[发明专利]一种双气路变循环冷气控制装置

说明书

本发明提供了一种双气路变循环冷气控制装置，包括：流量计、调节阀、掺混装置、热电偶和加热器；其中，气流通过掺混装置，途中经过流量计、调节阀、热电偶和加热器；掺混装置包括：主流管道、大流量冷气管道、小流量冷气管道、涡流掺混器。本发明可以实现冷气温度按规律均匀改变，具体地通过主流冷气先与大流量冷气交汇，再与小流量冷气交汇，最后经过涡流掺混器掺混，主流以冷气的高温点为初始温度，通过加入大小两路的低温冷气来控制气体温度规律性变化，在后面增加一涡流掺混，让高低温气体混合后充分掺混。

技术领域

本发明涉及燃气轮机装置技术领域，尤其涉及一种双气路变循环冷气控制装置。

背景技术

燃气轮机叶片是非常重要的做功部件，工作中承受离心力、热应力、气动力等多种载荷，工作环境非常恶劣。因此，叶片也是燃气轮机中最容易产生破坏的零件，一旦损伤必然会影响汽轮机整机性能。在燃气轮机定型前必须对叶片进行相应的实验考核，保证叶片在规定的寿命周期内的可靠性。

实验过程中需要对涡轮叶片进行通气冷却。目前，国内燃气轮机行业在叶片可靠性考核实验中，叶片只通恒温冷气。实际上，叶片在燃气轮机内工作时冷气温度是随燃机的工况改变的。造成叶片可靠性考核实验不能完全摸拟叶片真实工况，产生实验误差。主要原因是缺乏能够实现叶片冷气温度按规律均匀改变的实验装置。

目前燃气轮机实验中问题的难点在于，首先叶片冷气温差变化比较大，升温降温速率较快，靠单一热源很难控制叶片温升及温降，其次要保证叶片冷气温度的均匀性，保证进入叶片的气体温度具有很好一致性。

因此，研制一种实现燃气轮机叶片在热疲劳寿命考核实验中，实现冷气变循环加载，为燃气轮机涡轮叶片定型验证提供高精度实验数据的控制装置，成为待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种双气路变循环冷气控制装置。

本发明提供的技术方案是：一种双气路变循环冷气控制装置，包括：流量计、调节阀、掺混装置、热电偶和加热器；

其中，气流通过掺混装置，途中经过流量计、调节阀、热电偶和加热器；

掺混装置包括：主流管道、大流量冷气管道、小流量冷气管道、涡流掺混器；

大流量冷气管道和小流量冷气管道分别由环状缓冲区和小冷气管道组成；

涡流掺混器由扰流装置和叶片组成，叶片环绕主流管道内壁一圈，扰流装置放置在叶片后；

主流气通过主流管道与大流量冷气管道中的大流量冷气交汇，再与小流量冷气管道中的小流量冷气交汇，主流气以冷气的高温点为初始温度，通过加入大小两路的低温冷气来控制气体温度规律性变化，再通过涡流掺混器，让高低温气体混合后充分掺混，途中通过流量计、调节阀、流量计、调节阀对冷气进行实时监测和控制。

优选，所述流量计、调节阀、掺混装置、热电偶和加热机通过上位机和PLC控制，上位机通过编程电缆连接到PLC。

进一步优选，所述PLC下控制有驱动单元，其中驱动单元包括：调节阀、掺混装置、热电偶和加热机，上位机通讯控制PLC从而控制调节阀、掺混装置、热电偶和加热机。

进一步优选，所述PLC下控制有测量单元，测量单元包括：温度传感器、压力传感器、流量传感器、变频器信号、液位传感器和转速传感器，分别对装置进行温度、压力、流量、掺混装置电机、液位、叶片转速进行实时监测，使装置稳定运行。

进一步优选，所述小冷气管道呈角度倾斜围绕在大流量冷气管道和小流量冷气管道周围，使冷气更充分混合。

进一步优选，所述调节阀采用气动和电动阀门。