【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及燃气轮机，具体涉及一种利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统。
技术介绍
1、透平叶片是燃气轮机的关键部件，新研制的透平叶片样件，都需要进行透平叶片冷却效果验证试验。随着透平入口温度的不断提升，在相关技术中，现有试验台位很难满足燃气轮机全温全压模化透平试验的需求，存在试验结果不准确的问题。而且，现有的试验台位从在役燃气轮机的压气机中抽取的气体过多，影响压气机的性能，进而影响机组的安全运行。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，该利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统的试验结果准确且不会影响机组的安全运行。
2、本专利技术实施例的一种利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，所述在役燃气轮机包括压气机、燃烧室和透平，所述压气机与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述透平连通，所述燃烧室为环形的，所述试验系统包括：
3、试验子系统，所述试验子系统包括试验透平和测功器，所述试验透平内设有静叶，所述试验透平的一端与所述燃烧室连通，以便抽取所述燃烧室产生的燃气作为所述试验透平的主流燃气，所述试验透平的另一端与所述测功器相连，所述试验子系统包括主流燃气流量计，以便测量进入所述试验透平的主流燃气流量mg；
4、冷却气体子系统，所述冷却气体子系统包括空气分配装置，所述冷却气体子系统能够连通所述压气机和所述试验透平，以便抽取所述压
5、所述在役燃气轮机还包括压缩空气储能子系统，所述压缩空气储能子系统包括储热装置、储气装置和换热器，所述储热装置内设有换热介质，所述压缩机中的气流可进入所述储热装置中，并与所述换热介质进行热交换后进入所述储气装置中；所述在役燃气轮机具有低谷状态和高谷状态，
6、在所述低谷状态，从所述压缩机的出口流出一股气流q1，从所述储气装置的出口流出两股气流q2和q3，气流q1可与气流q2混合后并进入所述燃烧室中，气流q3进入所述冷却气体子系统中；
7、在所述高谷状态，所述储气装置中的气流可进入所述储热装置中，并与所述换热介质进行热交换后进入所述换热器中，在所述换热器中加热至指定温度后，进入所述透平中；
8、从所述换热器中流出一股气流q4进入所述燃烧室中，从所述透平中流出一股气流q5进入所述冷却气体子系统中。
9、本专利技术实施例的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统具有节能效果好、试验成本低、试验结果准确和不会影响在役燃气轮机的正常运行等优点。
10、在一些实施例中，所述a还包括试验透平测量模块，所述试验透平测量模块设在所述试验透平内以便测量所述试验透平内的温度和压力，所述试验透平包括依次相连的进气段、试验段和排气段，所述试验透平测量模块包括沿从所述进气段至所述排气段的方向依次且间隔布置的第一测量组件、第二测量组件和第三测量组件，所述试验透平具有沿其轴向间隔布置的第一横截面、第二横截面和第三横截面，所述第一横截面位于所述进气段内，所述第二横截面设在所述试验段内且邻近所述试验段进口处，所述第三横截面过所述静叶的喉部，所述第一测量组件、所述第二测量组件和所述第三测量组件均为多个且均与所述所述试验透平的内周壁相连；
11、多个所述第一测量组件设在所述第一横截面上且多个所述第一测量组件在所述第一横截面上的投影在同一圆上，所述圆的中心在所述试验透平的轴线上，所述第一测量组件用于测量所述第一横截面所在位置的总温度
12、多个所述第二测量组件设在所述第二横截面上且多个所述第二测量组件在所述第二横截面上的投影在同一圆上，所述圆的中心在所述试验透平的轴线上，所述第二测量组件用于测量所述试验段进口总温度
13、多个所述第三测量组件设在所述第三横截面上且多个所述第三测量组件在所述第三横截面上的投影在同一圆上，所述圆的中心在所述试验透平的轴线上，所述第三测量组件用于测量所述静叶喉部的总温度所述试验段进口总温度所述静叶喉部的总温度满足以下公式：
14、
15、式中：
16、cpmix——混合后气体的比压定热容，可通过查表得出；
17、cpg——上游主流燃气的比压定热容，可通过查表得出；
18、cpci——冷却空气的比压定热容，可通过查表得出；
19、——所述试验段温度，即为所述或
20、——所述进气段主流燃气温度；
21、mg——主流燃气流量；
22、mci——所述空气分配装置中各路冷却流路的冷气流量；
23、——所述空气分配装置中各路冷却流路中的冷气的温度。
24、在一些实施例中，所述第一测量组件包括第一总温检测器，所述第一总温检测器用于检测所述第一横截面的总温度
25、所述第二测量组件包括第二总温检测器，所述第二总温检测器用于检测所述第二横截面的总温度
26、所述第三测量组件包括第三总温检测器，所述第三总温检测器用于检测所述第三横截面的总温度
27、在一些实施例中，所述试验子系统还包括进气管路和气体整流器，所述进气管路的一端与所述燃烧室连通，所述进气管路的另一端与所述试验透平连通，所述气体整流器设在所述进气管路上以便对所述进气管路中的燃气进行整流。
28、在一些实施例中，所述试验子系统还包括排气管路，所述排气管路的一端与所述试验透平连通，所述储热装置和所述换热器连通中的每一者均与所述排气管路的另一端连通；
29、在所述低谷状态，所述排气管路与所述储热装置连通，所述排气管路中的气流进入所述储热装置中与所述换热介质进行热交换，以便将热量储存在所述换热介质中；
30、在所述高谷状态，所述排气管路与所述换热器连通，所述排气管路中的气流进入所述换热器中，且被所述换热器加热后进入所述透平中。
31、在一些实施例中，所述试验子系统还包括第一控制阀、补偿器、减温器、第一流量计和第二控制阀，所述第一控制阀和所述补偿器均设在所述进气管路上，所述减温器、所述第一流量计和所述第二控制阀均设在所述排气管路上。
32、在一些实施例中，所述试验透平还包括试验动叶和气缸，所述试验动叶可转动地设在所述气缸内，所述试验子系统还包括间隙调节装置，所述间隙调节装置与所述试验透平相连，以便调节所述试验动叶与所述气缸之间的间隙。
33、在一些实施例中，所述试验透平内具有多个冷却通道，所述空气分配装置的一端与所述压气机连通，所述空气分配装置的多个所述冷却流路与多个所述冷却通道连通，所述空气分配装置用于将所述冷却气体分流成多股，以便注入多个所述冷却通道中。
34、在一些实施例中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述在役燃气轮机包括压气机、燃烧室和透平，所述压气机与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述透平连通，所述燃烧室为环形的，所述试验系统包括：
2.根据权利要求1所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，还包括试验透平测量模块，所述试验透平测量模块设在所述试验透平内以便测量所述试验透平内的温度和压力，所述试验透平包括依次相连的进气段、试验段和排气段，所述试验透平测量模块包括沿从所述进气段至所述排气段的方向依次且间隔布置的第一测量组件、第二测量组件和第三测量组件，所述试验透平具有沿其轴向间隔布置的第一横截面、第二横截面和第三横截面，所述第一横截面位于所述进气段内，所述第二横截面设在所述试验段内且邻近所述试验段进口处，所述第三横截面过所述静叶的喉部，所述第一测量组件、所述第二测量组件和所述第三测量组件均为多个且均与所述所述试验透平的内周壁相连；
3.根据权利要求1所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述第一测量组件包括第一总温检测器，所述第一总温检测器用于检测
4.根据权利要求3所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述试验子系统还包括进气管路和气体整流器，所述进气管路的一端与所述燃烧室连通，所述进气管路的另一端与所述试验透平连通，所述气体整流器设在所述进气管路上以便对所述进气管路中的燃气进行整流。
5.根据权利要求4所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述试验子系统还包括排气管路，所述排气管路的一端与所述试验透平连通，所述储热装置和所述换热器连通中的每一者均与所述排气管路的另一端连通；
6.根据权利要求5所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述试验子系统还包括第一控制阀、补偿器、减温器、第一流量计和第二控制阀，所述第一控制阀和所述补偿器均设在所述进气管路上，所述减温器、所述第一流量计和所述第二控制阀均设在所述排气管路上。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述试验透平还包括试验动叶和气缸，所述试验动叶可转动地设在所述气缸内，所述试验子系统还包括间隙调节装置，所述间隙调节装置与所述试验透平相连，以便调节所述试验动叶与所述气缸之间的间隙。
8.根据权利要求7所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述试验透平内具有多个冷却通道，所述空气分配装置的一端与所述压气机连通，所述空气分配装置的多个所述冷却流路与多个所述冷却通道连通，所述空气分配装置用于将所述冷却气体分流成多股，以便注入多个所述冷却通道中。
9.根据权利要求8所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述冷却气体子系统还包括第三控制阀和第二流量计，所述第三控制阀、所述第二流量计和所述空气分配装置沿着所述冷却气体子系统的进气方向依次连接，所述第三控制阀与所述压气机相连，所述第二流量计与所述空气分配装置相连。
10.根据权利要求9所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，还包括数据采集模块，所述数据采集模块包括第一测量模块和第二测量模块试验透平测量模块，所述第一测量模块用于测量所述冷却气体的温度、压力和/或流量，所述第二测量模块用于测量所述主流燃气和所述试验透平的排气的温度、压力和/或流量。
...【技术特征摘要】
1.一种利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述在役燃气轮机包括压气机、燃烧室和透平，所述压气机与所述燃烧室连通，所述燃烧室与所述透平连通，所述燃烧室为环形的，所述试验系统包括：
2.根据权利要求1所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，还包括试验透平测量模块，所述试验透平测量模块设在所述试验透平内以便测量所述试验透平内的温度和压力，所述试验透平包括依次相连的进气段、试验段和排气段，所述试验透平测量模块包括沿从所述进气段至所述排气段的方向依次且间隔布置的第一测量组件、第二测量组件和第三测量组件，所述试验透平具有沿其轴向间隔布置的第一横截面、第二横截面和第三横截面，所述第一横截面位于所述进气段内，所述第二横截面设在所述试验段内且邻近所述试验段进口处，所述第三横截面过所述静叶的喉部，所述第一测量组件、所述第二测量组件和所述第三测量组件均为多个且均与所述所述试验透平的内周壁相连；
3.根据权利要求1所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述第一测量组件包括第一总温检测器，所述第一总温检测器用于检测所述第一横截面的总温度
4.根据权利要求3所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述试验子系统还包括进气管路和气体整流器，所述进气管路的一端与所述燃烧室连通，所述进气管路的另一端与所述试验透平连通，所述气体整流器设在所述进气管路上以便对所述进气管路中的燃气进行整流。
5.根据权利要求4所述的利用在役燃气轮机辅助的透平叶片冷却试验系统，其特征在于，所述试验子系统还包括排气管路，所述排气管路的一端与所述试验透平连通，所述储热装置和所述换热器连通中的每一者均与所述排...
【专利技术属性】
技术研发人员：束国刚，朱志劼，高升，史进渊，陈蒙，田书耘，
申请(专利权)人：中国联合重型燃气轮机技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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