CN111075573A - 一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾***，包括供油子***、空气换热子***、雾化调节子***，所述供油子***包括依次连接的增压泵、高精度滤油器、质量流量控制器，所述空气换热子***包括设置在机闸外的环形回状钢管，环形回状钢管的入口端作为柴油进口与质量流量控制器连通，环形回状钢管的出口端连接一出口盘，出口盘上设置有与燃烧室数量相等的柴油出口，所述雾化调节子***包括结构相同的、均与柴油出口连通的主油路和副油路，主油路和副油路均包括依次连接的电磁阀、质量流量控制器和喷嘴。本发明引入了环状回形钢管嵌套于燃烧室机匣外，令柴油吸收燃烧室冷却空气的大部分热量后温度提升，具备闪蒸喷雾的条件。
Description
技术领域
本发明涉及燃气轮机燃烧室燃油喷射***，尤其涉及一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾***，应用于柴油闪蒸喷雾的喷射***。
背景技术
当前舰船燃气轮机正朝着高温升、高推重比和低污染方向发展，而由高温升、高推重比带来的整机冷却需求上升，以及如何降低污染物排放，是液态燃料燃烧技术中亟待解决的问题。柴油作为极具潜力的冷却介质，在吸收了大部分整机热负荷后必然达到超临界状态，柴油喷入燃烧室中的过程中由超临界状态迅速转变成亚临界状态，部分燃油组分发生相变从而产生闪蒸。然而如何在舰船燃气轮机上实现柴油的闪蒸喷雾，特别是实现柴油升温热焓增加的过程，当前尚没有公开文献进行阐述。鉴于此，本发明提出了一种环状回形钢管换热的方式，以初步实现柴油闪蒸喷雾。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾***，在原有的舰船燃气轮机柴油喷射***中，引入了环状回形钢管嵌套于燃烧室机匣外，令柴油吸收燃烧室冷却空气的大部分热量后温度提升，具备闪蒸喷雾的条件。
本发明的目的是这样实现的：包括相互连接的供油子***、空气换热子***、雾化调节子***，所述供油子***包括依次连接的增压泵、高精度滤油器、质量流量控制器，所述空气换热子***包括设置在机闸外的环形回状钢管，环形回状钢管的入口端作为柴油进口与质量流量控制器连通，环形回状钢管的出口端连接一出口盘，出口盘上设置有与燃烧室数量相等的柴油出口，所述雾化调节子***包括结构相同的、均与柴油出口连通的主油路和副油路，主油路和副油路均包括依次连接的电磁阀、质量流量控制器和喷嘴。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.在高精度滤油器与质量流量控制器之间的管路上设置有温度传感器和压力传感器。
2.在电磁阀与质量流量控制器之间设置有温度传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.该发明应用于燃气轮机燃烧室时，不须改变火焰筒和机匣的径向尺寸，燃烧室周向的头部数量可以保持不变。2.该发明应用于燃气轮机燃烧室时，不须改变固有的燃油供给***，仅需在供给***下游加入空气换热***。3.该发明通过柴油吸收冷却空气的热量，可以提升冷却空气在火焰筒壁面的冷却效果，防止火焰筒壁面烧损。4.该发明通过柴油吸收冷却空气的热量，可以提升燃油温度和热焓，达到闪蒸喷雾的条件，使柴油喷雾索太尔平均粒径由当前的30μm下降至20μm以下，可显著提升燃气轮机燃烧室燃烧性能。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中空气换热子***中环状回形换热管的示意图；
图3为本发明实例与舰船燃气轮机装配示意图。
图中1.供油子***，2.空气换热子***，3.雾化调节子***，1-1.增压泵，1-2.高精度滤油器，1-3.温度传感器，1-4.压力传感器，1-5.质量流量控制器，2-1.环状回形钢管，2-2.柴油进口，2-3.柴油出口，3-1.电磁阀，3-2.温度传感器，3-3.质量流量控制器，3-4.喷嘴，4-1.中心轴，4-2.支承部件，4-3.机匣，4-4.火焰筒，4-5.涡轮，4-6.排气道，4-7.罩壳。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如图1-2所示，一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾***，主要包括：供油子***1，空气换热子***2，雾化调节子***3。供油子***1与空气换热子***2通过法兰连接，空气换热子***2与雾化调节子***3通过法兰连接。
所述的供油子***1，主要包括增压泵1-1，可提供最高压力10MPa；高精度滤油器1-2，过滤精度5μm；温度传感器1-3，可测最高温度100℃；压力传感器1-4，量程0-15MPa；质量流量控制器(1-5)。通过增压泵可将柴油压力提高至10MPa，足以超过柴油内各组分在高温时对应的饱和蒸汽压，从而使柴油在燃油管道内处于液态。供油子***1中，增压泵1-1与高精度滤油器1-2通过法兰连接，压力传感器1-4和温度传感器1-3与燃油管道通过螺纹连接，通过质量流量控制器1-5给定不同燃机运行工况下的柴油流量。增压泵根据不同工况将油箱中的柴油加压，使其压力远高于柴油内各组分在高温时对应的饱和蒸汽压，使柴油在燃油管道内处于液态。
所述的空气换热子***2主要包括环状回形钢管2-1，柴油进口2-2和柴油出口2-3。其中环状回形钢管2-1的长度和环绕直径根据燃气轮机燃烧室的尺寸而定，柴油出口个数根据燃烧室头部个数确定。该换热***可使柴油在进入燃烧室前流经钢管与燃烧室火焰筒外的冷却空气进行换热，从而降低冷却空气温度，并提高柴油热焓。空气换热子***2中，环状回形钢管2-1的长度和环绕直径取决于燃烧室的尺寸，通过支架锁定与机匣4-3相连，嵌套于燃烧室机匣4-3外侧。空气换热子***2出口管道2-3分出与燃烧室个数相同的支路。柴油在环状回形钢管中流动时，可以吸收来自机匣内冷却空气所带热量，从而降低冷却空气温度提高冷却空气冷却品质，而且使柴油温度上升，热焓提高，达到闪蒸喷雾的条件。
所述的雾化调节子***3主要包括主副油路，二者各自供应燃烧室的主燃级和值班级。每个油路均包括电磁阀3-1，温度传感器3-2，可测最高温度500℃；质量流量控制器3-3和喷嘴3-4。通过电磁阀控制柴油供给以适应不同燃气轮机运行工况，通过质量流量控制器确定燃油流量以适应不同工况下的燃油分级比例。雾化调节子***3中，各燃烧室头部将上游而来的燃油管道分为两路，每路管道的电磁阀3-1通过法兰连接，电磁阀3-1后方的温度传感器3-2与管道螺纹连接，温度传感器3-2后方的质量流量控制器3-3与管道通过法兰连接。根据不同工况确定电磁阀3-1的闭合，根据燃油分级比例确定各路燃油流量。
如图3所示，本发明应用时，首先将空气换热子***2与机匣4-3连接，在机匣内保证一定间隙；而后将柴油进口2-2与供油子***1连接，最后将柴油出口2-3与雾化调节子***3连接。
综上，本发明提供一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾***，主要包括：供油子***，空气换热子***，雾化调节子***。供油子***与空气换热子***通过法兰连接，空气换热子***与雾化调节子***通过法兰连接。供油子***中，增压泵与高精度滤油器通过法兰连接，压力传感器和温度传感器与燃油管道通过螺纹连接，通过质量流量控制器给定不同燃机运行工况下的柴油流量。增压泵根据不同工况将油箱中的柴油加压，使其压力远高于柴油内各组分在高温时对应的饱和蒸汽压，使柴油在燃油管道内处于液态。空气换热子***中，环状回形钢管的长度和环绕直径取决于燃烧室的尺寸，通过支架锁定与机匣相连，嵌套于燃烧室机匣外侧。空气换热子***出口管道分出与燃烧室个数相同的支路。柴油在环状回形钢管中流动时，可以吸收来自机匣内冷却空气所带热量，从而降低冷却空气温度提高冷却空气冷却品质，而且使柴油温度上升，热焓提高，达到闪蒸喷雾的条件。雾化调节子***中，各燃烧室头部将上游而来的燃油管道分为两路，每路管道的电磁阀通过法兰连接，电磁阀后方的温度传感器与管道螺纹连接，传感器后方的质量流量控制器与管道通过法兰连接。根据不同工况确定电磁阀的闭合，根据燃油分级比例确定各路燃油流量。
Claims (3)
1.一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾***，其特征在于：包括相互连接的供油子***、空气换热子***、雾化调节子***，所述供油子***包括依次连接的增压泵、高精度滤油器、质量流量控制器，所述空气换热子***包括设置在机闸外的环形回状钢管，环形回状钢管的入口端作为柴油进口与质量流量控制器连通，环形回状钢管的出口端连接一出口盘，出口盘上设置有与燃烧室数量相等的柴油出口，所述雾化调节子***包括结构相同的、均与柴油出口连通的主油路和副油路，主油路和副油路均包括依次连接的电磁阀、质量流量控制器和喷嘴。
2.根据权利要求1所述的一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾***，其特征在于：在高精度滤油器与质量流量控制器之间的管路上设置有温度传感器和压力传感器。
3.根据权利要求1或2所述的一种舰船燃气轮机柴油闪蒸喷雾***，其特征在于：在电磁阀与质量流量控制器之间设置有温度传感器。
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