CN102797512B - 汽轮机汽封结构及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽轮机汽封结构，该汽轮机汽封结构包括：周向T型槽，汽封片，填片，锁紧片，所述汽封片、锁紧片位于所述周向T型槽的纵向卡槽内，所述第一横向弯头卡在所述第一横向卡槽内，第二横向弯头卡在第二横向卡槽内；所述汽封片与所述锁紧片之间设有填片，所述锁紧片的下端形成一弯边，所述弯边压在所述填片下表面上。该汽轮机汽封结构在汽封片与锁紧片之间设置填片，通过填片可将汽封片在轴向方向涨紧卡死在周向T型槽内，同时锁紧片下端形成的弯边压在填片的下表面上，可使填片的径向方向被压紧，这样就可使汽封片被紧紧的固定在周向T型槽内，可有效防止汽封片产生移动，保证汽封片的装配质量，有效提高汽轮机工作的稳定性和可靠性。

Description

汽轮机汽封结构及装配方法

技术领域

本发明涉及汽轮机装配领域，特别涉及一种汽轮机用于防止汽轮机动与静之间漏汽的汽封结构以及这种汽封结构的装配方法。

背景技术

汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转式动力机械，来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，便构成了不同工作原理的汽轮机。由转动部分和静止部分两个方面组成。转子包括主轴、叶轮、动叶和联轴器等，静子包括进汽部分、汽缸、隔板和静叶栅、汽封及轴承等部件。

汽轮机在工作时转子高速旋转，而静子固定，因此转子和静子之间必须保持一定的间隙，不使相互摩擦。蒸汽流过汽轮机各级工作时，压力、温度逐级下降，在隔板两侧存在着压差。当动叶片有反动度时，动叶片前后也存在着压差。蒸汽除了绝大部分从导叶、动叶的通道中流过做功外，一小部分会从各种间隙中流过而不做功，成为一种损失，降低了机组的效率。此外转子还必须穿出汽缸，支撑在轴承上，此处也必然要留有间隙。对于高压汽缸两端和中压汽缸的前端，汽缸内的蒸汽压力大于外界大汽压力，此处将有蒸汽漏出来，降低了机组效率，并造成部分凝结水损失。在中压缸的排汽端和低压缸的两端因汽缸内的蒸汽压力低于外界的大汽压力，在主轴穿出汽缸的间隙中，将会有空汽漏入汽缸中。由于空汽在凝汽器中不能凝结，从而降低了真空度，减小了蒸汽做功能力。

为了减小上述各处间隙中的漏汽，又要保证汽轮机正常安全运行，在汽轮机的喷嘴组、蒸汽室、隔板等处均设有汽封结构，汽轮机汽封的作用是防止在转子穿出汽缸处有蒸汽从汽缸内向外泄漏而进入汽轮机房；或空汽漏入汽缸内影响机组真空度。汽轮机汽封的目的就是尽量减少漏汽损失，简单有效的汽封结构将可以确保机组运行的经济性和安全可靠性。

现有汽轮机汽封的结构一般包括汽封片和填片两部分，在装配时首先将汽封片塞入定位槽内，然后再在定位槽内塞入填片，通过填片将汽封片卡进在定位槽中。然而采用这种汽封片装配方式，填片在定位槽内很容易移位，这样就会造成汽封片位置移动，使汽封片与转子之间的间隙大小改变，从而影响喷嘴组或蒸汽室或隔板等部套中汽封片内圆处动静之间的间隙漏汽量，进而影响汽轮机整体效率，及工作稳定性和可靠性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种汽轮机汽封结构，用于解决现有技术中汽封片容易移位的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种汽轮机汽封结构，所述汽轮机汽封结构包括：周向T型槽，所述周向T型槽位于汽轮机的蒸汽室、喷嘴组或隔板的内圆周面上，所述周向T型槽包括一纵向卡槽，所述纵向卡槽的上端设有分别向两侧延伸的第一横向卡槽、第二横向卡槽；汽封片，所述汽封片上端设有第一横向弯头；锁紧片，所述锁紧片的上端设有第二横向弯头；所述汽封片、锁紧片卡在所述周向T型槽的纵向卡槽内，所述第一横向弯头卡在所述第一横向卡槽内，第二横向弯头卡在第二横向卡槽内；所述汽封片与所述锁紧片之间设有填片，所述锁紧片的下端形成一弯边，所述弯边压在所述填片下表面上。

优选的，所述蒸汽室、喷嘴组或隔板由上、下两个半圈形组件组成，所述汽封片、锁紧片、填片为半圈形。

上述汽轮机汽封结构具有以下有益效果：该汽轮机汽封结构在汽封片与锁紧片之间设置填片，通过填片可将汽封片在轴向方向涨紧卡死在周向T型槽内，同时锁紧片下端形成的弯边压在填片的下表面上，可使填片的径向方向被压紧，这样就可使汽封片被紧紧的固定在周向T型槽内，可有效防止汽封片产生移动。保证汽封片的装配质量，有效提高汽轮机工作的稳定性和可靠性。

本发明还公开了一种上述汽轮机汽封结构的装配方法，其包括如下步骤：

1)在汽轮机喷嘴组、蒸汽室或隔板的上、下半圈组件的内圆周面上加工周向T形槽，所述周向T型槽包括一纵向卡槽，所述纵向卡槽的上端设有分别向两侧延伸的第一横向卡槽、第二横向卡槽；

2)加工半圆形的汽封片、锁紧片和填片，在所述汽封片的上端设置第一横向弯头，在所述锁紧片的上端设置第二横向弯头，所述汽封片、锁紧片和填片的数量与上、下半圈组件的个数相对应；

3)将汽封片上的第一横向弯头插入第一横向槽，使汽封片滑入上半圈组件或下半圈组件周向T型槽的纵向卡槽内，将锁紧片上的第二横向弯头插入第二横向槽，使锁紧片滑入上半圈组件或下半圈组件周向T型槽的纵向卡槽内，将填片插在汽封片与锁紧片之间；

4)使用冲铆工具对填片进行冲铆，使填片横向涨开，将汽封片与锁紧片卡紧在周向T型槽内；

5)使用弯边工具对锁紧片的下端进行弯边，使锁紧片下端形成的弯边压紧在填片的下表面上；

6)将上半圈组件、下半圈组件拼合组装。

优选地，在步骤1)中，可在汽轮机喷嘴组、蒸汽室或隔板的上、下半圈组件的内圆周面上加工一条或多条周向T形槽。

优选地，在步骤3)中，汽封片长度留有加工余量，以便于根据汽封片与转子的间隙大小对汽封片长度进行精确加工。

优选地，在步骤5)中，在步骤5)中，上半圈组件与下半圈组件进行拼合组装时应对上半圈组件和下半圈组件的中分面进行修平。

采用该装配方法可使汽封片在轴向、径向及周向三个方向牢固的将汽封片进行固定，该组装工艺步骤简单、易于实现，工艺合理、可靠、安全，可有效保证汽轮机汽封片固定的牢度，可更有效地保证产品设计要求和加工质量要求，成功地解决了汽封片安装定位的工艺制造精度，有效提高了汽轮机汽封片的装配效率。综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

附图说明

图1为本发明汽轮机汽封结构实施例的结构示意图。

图2为本发明汽轮机汽封结构实施例中周向T型槽的结构示意图。

图3为本发明装配工艺汽封初步装配时的结构示意图。

图4为本发明装配工艺用冲铆工具对填片进行冲铆时的示意图。

图5为本发明装配工艺用弯边工具对锁紧片进行弯边时的示意图。

图6为本发明装配工艺用冲铆工具的头部示意图。

图7为弯边工具的整体结构示意图。

图8为弯边工具头部放大时的结构示意图。

元件标号说明

1                       蒸汽室、喷嘴组或隔板

2                       周向T型槽

21                      纵向卡槽

22                      第一横向卡槽

23                      第二横向卡槽

3                       汽封片

31                      第一横向弯头

4                       锁紧片

41                      第二横向弯头

42                      弯边

5                       填片

6                       冲铆工具

61                      凹槽

62                      左侧端面

63                      右侧端面

7                       弯边工具

71                      手柄

72                      弯边部

73                      定位部

74                      汽封片容纳槽

75                      圆弧形凹槽

76                      弧形缺口

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，所以图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1、2所示，本发明提供一种汽轮机汽封结构，该汽轮机汽封结构用于汽轮机的蒸汽室、喷嘴组和隔板上，汽轮机的蒸汽室、喷嘴组和隔板均为环形结构，由上、下两个半圈组件通过螺栓连接而成。该汽轮机汽封机构在蒸汽室、喷嘴组或隔板1的内周面上开设有周向T型槽2，周向T型槽2可以开设一个或沿轴向开设多个。周向T型槽2包括一纵向卡槽21，纵向卡槽21的上端设有分别向两侧延伸的第一横向卡槽22、第二横向卡槽23。周向T型槽2的纵向卡槽21内嵌有汽封片3、锁紧片4和填片5，填片5位于汽封片3和锁紧片4之间。汽封片3上端设有第一横向弯头31，第一横向弯头31卡在周向T型槽2的第一横向卡槽22内。锁紧片4的上端设有第二横向弯头41，第二横向弯头41卡在周向T型槽2的第二横向卡槽23内，锁紧片4的下端形成一弯边42，弯边42压在填片5的下表面上。上述汽封片3、锁紧片4、填片5均为半圈形零件。

该汽轮机汽封结构在汽封片与锁紧片之间设置填片，通过填片可将汽封片在轴向方向涨紧卡死在周向T型槽内，同时锁紧片下端形成的弯边压在填片的下表面上，可使填片的径向方向被压紧，这样就可使汽封片被紧紧的固定在周向T型槽内，可有效防止汽封片产生移动。保证汽封片的装配质量，有效提高汽轮机工作的稳定性和可靠性。

上述汽轮机汽封结构装配时采用如下步骤：

1)在需要安装汽封的汽轮机喷嘴组、蒸汽室或隔板1的上、下半圈组件的内周面上加工周向T型槽2，周向T型槽2可根据需要加工一条或多条，周向T型槽2包括一纵向卡槽21，纵向卡槽21的上端设有分别向两侧延伸的第一横向卡槽22、第二横向卡槽22。

2)加工半圆形的汽封片3、锁紧片4和填片5，汽封片3、锁紧片4和填片5应与相应的上、下半圈组件上周向T型槽的形状相适应，汽封片3的上端设置第一横向弯头31，锁紧片4的上端设置第二横向弯41。汽封片3、锁紧片4和填片5的数量应与上、下半圈组件的个数相对应，每个上半圈组件或下半圈组件的周向T型槽内应包括一组汽封片3、锁紧片4和填片5。

3)如图3所示，将汽封片3、锁紧片4和填片5装入上、下半圈组件的周向T型槽内，在装入时，可首先将汽封片3上的第一横向弯头31插入第一横向槽22，使汽封片3从中分面滑入上半圈组件或下半圈组件周向T型槽2的纵向卡槽21内，将锁紧片4上的第二横向弯头41插入第二横向槽23，使锁紧片3从中分面滑入上半圈组件或下半圈组件周向T型槽2的纵向卡槽21内，最后填片5插在汽封片3与锁紧片4之间。汽封片3、锁紧片4滑进周向T型槽2时应尽量靠紧T型槽的侧壁。在组装时，汽封片3的长度应留有加工余量，以便于根据汽封片与转子的间隙大小对汽封片长度进行精确加工。

4)汽封片3、锁紧片4、填片5全部装入周向T型槽2内后，使用冲铆工具6对填片5进行冲铆(如图4所示)，通过冲铆工具6反复多次冲铆，使填片5横向涨开，进而使汽封片3、锁紧片4、填片5三个组合件在周向T型槽内的轴向紧密涨紧，这样就可将汽封片3与锁紧片4卡紧在周向T型槽2内。

5)接着再如图5所示，使用弯边工具7对锁紧片4的下端进行弯边处理，使锁紧片4下端形成的弯边42，并使弯边42压紧在填片5的下表面上。通过弯边42压紧填片5的下表面，可使汽封片3、锁紧片4、填片5三个组合件在周向T型槽2内的径向紧密涨紧。

6)弯边完成后，可将汽封片3、锁紧片4、填片5中高出上半圈组件或下半圈组件中分面的部分修平，然后即可将安装有汽封片3、锁紧片4、填片5的上半圈组件、下半圈组件拼合组装。通过上、下半圈组件的拼合组装，可使汽封片3、锁紧片4、填片5三个组件在周向进行固定。上、下半圈组件拼装完成后，应具体将根据转子装配间隙要求对汽封片的长度进行精确加工。

如图6所示，步骤4)中使用的冲铆工具6的头部端面中央开设有一凹槽61，该凹槽61由上部直槽、中部锥形槽及下部直槽构成，上部直槽的宽度与汽封片的内侧段的宽度适配，下部直槽的宽度与汽封片的外侧段的宽度适配，并使中部锥形槽的高度大于汽封片的中间锥形段的长度，这样可防止操作时碰坏汽封片；上部直槽的左侧端面62的高度大于右侧端面63的高度，这样冲铆时可使填片能够充分到T形槽的底部，从而使填片产生足够大的轴向涨紧力，将汽封片3与锁紧片4卡紧在周向T型槽2内。

如图4所示，该冲铆工具6在使用时，将汽封片3插在凹槽61内，并使左侧端面62对准填片5，然后上下震动冲铆工具6就可将填片5压紧在汽封片3和锁紧片4之间。为了方便冲铆工具6上下震动，可在冲铆工具上安装冷泵枪。

如图7、8所示，步骤5)中使用的弯边工具7包括一圆柱形的手柄71，手柄71的前端形成一弯边部72和一定位部73，弯边部72与定位部73之间形成一汽封片容纳槽74，弯边部72的上端面呈圆弧状，定位部73的上端面为平面，弯边部72的顶端与定位部73的上端面平齐。弯边部72的上端面上还设有一圆弧形凹槽75。

如图5所示，该弯边工具在使用时，只需将汽封片3插在汽封片容纳槽74内，汽封片容纳槽74的尺寸应大于汽封片3的尺寸，这就可防止在弯边过程中汽封片3被碰坏，然后使弯边部72的圆弧形凹槽75顶住锁紧片的外侧边缘，并持续的上下震动手柄71就可将锁紧片4的下端向内弯曲形成弯边，继续上下震动就可使弯边压紧在填片5的下表面上。为了避免在上下震动过程中，定位部73与旁边的喷嘴接触，可在定位部73的外侧面设有一弧形缺口76，这样也可增加定位部73的强度。为了方便手拿及增强冲铆力度，可将手柄71的中间颈部加工的细一些。

采用该弯边工具对锁紧片进行弯边时，只需将汽封片插在汽封片容纳槽内，并使弯边部的圆弧形凹槽顶住锁紧片的外侧边缘，然后持续的上下震动手柄就可将锁紧片的下端向内弯曲形成弯边，并压紧在填片的下表面上。该弯边工具结构简单，使用方便，安全可靠，可非常精确地实现汽轮机汽封弯边装配，达到汽轮机汽封弯边安装要求。

采用该装配方法可使汽封片在轴向、径向及周向三个方向牢固的将汽封片进行固定，该组装工艺步骤简单、易于实现，工艺合理、可靠、安全，可有效保证汽轮机汽封片固定的牢度，可更有效地保证产品设计要求和加工质量要求，成功地解决了汽封片安装定位的工艺制造精度，有效提高了汽轮机汽封片的装配效率。综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种汽轮机汽封装配方法，其特征在于，其包括如下步骤：

1)在汽轮机喷嘴组、蒸汽室或隔板的上、下半圈组件的内圆周面上加工周向T型槽，所述周向T型槽包括一纵向卡槽，所述纵向卡槽的上端设有分别向两侧延伸的第一横向卡槽、第二横向卡槽；

2)加工半圆形的汽封片、锁紧片和填片，在所述汽封片的上端设置第一横向弯头，在所述锁紧片的上端设置第二横向弯头，所述汽封片、锁紧片和填片的数量与上、下半圈组件的个数相对应；

3)将汽封片上的第一横向弯头插入第一横向卡槽，使汽封片滑入上半圈组件或下半圈组件周向T型槽的纵向卡槽内，将锁紧片上的第二横向弯头插入第二横向卡槽，使锁紧片滑入上半圈组件或下半圈组件周向T型槽的纵向卡槽内，将填片插在汽封片与锁紧片之间；

4)使用冲铆工具对填片进行冲铆，所述冲铆工具的头部端面中央开设有一凹槽，该凹槽由上部直槽、中部锥形槽及下部直槽构成，上部直槽的宽度与汽封片的内侧段的宽度适配，下部直槽的宽度与汽封片的外侧段的宽度适配，中部锥形槽的高度大于汽封片的中间锥形段的长度，上部直槽的左侧端面的高度大于右侧端面的高度，所述冲铆工具使填片横向涨开，将汽封片与锁紧片卡紧在周向T型槽内；

5)使用弯边工具对锁紧片的下端进行弯边，使锁紧片下端形成的弯边压紧在填片的下表面上；

6)将上半圈组件、下半圈组件拼合组装。

2.根据权利要求1所述的汽轮机汽封装配方法，其特征在于：在步骤1)中，所述汽轮机喷嘴组、蒸汽室或隔板的上、下半圈组件的内圆周面上加工有一条或多条周向T型槽。

3.根据权利要求1所述的汽轮机汽封装配方法，其特征在于：在步骤3)中，汽封片长度留有加工余量，以便于根据汽封片与转子的间隙大小对汽封片长度进行精确加工。

4.根据权利要求1所述的汽轮机汽封装配方法，其特征在于：在步骤6)中，上半圈组件与下半圈组件进行拼合组装时应对上半圈组件和下半圈组件的中分面进行修平。