[发明专利]一种高温流体通道

说明书

本发明公开了一种高温流体通道，包括筒状结构的通道壁与位于通道壁两端的连接座，通道壁包括若干筒状结构的壁面，各所述壁面逐层套设，且各所述壁面的端部均与连接座相连；每相邻的两个壁面之间具有筒状结构的环形间隙腔，且每相邻的两个壁面之间通过支撑组件相连。其通过将若干筒状结构的壁面逐层套设而形成高温流体通道的通道壁，并在相邻的壁面之间形成环形间隙腔，使得由通道内壁传递至通道外壁的热流大幅度降低，实现了高温流体通道在保证安全工作前提下耗费工质热沉最小。

技术领域

本发明涉及高温流体通道结构设计技术领域，具体是一种高温流体通道。

背景技术

在高温流体通道的应用过程中，考虑到通道壁材料的耐高温强度，高温燃气通道壁面一般有一个工作温度上限，当流体温度超过可用的材料温度上限时，必须采用合适的热疏导方案使得通道内壁温度工作在材料可用极限温度以下。

通常采用的可以长时间工作的热疏导方案一般为主动冷却方案，具体为采用一种冷却工质流过壁面内部合理设置的流动通道，将超出燃气通道内壁安全工作承受范围的热及时带走，保持通道内壁温度低于极限工作温度，在此过程中冷却工质温度增加。但是在实际的应用过程中，往往需要让燃气通道内壁尽可能工作在较为均匀且略低于其极限工作温度的条件下。这种情况下采用上述主动冷却方案，当冷却流量、允许温升、面积等不足时、冷却剂的冷却能力不足，会导致燃气通道内壁过热、冷却失败。但若是增加冷却工质质量、允许的温升、冷却面积等过大，则又会导致传导出来的热流过多、耗费了过多的工质热沉，造成能源浪费。可见在这种背景条件下，高温流体通道的主动冷却方案需要经过优化设计，使用高温流体通道在冷却剂热沉消耗尽可能低的条件下即保证其可靠工作。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种高温流体通道，实现了高温流体通道在保证安全工作前提下耗费工质热沉最小。

为实现上述目的，本发明提供一种高温流体通道，包括若干筒状结构的壁面以及位于壁面两端的连接座，各所述壁面逐层套设，且各所述壁面的端部均与连接座相连；

每相邻的两个壁面之间具有筒状结构的环形间隙腔，且每相邻的两个壁面之间通过支撑组件相连。

在其中一个实施例中，所述支撑组件上设有能够缓解热应力变形的第一缓冲结构。

在其中一个实施例中，所述支撑组件包括若干设在对应环形间隙腔内的支撑肋，所述支撑肋的两侧分别与对应的两个壁面相连，所述第一缓冲结构为设在支撑肋内部的中空腔。

在其中一个实施例中，所述支撑肋为条状结构，同一支撑组件中，各所述支撑肋沿环形间隙腔的周向分布在环形间隙腔内。

在其中一个实施例中，所述支撑肋为环状结构，同一支撑组件中，各所述支撑肋沿环形间隙腔的轴向分布在环形间隙腔内。

在其中一个实施例中，相邻的两个环形间隙腔中的支撑肋相互错开。

在其中一个实施例中，一部分支撑组件中的支撑肋为条状结构，该部分支撑组件中的支撑肋沿对应环形间隙腔的周向分布在环形间隙腔内；

另一部分支撑组件中的支撑肋为环状结构，该部分支撑组件中的支撑肋沿对应环形间隙腔的轴向分布在环形间隙腔内。

在其中一个实施例中，还包括若干冷却通道，各所述冷却通道均匀的分布在最外层壁面的外壁上，或各所述冷却通道均匀的分布在最外层的环形间隙腔内。

在其中一个实施例中，所述壁面上设有第二缓冲结构，所述第二缓冲结构包括若干向外凸起的弧形槽；

所述弧形槽为条状结构，且各弧形槽沿壁面的周向间隔分布在对应壁面上；或

所述弧形槽为环状结构，且各弧形槽沿壁面的轴向间隔分布在对应壁面上。

在其中一个实施例中，所述连接座、壁面、支撑组件、冷却通道、弧形槽均一体成型。