CN1035401C - 用于密封汽轮机的间隙的、在温度变化时可移动的装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于密封特别是汽轮机的外壳体(1)与内部装置之间的间隙(4)的装置，带有一个作为密封构件的类似管状的中间环(3)，其第一端(31)沿高度可移动地夹持着，其第二端(33)侧向可移动地夹持着。中间环设计成使其内部的压力(P1)与间隙内的压力(P2)之间总是存在正压力差并使其产生的力总是将中间环压向支撑面(37)，并可避免使用内部构件因而避免了在中间环内产生紊流，从而通过作用在密封支撑面(37)上的确定的力防止中间环产生振动。

Description

用于密封汽轮机的间隙的、在温度变化时可移动的装置
本发明涉及一种用于密封特别是汽轮机中的在外壳体与内部装置之间的间隙的在温度变化时可移动的装置。汽轮机一般具有由于各种机械的与热力学的原因而被外壳体包围住的内壳体或内部装置。外壳体和内部装置的各不相同的热膨胀在运行中产生相对移动及距离变化。由于蒸汽的输入管道与排出管道必须穿过外壳体与内部装置之间的间隙，为了避免蒸汽进入间隙，就需要有一种作为蒸汽管道的组成部份的装置来进行密封，这种装置尽管存在相对移动和距离变化，但在所有运行状态下均能保持同样的密封，必要时也只容许少量蒸汽进入间隙内。
对此问题已公开过各种不同的解决方案，特别是采用活塞环、活节套筒或中间环。
本发明特别针对公知的中间环装置进行改进。这样的带有中间环的装置例如可见于DE4006327C2、DE-OS1576986、DE-PS903933与DE-PS974992。
类似管状的中间环装置的典型结构是，中间环在其上端可沿高度移动地在外壳体内被密封地导引，而在其下端则可沿侧向移动地被夹持在内壳体或其它内部装置上。中间环的在上端的沿高度可移动的夹持通过配合弹簧的方式以其上环形缘啮合在外壳体的环形槽内来实现，而其在内壳体上的侧向可移动的夹持则是通过一个借助于螺纹环固定在中间环上的内凸缘来实现。为了保证侧向可移动，螺纹环不可以以过大的力将中间环的凸缘压到内部装置上。在中间环内部设置构件会造成不利的压力损失并且此外还会引起紊流，这种紊流在不利的条件下会导致中间环发生振动。
本发明的目的在于提供一种带有将蒸汽管道之类相对于间隙密封住的中间环的装置，该装置应可补偿相对移动以及间隙尺寸的变化，并应可避免在中间环内设置内部构件，此外，还应在所有运行状态下可靠地排除中间环的振动。
为实现此目的，提供了一种用于对在外壳体与内部装置、特别是内壳体之间的间隙进行密封的装置，这种装置带有一个类似管状的中间环作为密封构件，中间环在其第一端上沿高度可移动地夹持住，而在其第二端上则在侧向上可移动地夹持住，中间环是一个截面大致呈L形的管状件，中间环具有
a)一个在其第一端的、以配合弹簧的方式啮合在外壳体的环形槽内的环形缘；
b)一个在其第二端的、具有至少一个密封支撑面的、向外伸的环座，该环座可侧向移动地放置在内壳体的一个盆形槽内；和
c)一个以一个角度从其第一端向其第二端成锥状伸展的内环形侧壁。
本发明从这样的认识出发，在中间环内部的压力本身可以利用来防止中间环的振动，使得本装置通过中间环内部的压力与在间隙内的压力之间的压力差而自身保持稳定，不受侧向可移动的夹持结构所影响。这样也就可以避免采用固定中间环所需的螺纹环。
为了保证在环座下面的可能到达那里的蒸汽或其它流体不致形成可能抵消上述效果的反压，有利的做法是，在环座下面在支撑面的旁边设一个通过至少一个卸载孔跟间隙连通的底部间隙。这样，在环座下面在支撑面旁边总是存在一个比中间环的内部的压力低的压力，使得有一个通过中间环内部与间隙之间的压力差形成的准确限定的力施加到支撑面上。可能穿入密封支撑面下面的蒸汽或其它流体被导入间隙内，从而不致形成反压。
一般而言，在环座本身上设置一个或多个卸载孔或槽是有利的。原则上卸载孔也可以以通道的形式设置在内壳体或压板上。
为了整个装置的装配和稳固，环座在外侧用一个压板夹持在内壳体上是有利的，环座最好由压板带着一定的预应力压在内壳体上。这样，即便在压力差较小时仍可确保密封性能。跟设置在中间环内部的螺纹环不同之处在于，压板是一个例如可以借助于螺钉固定在内壳体上并且从上面压在环座上的简单构件。也可以用一个单一的压板将多个设置在一起的中间环固定住，这特别在装配中呈现显著的优点。
可以根据中间环的尺寸在环座的下部外侧按需要设置一个辅助支撑面，这就可以避免中间环在固定时在其内产生过大的弯曲力。
中间环最好是一个穿过间隙进入内部装置的蒸汽管道的组成部分，特别是在蒸汽管道是用来将高压蒸汽输送到内装在内部装置内的汽轮机中去的情况下更应如此。
本发明的优点特别在于，中间环的内部的压力与间隙内的压力之间的一个正压力差总是产生一个将中间环压向支撑面的力。这样，在中间环的内部作用到环形侧壁上的压力将密封支撑面压向内壳体的盆形槽的底部，使得在中间环上部区域的微小的紊流力不再能够引起振动。
本发明的实施例在附图中示出。在附图中，
图1是通过本发明的装置的纵向剖视图；
图2是图1的局部视图，其中在环座上带有附加的辅助支撑面。
在图1中，示出了一个汽轮机的在外壳体1与内壳体2之间的蒸汽管道的实施结构。蒸汽D的流动方向用箭头示出。外壳体在通道区域中具有一个跟蒸汽管道同心设置的环形槽11，在此槽中，中间环3的第一端31上的环形缘以槽与弹簧的方式沿高度可移动地与该环形槽密封啮合。环形槽11的深度要足以补偿两个壳体之间的间隙4的宽的所有变化。中间环3具有一个大致呈L形的横截面形状，但是向下缩小使之形成一个锥形的环形侧壁32，这侧壁32跟蒸汽流动方向形成一个例如10°至30°的锐角α。中间环3的第二端33上的一个向外伸的凸缘状环座以其支撑面37贴靠在内壳体2中的一个盆形槽6的底面上。盆形槽的宽度设置成使其能够容许中间环3为了补偿外壳体1相对于内壳体2的相对移动而作的侧向移动。在环座33的下面在支撑面37的旁边有一个通过至少一个卸载孔34跟间隙4连接的底部间隙5。这样，底部间隙5内的压务P2就跟间隙4内的压力相同。如果在蒸汽管道内的和中间环3内的压力P1大于间隙4内的压力P2，由于锥形的环形侧壁32的缘故，压力P1总是以一个确定的力将中间环3的支撑面37压向内壳体2，而实际上在所有的运行状态下均是如此情况。由于存在着这一确定的力以及通过中间环3的内部的一种十分畅顺的抑制紊流发生的结构，就可以可靠地避免中间环3由于紊流产生的振动。为了夹持住中间环3，采用了一个用拧入螺纹8内的紧固螺钉7固定住的压板9。该压板9以一个预应力压在环座上缘36上，从而保证即使在蒸汽压力P1较低时也有一个最低限度的压紧力。为了避免中间环3内产生弯曲力矩，可以在环座33上设置一个辅动支撑面35，如图2所示。采用一种压板9可以在必要时将多个中间环3一起固定住。
本发明借助于中间环可以实现耐久的、可补偿相对移动的密封；由于避免了在中间环内设置内部结构件，因而减少了压力损失以及简化了装配。

Claims (8)

1.一种用于密封汽轮机的、在外壳体(1)与内部装置、特别是内壳体(2)之间的间隙的装置，该装置带有一个作为密封构件的类似管状的中间环(3)，该中间环在其第一端(31)上沿高度可移地夹持着，而在其第二端(33)上可侧向移动地夹持着，其特征在于，中间环(3)是一个管件，它带有
a)一个在其第一端(31)上的、以配合弹簧的方式啮合在外壳体(1)的环形槽(11)内的环形缘；
b)一个在其第二端(33)上的、具有至少一个密封支撑面(37)的、向外伸的环座，该环座可侧向移动地放置在内部装置的一个盆形槽(6)内；和
c)一个以一个角度(α)从其第一端向其第二端成锥状伸展的内环形侧壁(32)。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，在环座(33)下面、在支撑面(37)外侧旁边设有一个通过至少一个卸载孔(34)跟间隙(4)连通的底部间隙(5)。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于，所述卸载孔(34)是在环座(33)上的一个通孔或槽。
4.按权利要求3所述的装置，其特征在于，环座(33)在外侧被一个压板(9)夹持在内部装置上。
5.按权利要求4所述的装置，其特征在于，环座(33)由压板(9)带着预应力压在内部装置上。
6.按权利要求4所述的装置，其特征在于，环座(33)在其外侧具有一个辅助支撑面(35)。
7.按权利要求4所述的装置，其特征在于，压板(9)通过螺钉(7)固定在内部装置上。
8.按前述权利要求中的任一项所述的装置，其特征在于，中间环(3)是穿过间隙(4)进入内部装置的蒸汽管道的一个组成部分。
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