[發(fā)明專利]透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2022-05-07
• 公開（公告）號: CN114858470A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝岳生;劉網(wǎng)扣;張成義;史進淵;王建業(yè);張琳
• 申請（專利權(quán)）人: 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院有限責任公司
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01M15/02;G01M13/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廉世坤

1.一種透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，包括：

靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置，所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置用于測試透平靜葉片和靜態(tài)透平動葉片；

航空發(fā)動機，所述航空發(fā)動機的燃氣發(fā)生器包括用于向所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置提供主流燃氣的燃燒室和用于向所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置提供冷卻空氣的壓氣機；

冷卻氣源裝置，所述冷卻氣源裝置與所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置相連，所述冷卻氣源裝置用于控制進入所述透平葉片冷卻試驗裝置的冷卻空氣流量和壓力；

試驗冷卻水裝置，所述試驗冷卻水裝置與所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置相連，所述試驗冷卻水裝置用于冷卻所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置的進口和出口的排氣管道殼程；

控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)分別與所述靜態(tài)透平葉片冷卻效果試驗裝置、所述冷卻氣源裝置和所述試驗冷卻水裝置相連，所述控制系統(tǒng)用于控制所述主流燃氣、所述冷卻空氣和冷卻水的輸出量；和

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與所述控制系統(tǒng)電連接，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集試驗系統(tǒng)運行參數(shù)并發(fā)送至所述控制系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置包括主流燃氣進氣閥、主流燃氣調(diào)節(jié)閥、透平葉片試驗段、噴淋段和消音塔，所述主流燃氣進氣閥與所述燃氣發(fā)生器出口抽氣管道連接，所述透平試驗段、所述噴淋段和所述消音塔依次相連，所述噴淋段用于快速降溫所述主流燃氣，所述消音塔用于消除噪聲。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述透平葉片試驗段包括3-7支全尺寸透平葉片，多支所述全尺寸透平葉片呈扇形分布，位于最外側(cè)的兩支所述全尺寸透平葉片為陪襯葉片，多支所述全尺寸透平葉片形成2-6個透平葉片流道。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置的進口處設(shè)置安全閥，所述安全閥用于試驗所述透平葉片冷卻試驗裝置的超壓保護。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述靜態(tài)透平葉片冷卻試驗裝置還包括滑移段，所述滑移段設(shè)置在所述噴淋段與所述消音塔之間的排氣管道上，所述滑移段用于調(diào)節(jié)所述排氣管道的位移量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述噴淋段和所述滑移段之間設(shè)置背壓閥，所述背壓閥用于調(diào)節(jié)透平葉片試驗段的背壓。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻氣源裝置包括冷卻空氣進氣閥和冷卻空氣調(diào)節(jié)閥，所述冷卻空氣進氣閥通過抽氣管道與所述壓氣機的排氣缸相連，所述冷卻空氣進氣閥與所述冷卻空氣調(diào)節(jié)閥通過管道相連，所述冷卻空氣調(diào)節(jié)閥與所述透平葉片試驗段相連，所述冷卻空氣進氣閥和所述冷卻空氣調(diào)節(jié)閥用于控制進入所述透平葉片試驗段的冷卻空氣流量和壓力。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻空氣調(diào)節(jié)閥與所述透平葉片試驗段之間的管道上設(shè)有流量測點、壓力測點和溫度測點。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透平葉片冷卻效果試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述試驗冷卻水裝置包括冷卻塔、水泵、進水管道、補水管道和出水管道，所述冷卻塔通過所述進水管道與所述燃氣發(fā)生器的出口和所述噴淋段入口的雙層管道殼程相連，所述冷卻塔通過所述出水管道與所述透平葉片試驗段的進口和出口的排氣管道殼程相連，所述補水管道與所述冷卻塔相連。

10.一種透平葉片冷卻效果試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

抽取航空發(fā)動機燃氣發(fā)生器出口燃氣作為主流燃氣，抽取航空發(fā)動機壓氣機出口空氣作為冷卻空氣；

將主流燃氣和冷卻空氣分別通入透平葉片試驗段的主流通道和透平葉片內(nèi)部冷卻通道，進行透平葉片冷卻效果試驗；

調(diào)整主流燃氣進氣閥與主流燃氣調(diào)節(jié)閥的開度控制主流燃氣流量，調(diào)整背壓閥以調(diào)節(jié)所述透平葉片試驗段的背壓；

收集所述透平葉片試驗段的出口氣流，快速降溫所述出口氣流并排入消音塔。