[發明專利]一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統及試驗方法

在審

• 申請號: 202011326136.3
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112485033A
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 肖俊峰;王峰;王瑋;李曉豐;李園園;段靜瑤;于飛龍
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01N3/00;G01N17/00;G01N31/12;G01N33/20
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統，其特征在于，包括燃料系統、主空氣供應系統(1)、冷卻空氣供應系統(6)、控制系統(9)和數據采集系統(10)；

所述燃料系統與燃燒試驗段(11)連接，燃燒試驗段(11)的排氣端分別連接透平葉片綜合冷效試驗段(12)，透平葉片綜合冷效試驗段(12)的出口連接排氣系統(8)；主空氣供應系統(1)連接燃燒試驗段(11)的進氣端，冷卻空氣供應系統(6)分別連接透平葉片綜合冷效試驗段(12)的進氣端，冷卻空氣供應系統(6)與排氣系統(8)連接，用于給透平葉片綜合冷效試驗段(12)提供冷源；

所述控制系統(9)分別與燃料系統、主空氣供應系統(1)和冷卻空氣供應系統(6)連接，用于控制燃料和氣體的輸出量，數據采集系統(10)用于采集整個試驗系統的運行參數并發給控制系統。

2.根據權利要求1所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統，其特征在于，所述主空氣供應系統(1)包括主空氣壓氣機，其輸出端連接主空氣電加熱器連接，主空氣電加熱器的輸出端連接燃燒試驗段。

3.根據權利要求2所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統，其特征在于，所述主空氣壓氣機的輸出與主空氣電加熱器連接，主空氣壓氣機的兩路管道上設置有主空氣主副流量測量調控裝置，采用主空氣主副流量測量調控裝置控制主空氣流量。

4.根據權利要求1或2所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統，其特征在于，所述冷卻空氣供應系統(6)包括冷卻空氣壓氣機，以及與其連接的穩壓儲氣罐，穩壓儲氣罐的輸出端與冷卻空氣電加熱器連接，冷卻空氣電加熱器的輸出端連接透平葉片綜合冷效試驗段(12)。

5.根據權利要求1所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統，其特征在于，所述燃燒試驗段(11)的排氣端還連接材料性能試驗段(13)，材料性能試驗段(13)的輸出端連接排氣系統。

6.根據權利要求1或5所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統，其特征在于，所述主空氣供應系統(1)和冷卻空氣供應系統(6)的輸出端還連接燃料噴嘴與透平葉片冷卻氣通道試驗段(14)，燃料噴嘴與透平葉片冷卻氣通道試驗段(14)的輸出端連接排氣系統。

7.根據權利要求5所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統，其特征在于，所述燃燒試驗段(11)、透平葉片綜合冷效試驗段(12)與材料性能試驗段(13)連接有消防系統(15)。

8.根據權利要求1所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統，其特征在于，所述燃料系統包括天然氣供應系統(2)、合成氣供應系統(3)、富氫/純氫供應系統(4)和生物質氣供應系統(5)。

9.一種權利要求1-8任一項所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統的試驗方法，其特征在于，燃燒試驗和透平綜合冷效試驗的方法如下：

所述主空氣供應系統(1)的壓氣機壓縮空氣，壓縮后的空氣經加熱后進入燃燒試驗段(9)；

燃料系統的氣體燃料經加壓后進入燃燒試驗段(9)，空氣和氣體燃料在燃燒試驗段內混合燃燒形成高溫高壓的燃氣，模擬燃氣輪機運行時燃燒室真實工作環境，然后進行燃燒試驗；

高溫高壓的燃氣與冷卻空氣供應系統(6)的冷氣分別進入透平葉片綜合冷效試驗段，模擬燃氣輪機透平部件實際工作環境，通過測量燃氣、冷氣參數和葉片外表面壁溫，獲得葉片冷卻效果及其特性，透平冷效試驗段出來的氣體經過排氣系統排入大氣。

10.根據權利要求9所述的一種燃氣輪機燃燒與透平綜合冷效試驗系統的試驗方法，其特征在于，材料性能試驗的方法如下：

燃燒試驗段排出的高溫燃氣進入材料性能試驗端，模擬熱通道部件及高溫合金材料實際工作氣氛，進行高溫燃氣環境下熱通道部件以及高溫合金材料力學性能、氧化和腐蝕試驗，試驗后的高溫燃氣進入排氣系統排入大氣。