一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统

本发明涉及燃气轮机，具体为一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统。

背景技术：

1、燃气轮机也称为燃气发动机，是一种将燃料燃烧产生的高温高压气体转化为机械能的设备，它是一种热力机械，通过将燃料与压缩空气相混合并在高温和高压下燃烧，然后利用燃烧产生的高温高压气体推动涡轮旋转，从而提供动力或驱动机械装置，燃气轮机常被用于航空飞机的动力装置、发电厂的发电机组、船舶的推进系统以及工业领域的动力设备等。它具有高效率、快速启动、轻质化等优点，被广泛应用于需要大功率输出和高效能的场合。

2、然而，现有的燃气轮机在工作的过程中存在以下的问题：高温环境下，燃气轮机内部的各种材料，如燃烧室壁板，会受到高温的影响，如果材料的热稳定性不足，可能导致材料的氧化、蠕变或烧蚀等问题，从而降低材料的寿命和性能，此外燃气轮机通常采用冷却技术来降低高温区域的温度，以保护关键部件不受过热的影响，然而，在高温状态下，冷却效果可能会下降，导致部件的温度升高，从而增加热应力和热疲劳的风险。为此，需要设计相应的技术方案解决存在的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，解决了高温环境下，燃气轮机内部的各种材料，如燃烧室壁板，会受到高温的影响，如果材料的热稳定性不足，可能导致材料的氧化、蠕变或烧蚀等问题，从而降低材料的寿命和性能，此外燃气轮机通常采用冷却技术来降低高温区域的温度，以保护关键部件不受过热的影响，然而，在高温状态下，冷却效果可能会下降，导致部件的温度升高，从而增加热应力和热疲劳的风险，这一技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，包括燃气轮机本体和位于燃气轮机本体内部的双层式燃烧室，所述双层式燃烧室内置有温控保护系统，所述双层式燃烧室内部形成有隔腔，所述温控保护系统包括自动化壁面更换组件、检测器、进液环、冷却组件和排液环，所述自动化壁面更换组件内置于双层式燃烧室的内壁上，所述自动化壁面更换组件由两组壁面更换器组成，两组所述壁面更换器对称设置于双层式燃烧室内，所述检测器安装于双层式燃烧室的内壁上，所述进液环安装于双层式燃烧室的右端，所述排料环安装于双层式燃烧室的左端，所述冷却组件内置于隔腔内且两端分别与进液环、排液环相连接；

3、所述壁面更换器包括外壳、收纳辊、镍基合金壁板、收纳筒、收卷辊和驱动电机，所述外壳内置于双层式燃烧室的内壁上，所述收纳辊分设有两组且对称安装于外壳内，所述镍基合金壁板分设有两组且分别缠绕于两组收纳辊上，所述镍基合金壁板沿着双层式燃烧室内壁铺设且外端与穿过收纳筒，所述收纳筒安装于双层式燃烧室的外壁上，所述收卷辊与镍基合金壁板的外端相连接，所述驱动电机安装于收纳筒的一端且动力输出端与收卷辊的端部相连接；

4、所述冷却组件包括导液冷却管和安装于导液冷却管底部的冷却罩，所述冷却罩内部设置有波纹导液板，所述波纹导液板贴附于双层式燃烧室上，相邻两组所述导液冷却管之间也连接有冷却罩。

5、作为本发明的一种优选方式，所述镍基合金壁板采用镍基合金材料且弧形结构，所述镍基合金的弧度与双层式燃烧室的内壁弧度相同。

6、作为本发明的一种优选方式，所述检测器包括安装板和安装于安装板上的温度传感器、电化学传感器，所述温度传感器、电化学传感器连接有控制器，所述控制器与壁面更换器、冷却组件连接。

7、作为本发明的一种优选方式，所述进液环包括环体一、环形进水管、进液管和引流管，所述环形一安装于双层式燃烧室端部，所述环形进水管安装于环体一上，所述进液管安装于环形进水管的顶部，所述引流管分设有若干组且均匀安装于环形进水管的内端，所述引流管与导液冷却管相连通。

8、作为本发明的一种优选方式，所述排液环包括环体二、环形排水管、排液管和引出管，所述环体二安装于双层式燃烧室端部，所述环形排水管安装于环体二上，所述排液管安装于环形排水管的底部，所述引出管分设有若干组且均匀安装于环形排水管的内侧，所述引出管与导液冷却管相连通。

9、作为本发明的一种优选方式，所述冷却罩呈中空的半圆柱状结构且贴附于双层式燃烧室内壁上。

10、作为本发明的一种优选方式，所述波纹导液板起伏状结构且整体呈波纹状结构，所述波纹导液板与双层式燃烧室内壁相接触。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

12、1.本发明对现有的燃气轮机的燃烧室内壁结构进行了改进，设计了一种燃气轮机高温壁面温控保护系统，该保护系统内置于燃气轮机的燃烧室内且包括自动化壁面更换组件、检测器、进液环、冷却组件和排液环，通过检测且对燃烧室内部的温度进行检测，当燃烧室内壁所承受温度过高时，通过进液环将冷却液导入至冷却组件内，并通过冷却组件对燃烧室的内壁进行降温处理，并将吸热后的冷却液通过排液环进行外排，此外通过检测器可以对燃烧室内壁的氧化情况进行检测，当位于燃烧室内部的壁板性能下降时，可以通过自动化避免更换组件对燃烧室内壁进行收卷式更换处理，保证燃烧室内部的正常运作。

13、2.本发明所设计的燃气轮机高温壁面温控保护系统可以实现对燃烧室内部温度检测控制以及对壁面进行自动化更换处理。

技术特征：

1.一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，包括燃气轮机本体(1)和位于燃气轮机本体(1)内部的双层式燃烧室(2)，所述双层式燃烧室(2)内置有温控保护系统，其特征在于：所述双层式燃烧室(2)内部形成有隔腔(3)，所述温控保护系统包括自动化壁面更换组件(4)、检测器(5)、进液环(6)、冷却组件(7)和排液环(8)，所述自动化壁面更换组件(4)内置于双层式燃烧室(2)的内壁上，所述自动化壁面更换组件(4)由两组壁面更换器(9)组成，两组所述壁面更换器(9)对称设置于双层式燃烧室(2)内，所述检测器(5)安装于双层式燃烧室(2)的内壁上，所述进液环(6)安装于双层式燃烧室(2)的右端，所述排料环安装于双层式燃烧室(2)的左端，所述冷却组件(7)内置于隔腔(3)内且两端分别与进液环(6)、排液环(8)相连接；

2.根据权利要求1所述的一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，其特征在于：所述镍基合金壁板(12)采用镍基合金材料且弧形结构，所述镍基合金壁板(12)的弧度与双层式燃烧室(2)的内壁弧度相同。

3.根据权利要求1所述的一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，其特征在于：所述检测器(5)包括安装板(19)和安装于安装板(19)上的温度传感器(20)、电化学传感器(21)，所述温度传感器(20)、电化学传感器(21)连接有控制器(22)，所述控制器(22)与壁面更换器(9)、冷却组件(7)连接。

4.根据权利要求1所述的一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，其特征在于：所述进液环(6)包括环体一(23)、环形进水管(24)、进液管(25)和引流管(26)，所述环形一安装于双层式燃烧室(2)端部，所述环形进水管(24)安装于环体一(23)上，所述进液管(25)安装于环形进水管(24)的顶部，所述引流管(26)分设有若干组且均匀安装于环形进水管(24)的内端，所述引流管(26)与导液冷却管(16)相连通。

5.根据权利要求4所述的一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，其特征在于：所述排液环(8)包括环体二(27)、环形排水管(28)、排液管(29)和引出管(30)，所述环体二(27)安装于双层式燃烧室(2)端部，所述环形排水管(28)安装于环体二(27)上，所述排液管(29)安装于环形排水管(28)的底部，所述引出管(30)分设有若干组且均匀安装于环形排水管(28)的内侧，所述引出管(30)与导液冷却管(16)相连通。

6.根据权利要求1所述的一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，其特征在于：所述冷却罩(17)呈中空的半圆柱状结构且贴附于双层式燃烧室(2)内壁上。

7.根据权利要求6所述的一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，其特征在于：所述波纹导液板(18)起伏状结构且整体呈波纹状结构。

8.根据权利要求7所述的一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，其特征在于：所述波纹导液板(18)与双层式燃烧室(2)内壁相接触。

技术总结本发明公开了一种应用于燃气轮机高温壁面的温控保护系统，包括燃气轮机本体和位于燃气轮机本体内部的双层式燃烧室，双层式燃烧室内置有温控保护系统，双层式燃烧室内部形成有隔腔，温控保护系统包括自动化壁面更换组件、检测器、进液环、冷却组件和排液环，自动化壁面更换组件内置于双层式燃烧室的内壁上，自动化壁面更换组件由两组壁面更换器组成，两组壁面更换器对称设置于双层式燃烧室内，检测器安装于双层式燃烧室的内壁上，进液环安装于双层式燃烧室的右端，排料环安装于双层式燃烧室的左端。本发明所设计的燃气轮机高温壁面温控保护系统可以实现对燃烧室内部温度检测控制以及对壁面进行自动化更换处理。技术研发人员：宋祥磊,刘艳,周炳晨,高雅,刘珠伟受保护的技术使用者：江苏海洋大学技术研发日：技术公布日：2024/4/7