器，2—系統控制箱，3—進氣管，4—熱電偶，5—參照試樣，6—管式電爐，7—出氣管，8—熱障涂層試樣，9—球閥，10—電磁閥，11—質量流量計，12—端蓋，13—熱障涂層，14—熔焊。

具體實施方式