一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置及方法与流程

本发明涉及一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，属于燃气轮机或航空发动机燃油系统设计领域。

背景技术：

1、船泊燃气轮机或航空发动机燃油系统在初始起动时，燃油温度较低，尤其是在零度以下时，燃油流动缓慢、燃烧效率极低，且燃烧时易产生积碳，积碳影响系统的清洁度。因此，当燃气轮机或航空发动机燃油系统在初始起动时，需把燃油加热到规定的最低燃烧温度。

2、目前常规的加热方案有两种：

3、第一种直接加热燃油到规定的燃烧温度；

4、第二种空转是发动机空转使燃油达到规定温度。

5、第一种直接加热燃油多用于较大功率的燃气轮机或航空发动机燃油系统，第二种空转提升燃油温度多用于较小功率的燃气轮机或航空发动机燃油系统。第一种直接加热燃油存在燃油温度控制较难、燃油的均温性较差，长期使用的燃油加温器会存在清洁度差，燃油质量下降影响发动机的燃烧效率，且存在不安全隐患。

6、第二种空转提升燃油温度的方法存在时间较长，空转提升的燃油温度波动大，低温时系统的燃油、润滑油的粘度较大，液压、润滑、燃烧系统产生磨损，影响发动机系统的燃烧效率和使用寿命。

技术实现思路

1、针对背景技术中指出的问题，本发明旨在提供一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置及方法，用于燃气轮机或航空发动机燃油系统的燃油初始加温，实现闭环控制导热油的温度，使得燃油能够达到燃气轮机或航空发动机燃油系统燃烧室时规定的初始燃烧温度，且燃油升温过程受控、安全、稳定、可靠，燃油均温性好，燃油品质好，燃烧效率高、温度均匀波动小、无积碳。

2、为解决上述问题，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，包括：

4、壳体组件，所述壳体组件形成导热油的存储和加热空间；

5、芯子组件，所述芯子组件安装在壳体组件内，芯子组件中包含多根散热管，散热管作为燃油的流动通道，使得散热管内的燃油与壳体组件内的导热油在散热管的管壁处进行热交换；

6、燃油进口管嘴和燃油出口管嘴，所述燃油进口管嘴和燃油出口管嘴安装在壳体组件上并与芯子组件连通；

7、加热组件，所述加热组件安装在壳体组件内用于加热导热油；

8、温度继电器，所述温度继电器设置在壳体组件上并用于测量导热油的温度；

9、平衡力继电器，所述平衡力继电器与加热组件、温度继电器电连接，平衡力继电器接收来自温度继电器的信号从而控制加热组件的通电和断电；

10、电连接器，所述电连接器安装在壳体组件上，且作为加热组件、温度继电器和平衡力继电器的线缆接口。

11、作为一种选择，所述壳体组件主要由壳体、导热油进口接头、导热油出口接头、支撑板、装配吊耳和安装座组成，导热油进口接头、导热油出口接头、支撑板、装配吊耳和安装座分布在壳体的外表面上。

12、作为一种选择，所述芯子组件中的多根散热管通过多块端板固定在壳体组件内，且沿着芯子组件的长度方向延伸，端板上开设有加热组件安装孔。

13、作为一种选择，多根所述散热管在芯子组件中形成单流程、双流程或多流程换热结构。

14、作为一种选择，所述散热管为管内壁不易产生沉积物的圆管、椭圆管、方管或矩形管。

15、作为一种选择，所述燃油进口管嘴和燃油出口管嘴与壳体组件、芯子组件焊接或螺栓联接使得燃油流入芯子组件的散热管中。

16、作为一种选择，所述加热组件为包括加热管和电阻丝，加热管与芯子组件中的散热管平行设置，电阻丝设置在加热管内。

17、作为一种选择，所述壳体组件和芯子组件的材料为不锈钢。

18、一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温方法，采用前述的加温装置，并用于燃气轮机或航空发动机的燃油加热，加温方法包括：

19、步骤一，在燃气轮机或航空发动机开始工作前，给加热组件通电，加热组件发热升温壳体组件中存储的导热油；

20、步骤二，向芯子组件中通入低温燃油，使得低温燃油与升温后的、非强制流动状态的导热油进行热交换，当温度继电器采集到的导热油温度高于动作温度时，温度继电器输出信号至平衡力继电器，平衡力继电器动作并切断加热组件的供电，当温度继电器采集到的导热油温度低于回复温度时，温度继电器输出信号至平衡力继电器，平衡力继电器动作并恢复加热组件的供电。

21、与现有技术相比，本发明通过采用先加热导热油，然后高温的导热油再与低温燃油进行热交换使燃油温度升高到目标值的反馈控制方式，使燃油进入燃气轮机或航空发动机燃油系统的燃烧室时达到规定的初始燃烧温度，确保燃气轮机或航空发动机燃油系统正常起动运行。

22、本发明的燃油加温装置和方法由于是通过加热导热油在间壁式热交换器中加热燃油(间壁式指冷、热流体通过物理壁厚隔离进行对流换热)，使得燃油升温过程受控、安全、稳定、可靠，燃油品质有保证。

23、此外，导热油的加热稳定性好，且不参与系统的其它润滑、动力传动等工作，仅作为加热燃油的热源箱，在油箱中放置的浸泡燃油换热器，燃油受热的均温性好，燃油品质好，燃烧效率高、温度均匀波动小、无积碳、燃油升温快等优点，解决了当前两种燃油升温方式存在的问题，适用于大、中、小功率的燃气轮机或航空发动机燃油系统的燃油加温场合。本发明的加温装置具有体积小、重量轻、安全、可靠、清洁、应用范围广。

技术特征：

1.一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，其特征在于：所述壳体组件(1)主要由壳体、导热油进口接头、导热油出口接头、支撑板、装配吊耳和安装座组成，导热油进口接头、导热油出口接头、支撑板、装配吊耳和安装座分布在壳体的外表面上。

3.根据权利要求1所述的一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，其特征在于：所述芯子组件(2)中的多根散热管通过多块端板固定在壳体组件(1)内，且沿着芯子组件(1)的长度方向延伸，端板上开设有加热组件安装孔。

4.根据权利要求3所述的一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，其特征在于：多根所述散热管在芯子组件(2)中形成单流程、双流程或多流程换热结构。

5.根据权利要求1所述的一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，其特征在于：所述散热管为管内壁不易产生沉积物的圆管、椭圆管、方管或矩形管。

6.根据权利要求1所述的一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，其特征在于：所述燃油进口管嘴(3)和燃油出口管嘴(4)与壳体组件(1)、芯子组件(2)焊接或螺栓联接使得燃油流入芯子组件(2)的散热管中。

7.根据权利要求1所述的一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，其特征在于：所述加热组件(5)为包括加热管和电阻丝，加热管与芯子组件(2)中的散热管平行设置，电阻丝设置在加热管内。

8.根据权利要求1所述的一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置，其特征在于：所述壳体组件(1)和芯子组件(2)的材料为不锈钢。

9.一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温方法，其特征在于：采用权利要求1所述的加温装置，并用于燃气轮机或航空发动机的燃油加热，加温方法包括：

技术总结
本发明公开了一种安全可靠清洁紧凑的燃油加温装置及方法，主要由壳体组件、芯子组件、燃油进口管嘴、燃油出口管嘴、加热组件、温度继电器、平衡力继电器、电连接器等组成。本发明能够在规定时间内加热导热油，再通过导热油与低温燃油热交换将低温燃油加温至所需的燃烧温度，当燃气轮机起动时保证燃油温度不低于规定的燃烧温度。本发明采用加热导热油，导热油再与燃油进行热交换使低温燃油温度升高到目标值的反馈控制方法，使燃油进入燃气轮机或航空发动机燃油系统的燃烧室时达到规定的初始燃烧温度，确保燃气轮机或航空发动机燃油系统正常起动运行。本发明采用导热油间接加热燃油，燃油升温过程受控、安全、稳定、可靠，燃油品质和质量有保证。

技术研发人员：蔡莉,曹江,陈继志,陈仁涛,曹天琴
受保护的技术使用者：贵州永红航空机械有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1