一种高温液冷温度测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种高温液冷温度测量装置，尤其涉及一种应用于燃气轮机燃烧室试验的高温液冷温度测量装置。
【背景技术】
[0002]对于燃气轮机燃烧室来说，出口温度分布是一个重要的特性参数，表征燃烧室出口温度的不均匀度。出口温度分布的好坏，对涡轮叶片的寿命有很大影响。为了满足未来的燃气轮机的气动热力性能，高温升燃烧室是燃气轮机发展所需要的。极限的航空燃气轮机中，燃烧室出口温度可达2100K，为出口温度分布的测量带来很大难度。
[0003]目前，对于出口温度较高的燃烧室，在测量其温度分布试验中，采用双铂铑热电偶。该热电偶长期最高使用温度为1600°C，短期最高使用温度为1800°C，测点在燃烧室出口均匀布置。在出口温度不断提高的背景下，如何能保证温度测量的准确以及热点偶支撑结构不被破坏，是温度测量耙设计的重点。
【发明内容】
[0004]为了应对高出口温度燃烧室的挑战，本实用新型旨在提供一种高温液冷温度测量装置，在保证温度测量的准确的同时提供了合理的液冷结构，同时结构紧凑，减少对燃烧室出口截面的堵塞。
[0005]为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0006]一种高温液冷温度测量装置，包括法兰安装座、集液盖板和若干间隔布置的冷却耙体，其特征在于，所述冷却耙体整体呈反L形结构，包括呈垂直布置的测温段和非测温段；所述冷却耙体上开设至少一反L形热电偶容纳槽，所述热电偶容纳槽顶部布置有反L形冷却液进液通道，两侧布置有反L形冷却液回液通道；所述热电偶容纳槽中半包覆地布置有反L形热电偶固定板，所述反L形热电偶固定板上布置有若干热电偶；所述集液盖板固定设置在所述法兰安装座上，二者之间形成一封闭集液空间，各所述冷却耙体的非测温段从所述法兰安装座的底部依次穿过所述封闭集液空间和集液盖板，且所述非测温段的端部露出于所述集液盖板的上方；所述反L形冷却液进液通道一端与布置在所述冷却耙体非测温段端部的进液管接头连通，另一端在靠近所述冷却耙体测温段端部的位置与分布在所述热电偶容纳槽两侧的所述反L形冷却液回液通道连通，所述反L形冷却液回液通道与所述封闭集液空间连通，所述集液盖板上开设有与所述封闭集液空间连通的出液管接头。
[0007]优选地，所述热电偶包括热电偶偶丝、陶瓷套管和陶瓷头，所述热电偶偶丝依次穿过陶瓷头、陶瓷套管，所述热电偶偶丝的测点布置在所述陶瓷头内，所述陶瓷头布置在所述冷却耙体测温段的端部，所述陶瓷套管一端与陶瓷头连接，另一端露出于所述冷却耙体非测温段的端部。
[0008]优选地，各所述热电偶均匀排布在所述反L形热电偶固定板上。
[0009]优选地，所述陶瓷头包括屏蔽罩、导流孔和底座，热电偶偶丝的测点位于所述屏蔽罩内，所述屏蔽罩底部两侧开孔。
[0010]优选地，所述屏蔽罩的内径范围为3mm?8mm，热电偶测点位于所述导流孔前，距孔边多2mm。
[0011]优选地，所述冷却把体的个数为2?5，每个冷却把体上设置的热电偶数量为2?7个。
[0012]优选地，所述进液管接头的内径为4?10mm，进液压力彡2MPa。
[0013]优选地，所述反L形冷却液回液通道的侧壁在所述封闭集液空间中设有出液口，与所述封闭集液空间连通。
[0014]优选地，冷却耙体两侧的反L形冷却液回液通道中设有导流槽道。
[0015]优选地，冷却耙体两侧反L形冷却液回液通道深度彡4_。
[0016]同现有技术相比，本实用新型的显著优点在于:面对出口温度高燃烧室试验的要求，可实现结构紧凑、冷却效果好、测温精度保证、可更换热电偶，既能保证温度测量的准确性，又可使热电偶支撑结构不易被破坏。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型高温液冷温度测量装置总示意图。
[0018]图2为本实用新型冷却耙体示意图。
[0019]图3为本实用新型带陶瓷套和陶瓷头的热电偶和热电偶固定板示意图。
[0020]图4为本实用新型带陶瓷套管和陶瓷头的热电偶局部放大图。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型进一步详细说明。
[0022]如图1所示，一种高温液冷温度测量装置，包括进液管接头101、出液管接头102、法兰安装座103、集液盖板104、冷却耙体105、热电偶固定板106、带陶瓷套和陶瓷头的热电偶107，高温液冷温度测量装置作为一个整体通过法兰安装座103安装在位于燃烧室出口的试验段上，进液管接头101焊接在冷却耙体105上，和外部供液管路通过卡套连接，冷却液流经冷却耙体105之后，从冷却耙出液口 8进入由法兰安装座103、集液盖板104、冷却耙体105焊接形成的封闭集液空间9内，经由出液管接头102流出，带陶瓷套和陶瓷头的热电偶107整齐排列于热电偶固定板106上，整体从下方置入冷却耙体105中，热电偶末端10穿过冷却耙体105，与后续外部补偿导线及采集连接，热电偶固定板106通过点焊固定于冷却耙体105中，热电偶末端10和冷却耙体105之间缝隙通过高温胶封死。
[0023]如图2所示，冷却耙体105的冷却液通道设计采用反L形半包覆结构，包括基本呈垂直布置的测温段和非测温段，处于使用状态时，所述测温段基本与燃烧室出口的待测温气流平行，所述非测温段基本与燃烧室出口的待测温气流垂直；并且冷却耙体上开设反L形热电偶容纳槽，进液管接头101进来的冷却液经反L形进液通道11进入冷却耙体测温段头部12，反L形进液通道11位于热电偶固定板安装槽13的上方，直面燃烧室燃气冲击。冷却液流经头部以后，从两侧回液缺口 14流到冷却液耙105两侧回液通道15，将冷却耙体105两边燃气流经部分全部冷却，为保证回液覆盖整个冷却耙体105，两侧的回液通道15里设有导流槽道16。冷却耙体导流槽道16和热电偶固定板安装槽13均直接铣出，然后将侧盖板17焊于两侧，形成整体。
[0024]如图3所示，带陶瓷套管18和陶瓷头19的热电偶107按照热电偶固定板106槽道整齐排列，之后用高温胶固定，保证热电偶丝和金属绝缘。
[0025]如图4所示，热电偶偶丝20依次穿过陶瓷头21、陶瓷套管22。陶瓷头21由屏蔽罩23、导流孔24和底座25组成。由于热电偶偶丝20温度较高，和试验段周围冷壁存在辐射换热，影响热电偶测温精度，所以热电偶头26位于陶瓷头屏蔽罩内，为保证气流较好冲刷裸丝，测点周围气体不断更替，屏蔽罩底部两侧打孔，将气流导出，进一步保证测温精确性。
[0026]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的范围之内。
【主权项】
1.一种高温液冷温度测量装置，包括法兰安装座、集液盖板和若干间隔布置的冷却耙体，其特征在于， 所述冷却耙体整体呈反L形结构，包括呈垂直布置的测温段和非测温段；所述冷却耙体上开设至少一反L形热电偶容纳槽，所述热电偶容纳槽顶部布置有反L形冷却液进液通道，两侧布置有反L形冷却液回液通道； 所述热电偶容纳槽中半包覆地布置有反L形热电偶固定板，所述反L形热电偶固定板上布置有若干热电偶； 所述集液盖板固定设置在所述法兰安装座上，二者之间形成一封闭集液空间，各所述冷却耙体的非测温段从所述法兰安装座的底部依次穿过所述封闭集液空间和集液盖板，且所述非测温段的端部露出于所述集液盖板的上方； 所述反L形冷却液进液通道一端与布置在所述冷却耙体非测温段端部的进液管接头连通，另一端在靠近所述冷却耙体测温段端部的位置与分布在所述热电偶容纳槽两侧的所述反L形冷却液回液通道连通，所述反L形冷却液回液通道与所述封闭集液空间连通，所述集液盖板上开设有与所述封闭集液空间连通的出液管接头。
2.根据权利要求1所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:所述热电偶包括热电偶偶丝、陶瓷套管和陶瓷头，所述热电偶偶丝依次穿过陶瓷头、陶瓷套管，所述热电偶偶丝的测点布置在所述陶瓷头内，所述陶瓷头布置在所述冷却耙体测温段的端部，所述陶瓷套管一端与陶瓷头连接，另一端露出于所述冷却耙体非测温段的端部。
3.根据权利要求2所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:各所述热电偶均匀排布在所述反L形热电偶固定板上。
4.根据权利要求2所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:所述陶瓷头包括屏蔽罩、导流孔和底座，热电偶偶丝的测点位于所述屏蔽罩内，所述屏蔽罩底部两侧开孔。
5.根据权利要求4所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:所述屏蔽罩的内径范围为3mm?8mm，热电偶测点位于所述导流孔前，距孔边彡2mm。
6.根据权利要求1所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:所述冷却耙体的个数为2?5，每个冷却耙体上设置的热电偶数量为2?7个。
7.根据权利要求1所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:所述进液管接头的内径为4?10mm，进液压力^ 2MPa0
8.根据权利要求1所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:所述反L形冷却液回液通道的侧壁在所述封闭集液空间中设有出液口，与所述封闭集液空间连通。
9.根据权利要求1所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:冷却耙体两侧的反L形冷却液回液通道中设有导流槽道。
10.根据权利要求1所述的高温液冷温度测量装置，其特征在于:冷却耙体两侧反L形冷却液回液通道深度< 4_。
【专利摘要】本实用新型公开了高温液冷温度测量装置，包括法兰安装座、集液盖板、冷却耙体、热电偶固定板、带陶瓷套和陶瓷头的热电偶，冷却耙体的冷却液通道设计采用反L形半包覆结构，冷却液经反L形进液通道进入冷却耙体头部以后，从两侧回液缺口流到冷却液耙两侧回液通道，将两边燃气流经部分全部冷却。冷却液流经冷却耙体之后，从冷却耙出液口进入由法兰安装座、集液盖板、冷却耙体焊接形成的集液空间内，从出液口接头流出。本实用新型的高温液冷温度测量装置结构紧凑、冷却效果好、测温精度保证、可更换热电偶等优点。
【IPC分类】G01K7-06
【公开号】CN204373801
【申请号】CN201420774202
【发明人】曹文宇, 谭春青, 袁怡祥, 高庆, 赵洪雷
【申请人】中国科学院工程热物理研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2014年12月10日