一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器及其制备方法与流程

1.本发明涉及水蒸汽发生器，尤其涉及一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器及其制备方法。


背景技术：

2.液体火箭发动机高空模拟试验对于先进动力装备的发展和应用已逐渐成为趋势，高效化学水蒸汽生产关键装备研制将提升地面试验及验证系统可靠性。传统化学水蒸汽发生器喷注器为组织两种工质快速燃烧供应，采用离散式喷注孔组焊(钎焊、氩弧焊)多个小零件，为实现设计混合比及燃烧组织模型使得设计过程过于复杂，对于加工过程精度控制要求极高，且存在过多不可检测问题，容易造成成品质量不可控、加工周期长、成本高等问题，从而制约到用于地面试验用水蒸汽发生器产品验证的可靠性。随着技术的快速发展部分动力装备采用了先进的金属粉末3d打印加工，但仍存在成本过高不适宜于地面动力装备的制造。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于解决现有水蒸气发生器的喷注器多组零件结构焊接复杂导致的质量不可控以及3d打印加工成本过高的技术问题，而提供一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器及其制备方法。
4.为了解决上述技术问题，本发明的技术解决方案为:
5.一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特殊之处在于，包括喷注单元、对接法兰、盖板及密封调整块；
6.所述喷注单元包括喷注模块、燃料分流模块、氧化剂分流模块以及安装孔；
7.喷注模块包括喷注盘、位于喷注盘底面由内至外同轴设置的n个环形槽，n为大于等于3的奇数；
8.燃料分流模块包括多个径向设置在n个环形槽上的燃料分流孔；
9.氧化剂分流模块包括多组圆周均布的氧化剂分流孔；每组所述氧化剂分流孔沿径向排布且位于相邻两个燃料分流孔之间；
10.第m个环形槽的端面上周向均布有多组与燃料分流孔侧壁连通的燃料直流喷注孔，第p个环形槽以及第n+1/2个环形槽的端面上周向均布有多组与氧化剂分流孔末端连通的氧化剂直流喷注孔，多组燃料直流喷注孔和多组氧化剂直流喷注孔沿径向交错设置，可以有效利用喷注块内部空间；m为小于等于n的奇数，p为小于n的偶数；
11.所述安装孔位于喷注模块的中心位置，用于安装连接外部的喷注器中心点火导管；
12.所述对接法兰压装连接于喷注模块的外侧，且在对接法兰和喷注模块之间形成第一集液环腔，第一集液环腔与燃料分流孔连通；所述对接法兰侧壁上径向设置有与第一集液环腔连通的第一进液口；
13.所述盖板压装连接于喷注模块上方，且与对接法兰的内侧壁连接，在盖板喷注模块以及对接法兰之间形成第二集液环腔，第二集液环腔与氧化剂分流孔连通；所述盖板的顶部轴向开设有与第二集液环腔连通的第二进液口；
14.所述密封调整块套装在喷注单元的顶部。
15.进一步地，所述燃料分流孔包括多个径向设置在n个环形槽上的第一燃料分流孔，以及多个径向设置在第n个环形槽的第二燃料分流孔；多个第一燃料分流孔的长孔和多个第二燃料分流孔的短孔周向交错均布，为氧化剂提供空间位置；
16.每组所述氧化剂分流孔沿径向排布且位于相邻两个第一燃料分流孔之间；
17.第m个环形槽的上端面周向均布有多组与第一燃料分流孔连通的燃料直流喷注孔，第n个环形槽的上端面周向均布有多组与第一燃料分流孔和第二燃料分流孔连通的燃料直流喷注孔；
18.所述第一集液环腔上下端面对应对接法兰与喷注模块连接处具有第一环焊缝和第二环焊缝；所述第一集液环腔两侧对应喷注模块与盖板连接处具有第三环焊缝和第四环焊缝；
19.所述盖板上设置有内螺纹，喷注单元上设置有与内螺纹配合连接的外螺纹，用于通过内螺纹与外螺纹的拧紧压装连接支撑确保整体结构的稳定及强度要求，从而有效抑制焊接热应力及燃烧热应力对于材料应力影响。
20.进一步地，所述n个环形槽的径向截面均为梯形，所述燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔垂直于梯形斜边设置，用于使燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔出口中正圆且保持锐边。
21.进一步地，所述第一燃料分流孔、第二燃料分流孔与氧化剂分流孔的空间壁面间距大于等于3mm，用于确保燃料和氧化剂两种工质供应时位置正确、隔离有效，不易出现高压时串腔或结构失效。
22.进一步地，所述燃料直流喷注孔在环槽内斜面撞击轴线夹角α取值范围为60
°
～90
°
；
23.所述氧化剂直流喷注孔在环槽内斜面撞击轴线夹角β取值范围为50
°
～80
°
；
24.所述α》β，且角度差值在5
°
～10
°
之间，用于使燃料直流喷注孔撞击高度小于氧化剂直流喷注孔的撞击高度，且保证高差在1mm～3mm之间。
25.进一步地，所述燃料直流喷注孔的孔径小于氧化剂直流喷注孔的孔径，用于确保燃烧分布高效掺混，同时控制喷注面上局部高温区的冷却保护措施；具体的，根据设计流量、压降进行燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的孔径优化取整设计，确保其加工尺寸合理；
26.所述燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的孔径均由中间环形槽向两侧环形槽递减设置，用于使喷注器内燃烧混合比沿径向形成单驼峰的混合比分布形式，确保燃烧的稳定性。
27.进一步地，所述盖板顶部轴向开设有与第二集液环腔连通的第二测压口，用于实时测量第二集液环腔的氧化剂喷前压力；
28.所述对接法兰侧壁上径向设置有与第一集液环腔连通的第一测压口，用于实时测量第一集液环腔的燃料喷前压力。
29.进一步地，所述氧化剂直流喷注孔的压降比燃料直流喷注孔的压降高0.10～0.15mpa，用于确保燃烧稳定。
30.进一步地，所述n＝5，5个环形槽由内至外为第一环形槽、第二环形槽、第三环形槽、第四环形槽以及第五环形槽；
31.所述第一燃料分流孔为12个，第二燃料分流孔为12个；
32.所述氧化剂分流孔为12组；
33.所述第一环形槽端面上周向均布有12组燃料直流喷注孔，第二环形槽端面上周向均布有12组氧化剂直流喷注孔，第三环形槽端面上周向均布有12组燃料直流喷注孔和12组氧化剂直流喷注孔，第四环形槽端面上周向均布有24组氧化剂直流喷注孔，第五环形槽端面上周向均布有24组燃料直流喷注孔。
34.基于上述一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，本发明还提供了一种用于水蒸汽发生器的喷注器的制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
35.1】设计准备
36.确定燃料、氧化剂工质流量及设计压降要求，并对蒸汽室压、温度及调整工况要求；
37.2】喷注器设计
38.确定喷注器尺寸、燃料直流喷注孔及氧化剂直流喷注孔数量和尺寸，进行喷注器整体尺寸及结构设计调整；
39.3】喷注器加工
40.采用不锈钢锻件加工、加工件必须经过深冷处理，加工完成组焊固定前进行部件液流试验，确保所有直流喷注孔撞击均匀，无出液抖动及分叉等问题，组焊过程防止多余物；
41.4】喷注器调试
42.对喷注器进行冷调、热调，验证设计流量与设计压降使其满足设计要求，热点火后水蒸汽输出参数稳定；喷注器制备完成。
43.本发明相比于现有技术的有益效果为：
44.1、本发明提供的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，通过喷注单元、对接法兰和盖板的结构设计，以及他们之间的压装式焊接形式，可以提高喷注单元、对接法兰和盖板的设计加工难度、减少组件焊接环节质量控制要求，在充分利用空间结构及布置难度的同时使燃料、氧化剂两种工质可沿轴向径向均匀分配至燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔，形成喷注器所需要的雾化、掺混及燃烧混合比设计要求，提高了地面试验用关键设备的可靠性。
45.2、本发明提供的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，可分别由单接口将液体工质供应至第一集液环腔和第二集液环腔，且第一集液环腔和第二集液环腔内分别由第一燃料分流孔、第二燃料分流孔以及各氧化剂分流孔实现两种工质的交错供应，进而使燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔实现周向、径向双向的交错均匀分布，保证了喷燃烧高效性、表面冷却可靠性等要求，提高了喷注器整体性能。
46.3、本发明提供的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，压装式喷注器结构在喷注面上通过多个环形槽确保了喷注面的燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的质量，确保
燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的撞击角度、撞击高度、掺混保证及雾化扇形混合比例等，可按照设计要求进行调整，提高燃烧效率。
47.4、本发明提供的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，喷注器结构简单、便于生产加工，结构强度高可靠性高，可以反复使用的降低成本。
48.5、本发明提供的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，压装式喷注器组合与焊接结构，可采用四块同心叠放的部件通过四条焊缝实现密封固定，组合结构内部限位及预设螺纹连接承力部件，可有效解决强度及整体结构稳定性问题，在减少部件的同时减少焊缝的数量，通过传统技术手段有效简化了加工复杂度、减少装配周期、降低了焊接变形影响等。
附图说明
49.图1为本发明一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器实施例的结构示意图；
50.图2为图1中沿b-b的剖视图；
51.图3为图1中沿a-a的剖视图；
52.图4为本发明实施例中第一燃料分流孔、第二燃料分流孔、各氧化剂分流孔与燃料直流喷注孔、氧化剂直流喷注孔的对应透视图；
53.图5为燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的结构示意图。
54.具体附图标记为：
55.1-喷注单元，12-第一集液环腔，13-第二集液环腔，101-安装孔，102-第一燃料分流孔，103-第二燃料分流孔，104-第一氧化剂分流孔，105-第二氧化剂分流孔，106-第三氧化剂分流孔，107-第四氧化剂分流孔，108-第五氧化剂分流孔，109-第一环形槽，110-第二环形槽，111-第三环形槽，112-第四环形槽，113-第五环形槽，132-外螺纹，121-第一环焊缝、122-第二环焊缝、131-第三环焊缝、231-第四环焊缝；
56.2-对接法兰，201-法兰安装密封面，202-法兰固定面，203-第一进液口，204-第一测压口，205-螺栓固定孔；
57.3-盖板，301-第二进液口，302-第二测压口，303-螺栓安装孔，311-内螺纹；
58.4-密封调整块。
具体实施方式
59.为使本发明的优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
60.如图1-图3所示，一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，用于现有液体火箭发动机蒸汽引射高模试验用化学水蒸汽发动机发生器的喷注器研制，其包括喷注单元1、对接法兰2、盖板3及密封调整块4。
61.喷注单元1采用倒t形圆台结构，其包括喷注模块、燃料分流模块、氧化剂分流模块以及安装孔101。本实施例中喷注模块包括喷注盘以及位于喷注盘底面由内至外同轴设置的5个环形槽，即第一环形槽109、第二环形槽110、第三环形槽111、第四环形槽112以及第五环形槽113；燃料分流模块包括12个径向设置在5个环形槽上的第一燃料分流孔102和12个径向连通设置在第五环形槽113侧壁上的第二燃料分流孔103，其中12个第一燃料分流孔
102和12个第二燃料分流孔103周向交错均布设置。氧化剂分流模块包括分别轴向连通设置在第二环形槽110上的12个第一氧化剂分流孔104和12个第二氧化剂分流孔105、轴向连通设置在第三环形槽111的12个第三氧化剂分流孔106，以及轴向连通设置在第四环形槽112的24个第四氧化剂分流孔107和24个第五氧化剂分流孔108，其中，第二氧化剂分流孔105与第三环形槽111连通。具体的，第一氧化剂分流孔104、第二氧化剂分流孔105以及第三氧化剂分流孔106均与第一燃料分流孔102周向交错设置，每两个第四氧化剂分流孔107和每两个第五氧化剂分流孔108均与第一燃料分流孔102周向交错设置。同时，第一环形槽109的上端面周向均布有12组自击的燃料直流喷注孔，第二环形槽110端面上周向均布有12组自击的氧化剂直流喷注孔，第三环形槽111端面上开设有12组燃料直流喷注孔和12组氧化剂直流喷注孔，第四环形槽112端面上周向均布有24组氧化剂直流喷注孔，第五环形槽113端面上周向均布有24组燃料直流喷注孔；其中，燃料直流喷注孔与相应的第一燃料分流孔102、第二燃料分流孔103的侧壁连通，氧化剂直流喷注孔与相应的第一氧化剂分流孔104、第二氧化剂分流孔105、第三氧化剂分流孔106、第四氧化剂分流孔107以及第五氧化剂分流孔108的末端连通；多组燃料直流喷注孔和多组氧化剂直流喷注孔沿径向交错设置，交错角度取决于混合比设计要求。优选的，5个环形槽的径向截面均为梯形，用于确保燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔均垂直于梯形斜边设置，且燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的出口正圆且保持锐边。如图4所示，可以看出，径向分流供应的12个第一燃料分流孔102、12个第二燃料分流孔103分别实现燃料的分配供应，各氧化剂分流孔组成的5排轴向孔与第一燃料分流孔102和第二燃料分流孔103形成空间交错，完美避开了燃料分流，实现了氧化剂的分流供应，第一燃料分流孔102、第二燃料分流孔103以及各氧化剂分流孔的尺寸可根据要求适当增大以提高冷却效果。安装孔101位于喷注模块的中心位置，用于安装连接外部的喷注器中心点火导管。
62.对接法兰2为环式法兰结构，其同心压装式连接于喷注模块的外侧壁上，且在对接法兰2和喷注模块之间形成环形的第一集液环腔12，第一集液环腔12与第一燃料分流孔102和第二燃料分流孔103连通；第一集液环腔12上下端面对接法兰2与喷注模块的连接处具有第一环焊缝121和第二环焊缝122。对接法兰2侧壁上径向设置有分别与第一集液环腔12连通的第一进液口203和第一测压口204，用于通过第一进液口203将燃料输送至第一集液环腔12，进而通过12个第一燃料分流孔102和12个第二燃料分流孔103将燃料输送至相应的燃料直流喷注孔进行喷注，同时第一测压口204用于实时测量第一集液环腔12的燃料喷前压力。对接法兰2的端面上设置有法兰安装密封面201、法兰固定面202以及螺栓固定孔205，确保设备的可连接与密封要求。
63.盖板3为环式压盘结构，其同心压装式连接于喷注模块上方，且与对接法兰2的内侧壁压装式连接，在盖板3、喷注模块以及对接法兰2之间形成第二集液环腔13，第二集液环腔13分别与第一氧化剂分流孔104、第二氧化剂分流孔105、第三氧化剂分流孔106、第四氧化剂分流孔107以及第五氧化剂分流孔108连通；第二集液环腔13两侧对应喷注模块与盖板3连接处通过第三环焊缝131和第四环焊缝231连接。盖板3的顶部轴向开设有与第二集液环腔13连通的第二进液口301和第二测压口302，用于通过第二进液口301将氧化剂输送至第二集液环腔13，进而通过12个第一氧化剂分流孔104和12个第二氧化剂分流孔105将氧化剂输送至第二环形槽110上的氧化剂直流喷注孔进行喷注，通过12个第二氧化剂分流孔105和
12个第三氧化剂分流孔106将氧化剂输送至第三环形槽111上的氧化剂直流喷注孔进行喷注，通过24个第四氧化剂分流孔107和24个第五氧化剂分流孔108将氧化剂通过第四环形槽112上的氧化剂直流喷注孔进行喷注，同时第二测压口302用于实时测量第二集液环腔13的氧化剂喷前压力。本发明采用轴向、径向交错供应分流技术，使喷注面上直流撞击孔可满足介质供应、雾化、掺混形成燃烧要求。盖板3的端面上开设有螺栓安装孔303，用于为点火器提供连接螺栓安装位置；盖板3上设置有内螺纹311，喷注单元1上与内螺纹311配合连接的外螺纹132，通过内螺纹311与外螺纹132的拧紧压装连接支撑确保整体结构的稳定及强度要求，从而有效抑制焊接热应力及燃烧热应力对于材料应力影响。
64.密封调整块4套装在喷注单元1的顶部，用于微调盖板3拧紧安装时的支撑间隙，确保喷注器连接密封压装可靠、减少装配间隙对密闭性能的影响。
65.具体的，压装式喷注器各部件采用同心圆形式，首先依次将喷注单元1和对接法兰2同心套装，喷注块单元1与对接法兰2在限位台处压装后通过第一环焊缝121和第二环焊缝122连接；焊接完对接法兰2后在喷注单元1的顶部套装密封调整块4，再将盖板3通过内螺纹311与喷注单元1圆台的外螺纹132同心旋拧压装，待盖板3与对接法兰2、喷注单元1两组件的限位台贴合齐平后通过第三环焊缝131和第四环焊缝231连接。
66.本实施例中喷注单元1、对接法兰2、盖板3的均采用不锈钢锻件，密封调整块4采用热处理的铜垫片，喷注单元1、对接法兰2、盖板3之间采用压装式组装，各组件采用同心设计过程中考虑沿轴向装配过程的定位固定与结构支撑强度要求，通过同心套装将喷注模块与对接法兰2组焊，整体再由中心支撑的内螺纹、外螺纹连接支撑配合限位及密封调整块4，确保压装式喷注器的整体结构强度的满足支撑要求，同时有效避免以往多个喷注孔在薄壁喷注面组焊过程中的应力变形或结构支撑不稳定等问题。本发明有效减少了喷注器组成部件加工件数量、通过单件工艺参数精确设计与压装式组合，在减少零件数量同时减少焊缝的数量，以达到降低焊接难度、有效抑制材料焊接热应力变形对喷注器表面喷注孔撞击精度的影响，提高了喷注器产品的可靠性。
67.如图4所示，燃料分别由第一燃料分流孔102和第二燃料分流孔103的侧壁供应、氧化剂分别由第一燃料分流孔102、第二燃料分流孔103与第一氧化剂分流孔104、第二氧化剂分流孔105、第三氧化剂分流孔106、第四氧化剂分流孔107以及第五氧化剂分流孔108的末端供应，通过控制燃料、氧化剂直流自击扇形夹角、撞击高度，在满足混合比要求情况下，使燃料撞击高度低于氧化剂撞击高度，提高喷注面的冷却保护效果。本发明在营造喷注面燃料和氧化剂两种工质掺混、雾化支持燃烧的混合比分配要求下，须进一步解决问题包括：
68.(1)喷注单元1的确定，具体包括喷注夹角、孔径、压降等；
69.(2)燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔沿周向径向整体的混合比分布及形成雾扇范围和间隔等；
70.(3)确定两种工质掺混时流量系数的选取、喷注压降差异设置及工况适应范围等。
71.如图5所示，本发明中燃料直流喷注孔在环槽内斜面撞击轴线夹角α取值范围为60
°
～90
°
，氧化剂直流喷注孔在环槽内斜面撞击轴线夹角β取值范围为50
°
～80
°
，设置α》β，且角度差值在5
°
～10
°
之间，用于使燃料直流喷注孔撞击高度h1小于氧化剂直流喷注孔的撞击高度h2，且保证高差在1mm～3mm之间。同时，按照氧化剂(液氧)、燃料(酒精)的混合比例要求，确定限定数量下燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的孔径尺寸，按照周向交错
掺混比例要求，确保中心区域尽可能混合比达到1.9～2.0,选取合理的压降和喷注孔直径，使喷注孔尽量多种组合确保在一定范围孔径内满足要求；本发明中燃料直流喷注孔的孔径小于氧化剂直流喷注孔的孔径，具体的，根据设计流量、压降进行燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的孔径优化取整设计，确保其加工尺寸合理，同时，可适当调整优选调整喷注孔压降使燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔取整，降低非标钻头选购成本及加工过程检测难度；燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的孔径均由中间环形槽向两侧环形槽递减设置，用于使喷注器内燃烧混合比沿径向形成单驼峰的混合比分布形式，确保燃烧的稳定性。本发明的喷注单元1采用的是同种介质自击后掺混的喷注器设计形式，因此将燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔分开设计，两种工质仅考虑组合掺混的影响及总体混合比沿径向的变化要求，通过燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的周向均布与径向的合理设置，实现冷却与掺混在喷注面上的良好覆盖。优选的，第一燃料分流孔102、第二燃料分流孔103与第一氧化剂分流孔104、第二氧化剂分流孔105、第三氧化剂分流孔106、第四氧化剂分流孔107以及第五氧化剂分流孔108之间的空间壁面间距大于等于3mm，用于确保燃料和氧化剂两种工质供应时位置正确、隔离有效，不易出现高压时串腔或结构失效。燃料直流喷注孔、氧化剂直流喷注孔分别根据燃料和氧化剂的流量计算，氧化剂直流喷注孔压降畋高于燃料直流喷注孔压降0.1mpa～0.15mpa，流量系统一般取0.61～0.78，最终流量系数以液流和冷调结果为准。
72.本发明提供的喷注器主要用于氧化剂、燃料为工质的水蒸汽发生器装置，可采用液氧和酒精或液氧和甲醇作为燃烧工质，本实施例中的喷注器可用于5kg/s～100kg/s水蒸汽发生器的喷注器设计，其燃料采用酒精，氧化剂采用液氧，原则上水蒸汽发生器的工质比例为：酒精、液氧、水的比例约为1：2：7，因此可设计的酒精流量约为0.5kg/s～10kg/s、可设计的液氧流量约为1kg/s～20kg/s。在此范围内设计的喷注器结构尺寸比较合适，当两种工质流量过大或过小时可能造成喷注器尺寸变化较大，本发明对应的分布形式及数量可能不满足高效燃烧对于混合比的保证要求，因此需要进一步结构的复杂化。
73.基于上述一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，本发明还提供了一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器的制备方法，其具体包括以下步骤：
74.1】设计准备：包括水蒸汽发生器用喷注器当量，即确定燃料、氧化剂工质流量及设计压降要求，并对蒸汽室压、温度及调整工况要求；
75.2】喷注器设计：确定喷注器尺寸、燃料直流喷注孔及氧化剂直流喷注孔数量和尺寸，进行喷注器整体尺寸及结构设计调整；
76.3】喷注器加工：采用不锈钢锻件加工、加工件必须经过深冷处理，加工完成组焊固定前进行部件液流试验，确保所有直流喷注孔撞击均匀，无出液抖动及分叉等问题，组焊过程防止多余物；
77.4】喷注器调试：包括冷调、热调，验证设计流量与设计压降满足设计要求，热点火后水蒸汽输出参数稳定，喷注器制备完成。
78.当喷注器投产时，开展稳定热试考核验证喷注器工作状态正常，试验检查各部件工作状态正常，则满足投产使用要求。
79.本发明的上述实施例仅用于提供一种合理的结构和制备方法，并未对设计尺寸和参数具体规定，可以根据高空模试验用水蒸汽发生器设备需求进行非标设计，可对其中周
向均布供液数量、周向均布喷注孔数量等合理改进和设计，均在本发明的保护范围之内。如同心环数量3、5、7、9、11等等，均布范围8、9、10、12、18等等，同时包括2层、3层、4层、5层等多层叠放压装结构。
80.以上所述，仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对于本领域的普通专业技术人员来说，可以对上述实施例所记载的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所保护技术方案的范围。

技术特征：
1.一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：包括喷注单元(1)、对接法兰(2)、盖板(3)及密封调整块(4)；所述喷注单元(1)包括喷注模块、燃料分流模块、氧化剂分流模块以及安装孔(101)；喷注模块包括喷注盘、位于喷注盘底面由内至外同轴设置的n个环形槽，n为大于等于3的奇数；燃料分流模块包括多个径向设置在n个环形槽上的燃料分流孔；氧化剂分流模块包括多组圆周均布的氧化剂分流孔；每组所述氧化剂分流孔沿径向排布且位于相邻两个燃料分流孔之间；第m个环形槽的上端面周向均布有多组与燃料分流孔侧壁连通的燃料直流喷注孔；第p个环形槽以及第(n+1)/2个环形槽的端面上周向均布有多组与氧化剂分流孔末端连通的氧化剂直流喷注孔；多组燃料直流喷注孔和多组氧化剂直流喷注孔沿径向交错设置；m为小于等于n的奇数，p为小于n的偶数；所述安装孔(101)位于喷注模块的中心位置，用于安装连接喷注器中心点火导管；所述对接法兰(2)压装连接于喷注模块的外侧，且在对接法兰(2)和喷注模块之间形成第一集液环腔(12)，第一集液环腔(12)与燃料分流孔连通；所述对接法兰(2)侧壁上径向设置有与第一集液环腔(12)连通的第一进液口(203)；所述盖板(3)压装连接于喷注模块上方，且与对接法兰(2)的内侧壁连接，在盖板(3)、喷注模块以及对接法兰(2)之间形成第二集液环腔(13)，第二集液环腔(13)与氧化剂分流孔连通；所述盖板(3)的顶部轴向开设有与第二集液环腔(13)连通的第二进液口(301)；所述密封调整块(4)套装在喷注单元(1)的顶部。2.根据权利要求1所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：所述燃料分流孔包括多个径向设置在n个环形槽上的第一燃料分流孔(102)，以及多个径向设置在第n个环形槽的第二燃料分流孔(103)；多个第一燃料分流孔(102)和多个第二燃料分流孔(103)周向交错均布；每组所述氧化剂分流孔沿径向排布且位于相邻两个第一燃料分流孔(102)之间；第m个环形槽的上端面周向均布有多组与第一燃料分流孔(102)连通的燃料直流喷注孔，第n个环形槽的上端面周向均布有多组与第一燃料分流孔(102)和第二燃料分流孔(103)连通的燃料直流喷注孔；所述第一集液环腔(12)上下端面对应对接法兰(2)与喷注模块连接处具有第一环焊缝(121)和第二环焊缝(122)；所述第一集液环腔(13)两侧对应喷注模块与盖板(3)连接处具有第三环焊缝(131)和第四环焊缝(231)；所述盖板(3)上设置有内螺纹(311)，喷注单元(1)上设置有与内螺纹(311)配合连接的外螺纹(132)。3.根据权利要求2所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：所述n个环形槽的径向截面均为梯形，所述燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔垂直于梯形斜边设置。4.根据权利要求3所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：所述第一燃料分流孔(102)、第二燃料分流孔(103)与氧化剂分流孔的空间壁面间距大
于等于3mm。5.根据权利要求4所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：所述燃料直流喷注孔在环槽内斜面撞击轴线夹角α取值范围为60
°
～90
°
；所述氧化剂直流喷注孔在环槽内斜面撞击轴线夹角β取值范围为50
°
～80
°
；所述α>β，且角度差值在5
°
～10
°
之间，用于使燃料直流喷注孔撞击高度小于氧化剂直流喷注孔的撞击高度，且保证高差在1mm～3mm之间。6.根据权利要求5所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：所述燃料直流喷注孔的孔径小于氧化剂直流喷注孔的孔径；所述燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔的孔径均由中间环形槽向两侧环形槽递减设置，用于使喷注器内燃烧混合比沿径向形成单驼峰的混合比分布形式，确保燃烧的稳定性。7.根据权利要求6所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：所述盖板(3)顶部轴向开设有与第二集液环腔(13)连通的第二测压口(302)；所述对接法兰(2)侧壁上径向设置有与第一集液环腔(12)连通的第一测压口(204)。8.根据权利要求7所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：所述氧化剂直流喷注孔的压降比燃料直流喷注孔的压降高0.10～0.15mpa。9.根据权利要求2-8任一所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器，其特征在于：所述n＝5，5个环形槽由内至外为第一环形槽(109)、第二环形槽(110)、第三环形槽(111)、第四环形槽(112)以及第五环形槽(113)；所述第一燃料分流孔(102)为12个，第二燃料分流孔(103)为12个；所述氧化剂分流孔为12组；所述第一环形槽(109)端面上周向均布有12组燃料直流喷注孔，第二环形槽(110)端面上周向均布有12组氧化剂直流喷注孔，第三环形槽(111)端面上周向均布有12组燃料直流喷注孔和12组氧化剂直流喷注孔，第四环形槽(112)端面上周向均布有24组氧化剂直流喷注孔，第五环形槽(113)端面上周向均布有24组燃料直流喷注孔。10.一种权利要求1-9任一所述的一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1】设计准备确定燃料、氧化剂工质流量及设计压降要求，并对蒸汽室压、温度及调整工况要求；2】喷注器设计确定喷注器尺寸、燃料直流喷注孔及氧化剂直流喷注孔数量和尺寸，进行喷注器整体尺寸及结构设计调整；3】喷注器加工采用不锈钢锻件加工、加工件必须经过深冷处理，加工完成组焊固定前进行部件液流试验，确保所有直流喷注孔撞击均匀，无出液抖动及分叉，组焊过程防止多余物；4】喷注器调试对喷注器进行冷调、热调，验证设计流量与设计压降使其满足设计要求，热点火后水蒸汽输出参数稳定；喷注器制备完成。

技术总结
本发明提供了一种用于水蒸汽发生器的压装式喷注器及其制备方法，用于解决传统喷注器采用多组零件结构焊接复杂导致的质量不可控及3D打印加工成本过高的技术问题。本发明包括同心压装连接的喷注单元、对接法兰、盖板及密封调整块；对接法兰和喷注模块间形成第一集液环腔，盖板、喷注模块及对接法兰间形成第二集液环腔；喷注单元中的燃料分流模块包括多个径向设置在N个环形槽上的燃料分流孔；氧化剂分流模块包括多组圆周均布的氧化剂分流孔；每组所述氧化剂分流孔沿径向排布且位于相邻两个燃料分流孔之间；多组燃料直流喷注孔和氧化剂直流喷注孔沿径向交错设置，保证了燃烧高效性和表面冷却可靠性。和表面冷却可靠性。和表面冷却可靠性。


技术研发人员：赵曙 罗维民 韩明 曹明明 于军 靳远宠 于文 王广涛
受保护的技术使用者：陕西航天机电环境工程设计院有限责任公司
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/5/31