(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210515763.4 (22)申请日 2022.05.11 (71)申请人 上海发电设备成套设计 研究院有限 责任公司 地址 200240 上海市闵行区剑川路1 115号 申请人 东方电气集团东方汽轮 机有限公司 (72)发明人 史进渊　王思远　谢岳生　孔祥林　 赵仕志　蒋俊　朱志劼　徐前　 徐望人　祝自芳　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 单冠飞 (51)Int.Cl. G01M 15/14(2006.01) G01M 15/02(2006.01)G01M 13/00(2019.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 燃气轮机透平叶片多工质多用途试验系统 及参数设计方法 (57)摘要 本申请关于一种燃气轮机透平叶片多工质 多用途试验系统及参数设计方法。 具体方案为： 该系统包括高温气体模块、 试验段模块、 冷却气 体模块和冷却水模块， 高温气体模块包括工质供 给单元和燃烧器， 其中， 工质供给单元的出口与 燃烧器的进口连接， 燃烧器的出口和冷却气体模 块的出口分别与试验 段模块的进口连接； 试验 段 模块通过循环管路与冷却水模块连接， 形成闭合 回路； 工质供给单元用于根据当前供给工质的类 型， 将当前供给工质传输至燃烧器中。 本申请能 够完成多种工质的燃气轮机的高温透平 叶片性 能验证试验， 提高了系统的实用性， 有效降低了 成本。 权利要求书4页 说明书25页 附图11页 CN 114813153 A 2022.07.29 CN 114813153 A 1.燃气轮机透平叶片多工质多用途试验系统， 其特征在于， 所述系统包括高温气体模 块、 试验段模块、 冷却气体模块和冷却水模块， 所述高温气体模块包括工质供给单元和燃烧 器， 其中， 所述工质供给单元的出口与 所述燃烧器的进口连接， 所述燃烧器的出口和所述冷却气 体模块的出口分别与所述试验段模块的进口连接； 所述试验段模块 通过循环管路与所述冷却水模块连接， 形成闭合回路； 所述工质供给单元用于根据当前供给工质的类型， 将所述当前供给工质传输至所述燃 烧器中。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述工质供给单元包括以下任意一项或多 项： 水蒸气供给子单元、 二氧化碳供给子单元、 空气供给子单元； 所述水蒸气供给子单元、 所 述二氧化碳供给子单元、 所述空气供 给子单元均用于供 给所述当前 供给工质。 3.根据权利要求2所述的系统， 其特征在于， 所述空气供给子单元包括离心空气压缩 机、 主流进气放空阀和第一控制阀， 其中， 所述离心空气压缩机的进口与空气 气源连接； 所述离心空气压缩机的出口依次连接所述第一控制阀和所述燃烧器的进口； 所述主流进气放空阀安装在连接于所述离心空气压缩机与所述第一控制阀之间的管 路上。 4.根据权利要求2所述的系统， 其特征在于， 所述水蒸气供给子单元包括给水泵、 第二 控制阀和锅炉， 其中， 所述给水泵的进口与水源连接； 所述给水泵的出口依次连接所述第二控制阀、 所述锅炉和所述燃烧器的进口。 5.根据权利要求2所述的系统， 其特征在于， 所述二氧化碳供给子单元包括二氧化碳压 缩机和第三控制阀， 其中， 所述二氧化碳压缩机的进口与二氧化 碳气源连接； 所述二氧化碳压缩机的出口依次连接所述第三控制阀和所述燃烧器的进口。 6.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 还包括排气模块， 所述高温气体模块还包 括回热器， 其中， 所述工质供给单元的出口与 所述回热器的管侧进口连接， 所述 回热器的管侧出口与 所 述燃烧器的进口连接； 所述回热器的壳侧通过循环管路与所述 排气模块连接， 形成第一回路。 7.根据权利要求6所述的系统， 其特征在于， 所述排气模块包括回热气体控制阀、 减温 器， 其中， 所述回热气体控制阀的第 一端与所述试验段模块的出口连接， 所述 回热气体控制阀的 第二端与所述回热器的壳侧进口连接； 所述回热器的壳侧出口与所述减温器的进口连接， 所述减温器的出口与外 部连通。 8.根据权利要求7所述的系统， 其特征在于， 所述冷却水模块包括冷却塔、 补水水泵， 其 中， 所述补水 水泵的进口与补水 水源连接； 所述补水 水泵的出口与所述冷却塔的进口连接；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114813153 A 2所述冷却塔通过循环管路与所述减温器的管侧连接， 形成第二回路； 所述冷却塔通过循环管路与所述试验段模块连接， 形成第三回路。 9.根据权利要求6所述的系统， 其特 征在于， 所述 排气模块还 包括消音塔， 其中， 所述减温器的出口与所述消音塔的进口连接， 所述消音塔的出口与外 部连通。 10.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述高温气体模块还包括主流流量喷嘴， 其中， 所述工质供给单元的出口与 所述主流流量喷嘴的进口连接， 所述主流流量喷嘴的出口 与所述燃烧器的进口连接 。 11.根据权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述试验段模块包括壳体、 静叶片试验件 和动叶片试验 件， 所述静叶片试验 件有多个， 所述动叶片试验 件有多个， 其中， 多个所述静叶片试验件和多个所述动叶片试验件均安装在所述壳体上； 其中， 所述多 个所述静叶片试验 件和多个所述动叶片试验 件能够同时进行性能测试 试验； 所述燃烧器的出口和所述冷却气体模块的出口分别与所述壳体的进口连接； 所述壳体的出口分别与所述冷却水模块的进口和所述 排气模块的进口连接 。 12.根据权利要求11所述的系统， 其特征在于， 所述多个所述静叶片试验件和多个所述 动叶片试验 件分别通过3D打印得到 。 13.根据权利要求11所述的系统， 其特征在于， 多个所述静叶片试验件和多个所述动叶 片试验件同时用于进行以下任意 一项或多 项试验： 降冷却效果试验、 全温等落压比热态寿命试验； 其中， 所述冷却效果试验包括降温等落 压比冷却效果试验和全温等 落压比冷却效果试验。 14.根据权利要求6所述的系统， 其特征在于， 所述冷却气体模块包括冷却气体放空阀、 冷却气体控制阀， 其中， 所述冷却气体控制阀的第 一端与所述回热器的管侧出口连接， 冷却气体控制阀的第 二 端与所述试验段模块的进口连接； 所述冷却气体放空阀安装在连接于所述冷却气体控制阀的第一端与所述回热器的管 侧出口之间的管路上。 15.根据权利要求14所述的系统， 其特征在于， 所述冷却气体模块还包括超声波流量 计， 其中， 所述超声 波流量计的第一端与所述冷却气体控制阀的第二端连接； 所述超声 波流量计的第二端与所述试验段模块的进口连接 。 16.一种应用于如权利要求1 ‑15中任一所述的燃气轮机透平叶片多工质多用途试验系 统的参数设计方法， 其特 征在于， 包括： 获取预设的试验段模块燃气初始温度值； 获取所述排气模块的排气压损值， 基于所述排气压损值， 确定所述试验段模块的背压 值； 获取预设燃气轮机透平的静叶片进口总压和透平的动叶片出口背压， 基于所述透平的 静叶片进口总压和所述透平的动叶片出口背压， 确定所述预设燃气轮机透平的叶片落压 比； 基于所述验段模块的背压值和所述预设燃气轮机透平的叶片落压比， 确定试验段模块权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114813153 A 3