一种水力测功器闭式循环水系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水力测功器闭式循环水系统，包括水力测功器、蓄水池、位于所述水力测功器和蓄水池之间的进水管路和回水管路，在所述回水管路上并联设置有用于冷却循环水的冷却装置和用于收集循环水中的热能的蓄热装置，所述水力测功器通过连接轴与燃气轮机连接，用于燃气轮机功率测试。本实用新型的一种水力测功器闭式循环水系统，采用闭式循环水模式，结构完整，设计合理，参数可调，水质可控，并能够回收一定的热能，用于试验厂区热源用户使用，节约能源，并做到能源的高效利用。
【专利说明】
一种水力测功器闭式循环水系统
技术领域
[0001]本实用新型是一种水力测功器闭式循环水系统，属于工业燃气轮机领域。
【背景技术】
[0002]水力测功器是燃气轮机试验台常用的测功设备，通过传动轴与燃气轮机输出轴连接，用于实际测量燃气轮机的扭矩和转速，并将它的输出功转化为水的热能进行耗散。在试验过程中，需要对水力测功器进行多次加载或者卸载，用来测试燃气轮机不同工况下的输出功率。为保证测试精度和试验可靠性，对水力测功器的参数有相应要求。例如，测功器进水压力要求保持在0.05MPa?0.15MPa之间，必须稳定供水，压力波动范围不能超过土 5kPa，避免压力异常导致测功器侧壳与转子凹坑工作腔的气蚀程度增加。另外，试验过程中要根据具体情况调节进排水流量。
[0003]水力测功器循环水系统存在开式循环和闭式循环两种模式。开式循环水系统是最简单的模式，采用单进单出形式，水过滤后进入水力测功器腔体中，工作后直接排到试验场区排水管道，这会造成水资源的严重浪费。因此，闭式循环水系统是最常用的模式。这种模式使用冷却设备对从测功器排出的热水进行冷却，然后再返回到测功器进行热交换，从而形成一个闭式循环水系统。但是，对于燃气轮机试验台来说，需要设计完善的闭式循环水系统，现有技术的不足主要体现在:
[0004]I)采用普通水栗供水，进水压力不稳定，这会使进入测功器腔体的冷却水水压波动较大。
[0005]2)测功器进水口和排水口使用球阀或者闸阀控制，预先设定好开度，试验中不再调节，难以满足燃气轮机试验时不同工况下的调节需要。
[0006]3)缺少循环水水质处理设备，当进行较多次工作循环后，由于进入测功器的水质变差，高温环境下会慢慢对设备造成腐蚀和损伤，这就需要定期更换水，增加了人工成本和运行成本。
[0007]4)循环水从测功器带走的热量经过冷却设备直接耗散掉，这会造成一定的能源浪费。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足之处，设计一种用于燃气轮机试验台的水力测功器闭式循环水系统。该系统采用闭式循环水模式，结构完整，设计合理，参数可调，水质可控，并能够回收一定的热能，用于试验厂区热源用户需要，节约能源，并做到能源的高效利用。
[0009]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:一种水力测功器闭式循环水系统，包括水力测功器、蓄水池、位于所述水力测功器和蓄水池之间的进水管路和回水管路，在所述回水管路上并联设置有用于冷却循环水的冷却装置和用于收集循环水中的热能的蓄热装置，所述水力测功器通过连接轴与燃气轮机连接，用于燃气轮机功率测试。
[0010]进一步地，在回水管路上设有两位三通阀，回水管路经所述两位三通阀分成通往冷却装置和蓄热装置的两条支路。
[0011]进一步地，沿进水方向在进水管路上依次设置有第一压力传感器、流量计和第二调节阀门，沿回水方向在回水管路上依次设置有第二单向阀、第二压力传感器和第三调节阀门。
[0012]进一步地，还包括沿回水方向依次设置在第三调节阀门和两位三通阀之间的回水池和回水栗。
[0013]进一步地，还包括连接进水管路和回水管路的用于调节进水压力的辅助调节支路，在所述辅助调节支路上设有第一调节阀门和第一单向阀。
[0014]进一步地，在进水管路上设有恒压供水设备。
[0015]进一步地，在进水管路上设有水处理设备。
[0016]进一步地，在水处理设备和水力测功器之间的低点位置分别设有第一放净支路，第一放净支路上设有第一放净阀门，在冷却装置和蓄热装置的出水管路的低点处分别设有第二放净支路，第二放净支路上设有第二放净阀门。
[0017]进一步地，水力测功器的溢水口通过溢水管线与蓄水池连接。
[0018]本实用新型的有益效果:本实用新型的一种水力测功器闭式循环水系统，包括水力测功器、蓄水池、位于所述水力测功器和蓄水池之间的进水管路和回水管路，在所述回水管路上并联设置有用于冷却循环水的冷却装置和用于收集循环水中的热能的蓄热装置，所述水力测功器通过连接轴与燃气轮机连接，用于燃气轮机功率测试。本实用新型的一种水力测功器闭式循环水系统，采用闭式循环水模式，结构完整，设计合理，参数可调，水质可控，并能够回收一定的热能，用于试验厂区热源用户使用，节约能源，并做到能源的高效利用。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的流程图。
[0020]其中，1-恒压供水设备、2-第一压力传感器、3-第一阀门、4-水处理设备、5-进水管路、6-第一放净阀门、7-第一压力传感器、8_流量计、9-第一调节阀门、10-第一单向阀、11-第二调节阀门、12-第三调节阀门、13-水力测功器、14-连接轴、15-燃气轮机、16-第二单向阀、17-第二压力传感器、18-回水管路、19-两位三通阀、20-冷却装置、21-蓄热装置、22-补水阀门、23-第二阀门、24-第二放净阀门、25-第三阀门、26-第四阀门、27-液位计、28-温度传感器、29-蓄水池、30-热源用户、31-过滤器、32-溢水管线、33-回水栗、34-回水池。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0022]请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案:一种水力测功器闭式循环水系统，包括水力测功器13、蓄水池29、位于所述水力测功器13和蓄水池29之间的进水管路5和回水管路18，在所述回水管路18上并列设置有用于冷却循环水的冷却装置20和用于收集循环水中的热能的蓄热装置21，所述水力测功器13通过连接轴14与燃气轮机15连接，用于燃气轮机15功率测试。在冷却装置20出水口至蓄水池29之间的回水管路18上设有第三阀门25，在蓄热装置21出水口至蓄水池29之间的回水管路18上设有第二阀门23，用于控制流回蓄水池29中的循环水的量。在蓄水池29上设有一条补水支路，补水支路上设有补水阀门22。蓄水池29上还设有液位计27和温度传感器28，分别用于测量蓄水池29内的液位和循环水的温度。当回水管路18中的循环水温度较低时，循环水经冷却装置20冷却后进入蓄水池29。当燃气轮机15长期试车导致回水管路18中的循环水温度较高时，循环水经蓄热装置21冷却后进入蓄水池29，蓄热装置21将循环水中的热量回收起来，并输送给试验场区的热源用户30，从而节约了能源，做到能源的高效利用。
[0023]作为上述方案的进一步改进，在回水管路18上设有两位三通阀19，回水管路18经所述两位三通阀19分成分别通往冷却装置20和蓄热装置21的两条支路，远程控制两位三通阀19，可以方便地进行支路切换。
[0024]作为上述方案的进一步改进，沿进水方向在进水管路5上依次设置有第一压力传感器7、流量计8和第二调节阀门11，根据第一压力传感器7的实测数据远程控制第二调节阀门11，根据流量计8的实测数据调节进水流量。沿回水方向在回水管路18上依次设置有第二单向阀16、第二压力传感器17和第三调节阀门12，第二单向阀16保证循环水不会流回至水力测功器13，根据第二压力传感器17的实测数值远程控制第三调节阀门12，进而调节回水流量。
[0025]作为上述方案的进一步改进，还包括沿回水方向依次设置在第三调节阀门12和两位三通阀之间19的回水池34和回水栗33，目的是保证循环水在回水管路18中的流畅性。
[0026]作为上述方案的进一步改进，还包括连接进水管路5和回水管路18的用于调节进水压力的辅助调节支路，在所述辅助调节支路上设有第一调节阀门9和第一单向阀10，第一调节阀门9用于辅助调节水力测功器13进水水压，防止压力波动异常或者波动过大，第一单向阀10用于防止测功器回水进入辅助调节支路。
[0027]作为上述方案的进一步改进，在进水管路5上设有恒压供水设备I，恒压供水设备I位于蓄水池29的出口端，在恒压供水设备I和蓄水池29之间的进水管路5上设有过滤器31和第四阀门26，分别用于过滤循环水的杂质和控制进入恒压供水设备I中的循环水量。
[0028]作为上述方案的进一步改进，在进水管路5上设有水处理设备4，从蓄水池29出来的水经恒压供水设备I进行稳压后，再经水处理设备4进行循环水水质处理，在恒压供水设备I和水处理设备4之间的进水管路5上设有第一压力传感器2和第一阀门3，用于监测进水压力和控制进入水处理设备4的循环水量。
[0029]作为上述方案的进一步改进，在水处理设备4和水力测功器13之间的低点位置分别设有第一放净支路，第一放净支路上设有第一放净阀门6，在冷却装置20和蓄热装置21的出水管路的低点处分别设有第二放净支路，第二放净支路上设有第二放净阀门24，设置第一放净支路、第二放净支路的目的是用于循环水更换时将循环水从系统中放空。
[0030]作为上述方案的进一步改进，水力测功器13的溢水口通过溢水管线32与蓄水池29连接。
[0031]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0032]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:包括水力测功器(13)、蓄水池(29)、位于所述水力测功器和蓄水池之间的进水管路(5)和回水管路(18)，在所述回水管路上并联设置有用于冷却循环水的冷却装置(20)和用于收集循环水中的热能的蓄热装置(21)，所述水力测功器通过连接轴(14)与燃气轮机(15)连接，用于燃气轮机功率测试。2.根据权利要求1所述的一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:在回水管路上设有两位三通阀(19)，回水管路经所述两位三通阀分成通往冷却装置和蓄热装置的两条支路。3.根据权利要求2所述的一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:沿进水方向在进水管路上依次设置有第一压力传感器(7)、流量计(8)和第二调节阀门(11)，沿回水方向在回水管路上依次设置有第二单向阀(16)、第二压力传感器(17)和第三调节阀门(12)。4.根据权利要求3所述的一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:还包括沿回水方向依次设置在第三调节阀门和两位三通阀之间的回水池(34)和回水栗(33)。5.根据权利要求4所述的一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:还包括连接进水管路和回水管路的用于调节进水压力的辅助调节支路，在所述辅助调节支路上设有第一调节阀门(9 )和第一单向阀(1 )。6.根据权利要求5所述的一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:在进水管路上设有恒压供水设备(I)。7.根据权利要求6所述的一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:在进水管路上设有水处理设备(4)。8.根据权利要求7所述的一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:在水处理设备和水力测功器之间的低点位置设有第一放净支路，第一放净支路上设有第一放净阀门(6)，在冷却装置和蓄热装置的出水管路的低点处分别设有第二放净支路，第二放净支路上设有第二放净阀门(24)。9.根据权利要求8所述的一种水力测功器闭式循环水系统，其特征在于:水力测功器的溢水口通过溢水管线(32)与蓄水池连接。
【文档编号】G01L3/24GK205483353SQ201620268622
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】刘金超, 高庆, 孟丽, 谭春青, 王涛, 董学智, 王连福, 张龙, 杨超
【申请人】中科合肥微小型燃气轮机研究院有限责任公司