用于燃气轮机燃烧室试验的进气转接装置的制作方法

本实用新型涉及燃气轮机燃烧室技术领域，特别涉及用于燃气轮机燃烧室试验的进气转接装置。

背景技术：

在燃气轮机燃烧室试验中，有相当一部分试验是采用扇形试验件，试验设备进气段为圆形管道结构，对于扇形试验件进口需匹配同一型面的扇形进口转接装置。为了确保燃气轮机扇形燃烧室试验的有效进行，需设计一种与燃烧室相匹配连接的扇形进口转接装置，该装置一方面要满足管道的正常连接且保证内部流场均匀，另一方面要满足高压试验对强度、刚度的需求，保证试验过程中不发生结构破坏、变形。此外，对可行的加工措施、良好的安装方案、便捷的维护与保养都提出了一定的要求。

现有的进气转接装置无法满足燃气轮机扇形燃烧室试验的要求，主要由于其具有如下缺陷：

1、无法满足现有燃气轮机扇形燃烧室试验件对尺寸的要求，在设备一端满足圆形管道接口，但在试验件一端无法与扇形试验件相接；

2、无法满足结构强度的需求，在高压试验中，需要对结构强度反复校核；

3、结构对刚度的需求，在高压试验中要保证进气转接段拥有较小的结构变形量，以避免该结构的变形对试验件及其他管道部件的影响。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本实用新型提供了用于燃气轮机燃烧室试验的进气转接装置，包括：

扇形法兰，其一端与燃烧室试验件连接；

扇形段，其一端与所述扇形法兰连接；

转接管道，其一端与所述扇形段的另一端连接，所述转接管道截面面积为所述扇形段截面面积的至少一倍，所述转接管道向外侧延伸出带孔肋板，所述带孔肋板在长度方向和高度方向均突出于所述转接管道；

直管段，其一端与所述转接管道的另一端连接，所述直管段截面面积小于所述扇形段截面面积；

前法兰，其一端与所述直管段的另一端，另一端与高压试验进气管道连接。

优选的，所述转接管道的截面呈圆形，所述带孔肋板沿所述转接管道的径向延伸并同时穿过所述转接管道轴心以及所述扇形段轴心。

优选的，所述带孔肋板两侧对称地设有竖肋板，所述竖肋板穿过所述扇形段轴心。

优选的，所述竖肋板与所述带孔肋板之间的夹角为5°。

优选的，所述扇形段与所述转接管道的连接处位于所述转接管道端面的一侧。

优选的，所述带孔肋板两侧对称地设有第一侧肋板、第二侧肋板、第三侧肋板和第四侧肋板，所述第二侧肋板垂直于所述带孔肋板和所述转接管道端面。

优选的，所述第一侧肋板、所述第二侧肋板和所述第三侧肋板的靠近所述带孔肋板的一端均起始于所述竖肋板，所述第一侧肋板、所述第二侧肋板、所述第三侧肋板和所述第四侧肋板的延长面均经过所述转接管道轴心。

优选的，所述第二侧肋板位于所述第一侧肋板和所述第三侧肋板之间，且所述第二侧肋板和所述第一侧肋板、所述第三侧肋板之间的夹角均为30°，所述第四侧肋板与所述带孔肋板之间的夹角为15°。

优选的，所述带孔肋板、所述竖肋板、所述第一侧肋板、所述第二侧肋板、所述第三侧肋板、所述第四侧肋板在所述转接管道径向上突出所述转接管道的距离为25cm～35cm，优选为30cm。

优选的，所述扇形段上设有上侧加强筋、下侧加强筋以及第五侧肋板。

本实用新型提供的用于燃气轮机燃烧室试验的进气转接装置，具有如下有益效果：

1、实现从试验设备上圆形管道至燃烧室试验件上扇形入口的有效连接，起到一定稳定气流压力作用，保证气流均匀流通；

2、通过强度计算，优化结构设计，实现在高压空气状态下的结构稳定性；

3、通过计算确定最大结构变形量，实现结构在正常工作情况下对其他管道设备不产生较大影响；

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本实用新型，而不能理解为对本实用新型的保护范围的限制。

图1是本实用新型的提供的进气转接装置主体结构的主视示意图；

图2是本实用新型的提供的进气转接装置整体结构的主视示意图；

图3是图2的左视图；

图4是图2的中间剖面图。

附图标记：

10 扇形法兰

20 扇形段

21 第五侧肋板

30 转接管道

31 带孔肋板

32 竖肋板

33 第一侧肋板

34 第二侧肋板

35 第三侧肋板

36 第四侧肋板

40 直管段

50 前法兰

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

本发明提供了一种用于燃气轮机燃烧室试验的进气转接装置，解决了在高压试验设备上无法连接燃气轮机扇形燃烧室试验件的问题，同时拥有较高的结构稳定性，兼具结构简单、便于装拆等特点。

图1所示为该进气转接装置主体结构的示意图，包括扇形法兰10、扇形段20、转接管道30、直管段40和前法兰50。扇形法兰10一端与燃烧室试验件相连接。扇形段20的截面呈扇形，其一端与扇形法兰10连接。转接管道30一端为扇形出口并与扇形段20的另一端连接，另一端为圆形出口并与直管段40连接，转接管道30截面面积为扇形段20截面面积的至少一倍，以用于稳流。直管段40一端与转接管道30的另一端连接，直管段40截面面积小于扇形段20截面面积。前法兰50一端与直管段40的另一端，另一端与高压试验进气管道连接。可以理解的是，前法兰50优选采用圆形结构法兰。

图2所示为该进气转接装置整体结构的示意图，其中转接管道30向外侧延伸出带孔肋板31，带孔肋板31在长度方向和高度方向均突出于转接管道30。带孔肋板31用于给转接管道30提供加强结构，保证了结构的强度及刚度。带孔肋板31沿该进气转接装置气流方向的两端设有圆形孔，用于吊装进气转接装置时使用。

图3所示为本实用新型的提供的进气转接装置整体结构的左视示意图，转接管道30的截面呈圆形，带孔肋板31沿转接管道30的径向延伸并同时穿过转接管道30轴心以及扇形段20轴心。带孔肋板31将转接管道30以及扇形段20各分为对称的两个部分。

带孔肋板31两侧对称地设有竖肋板32，竖肋板32穿过扇形段20轴心。竖肋板32用于给转接管道30提供加强结构，保证了结构的强度及刚度。

竖肋板32与带孔肋板31之间的夹角为5°。竖肋板32的长度和高度均小于转接管道30。扇形段20与转接管道30的连接处位于转接管道30端面的一侧。

带孔肋板31两侧对称地设有第一侧肋板33、第二侧肋板34、第三侧肋板35和第四侧肋板36，即上述四个侧肋板均成对设置且相对于带孔肋板31对称，肋板的结构形式及安装位置由数值计算提供，上述四个侧肋板用于给转接管道30提供加强结构，保证了结构的强度及刚度。第二侧肋板34垂直于带孔肋板31和转接管道30端面。即带孔肋板31、第二侧肋板34和转接管道30端面三者互相垂直。

第一侧肋板33、第二侧肋板34和第三侧肋板35的靠近带孔肋板31的一端均起始于竖肋板32，从竖肋板32开始向外侧延伸，第一侧肋板33、第二侧肋板34、第三侧肋板35和第四侧肋板36的延长面均经过转接管道30轴心。第二侧肋板34位于第一侧肋板33和第三侧肋板35之间，且第二侧肋板34和第一侧肋板33、第三侧肋板35之间的夹角均为30°，第四侧肋板36与带孔肋板31之间的夹角为15°。即沿转接管道30端面的一侧到另一侧依次为带孔肋板31、竖肋板32、第一侧肋板33、第二侧肋板34、第三侧肋板35、第四侧肋板36。

带孔肋板31、竖肋板32、第一侧肋板33、第二侧肋板34、第三侧肋板35、第四侧肋板36在转接管道30径向上突出转接管道30的距离为25cm～35cm，优选为30cm。扇形段20上设有上侧加强筋、下侧加强筋以及第五侧肋板21。

图4所示为本实用新型的提供的进气转接装置整体结构的中间剖视图，气流从高压试验进气管道进入前法兰50，依次流经直管段40、转接管道30、扇形段20和扇形法兰10，最后从扇形法兰10流出并进入燃烧室试验件。该进气转接装置通过扇形法兰10和扇形段20实现从试验设备上圆形管道至燃烧室试验件上扇形入口的有效连接，通过大体积的转接管道30起到一定稳定气流压力作用，保证气流均匀流通，通过设置带孔肋板、竖肋板和各侧肋板增强结构强度。通过计算得到该结构竖直方向最大位移为3mm左右，水平方向最大位移4mm左右，管道平均位移在1mm左右，充分说明加强肋板对该型结构的刚度起到了较大作用，刚度较好。通过强度计算发现，温度梯度较大，加强筋承受较大热应力，加强了主体结构的强度。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。