CN104847570A - 水轮机多级封水装置 - Google Patents

Abstract

一种水轮机多级封水装置，包括转轮及与其连接的主轴，该主轴上设有密封装置，该密封装置包括固定于水轮机顶盖上的密封座、安装在密封座内密封主轴的编织填料，所述密封座与转轮上冠之间依次设置有第一、第二道密封装置，该第一、第二道密封装置置于密封装置的前方。本发明通过多级密封结构的设置，使得主轴密封性能改善，排除泥沙能力增强，有效地减少了对主轴及密封部件的磨损。且经多个电站实践证明效果确切使用户获得最大发电效益。

Description

水轮机多级封水装置

技术领域

本发明涉及水电站卧式水轮机主轴的工作密封装置。

背景技术

卧式水轮机相对立式水轮机工作水头较高、转速较大、转轮直径相对比较小，致使卧式水轮机密封磨损更快，与密封接触的主轴磨损也严重，对卧式水轮机主轴与转子轴一体的结构修理也带来了很大的不便，这对卧式水轮机主轴密封装置提出了更高的要求。

卧式水轮机因水头高转轮止漏环运行中会产生较大漏水，漏水会沿着主轴与固定部件间的间隙进入厂房，严重时造成水淹厂房的事故；漏水还顺轴进入轴承而影响轴承的正常运行，使水轮机无法正常运行。为此在水轮机主轴上设置密封装置以解决此问题。该密封装置放置于转轮与径向推力轴承中间，且密封装置的各部件均为易磨损件，需要经常更换。众多电站尤其多泥沙电站，一般一年至少更换几次，特别是洪水期更换越加的频繁，有时甚至几周就更换一次，更换时要停机一段时间其过程费工费时而且因更换期间不能发电造成损失。

我们在甘肃舟曲立节等多个水电站现场试验，发现卧式水轮机转轮上冠与密封座间的腔体的漏水水压达到额定水头的30%左右，因卧式水轮机额定水头较高，此压力对主轴密封压力很大，造成主轴密封磨损严重封水不理想。此压力还增加了转轮水推力进而加大了推力瓦的负荷，对机组的稳定运行造成很大的隐患。

发明内容

本发明提供一种水轮机多级封水装置，以解决卧式水轮机密封漏水严重、密封磨损严重、主轴磨损修理不便的问题。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：

    一种水轮机多级封水装置，包括转轮及与其连接的主轴，该主轴上设有密封装置，该密封装置包括固定于水轮机顶盖上的密封座、安装在密封座内密封主轴的编织填料，所述密封座与转轮上冠之间依次设置有第一、第二道密封装置，该第一、第二道密封装置置于密封装置的前方。

    所述第一道密封装置为梳齿式密封，第二道密封装置为迷宫槽密封。

    所述密封装置中的编织填料内设有密封套，该密封套和外接的进水管贯通。

所述密封座与转轮上冠之间的腔体处设置有泄压管。

本发明通过多级密封结构的设置，使得主轴密封性能改善，排除泥沙能力增强，有效地减少了对主轴及密封部件的磨损。且经多个电站实践证明效果确切使用户获得最大发电效益。

本发明所有密封部件均为分瓣结构，易于检修和安装。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种水轮机多级封水装置，主要包括密封座1、密封套2、密封装置3、压环4、螺柱5、挡环6、封水盒7、主轴8、排水管9、进水管10、泄压管11、第一、第二道密封装置14、16等。密封座1用螺栓把合在水轮机顶盖15上，密封座1与顶盖15之间安装有密封圈防止漏水。封水盒7用螺栓把合在密封座1上，中间装了一层耐油橡胶板，防止漏水。挡环6把合在主轴8上，以便引导水从排水管9中排除。

为了更好的泄压和排沙，减小对主轴密封的压力，本发明在转轮上冠与密封座之间设置了第一道密封装置14，其结构为梳齿式密封，梳齿除有扩大缩小外，还有多次拐弯摩阻来增大阻力而卸压，以迫使泥沙和水从排水管排除，减轻对主轴密封的压力。同时在密封座1设置了第二道密封装置16，其结构为迷宫槽式密封，漏水经过迷宫槽时，形成了多次扩大与缩小的局部流体阻力，阻力的增大使漏水减压，从而减少了漏水量。上述的第一、第二道密封装置14、16置于原有的密封装置3的前方。少量的漏水再经过密封装置3中的聚四氟乙烯编织填料时，漏水就基本封住了。最后部分剩余漏水经封水盒的排水管排出。整套主轴密封就达到了比较好的密封效果。

为防止开机时主轴8和密封装置3内聚四氟乙烯编织填料之间的干摩擦，在密封装置3中的聚四氟乙烯编织填料内设有密封套2，该密封套2和外接的进水管10贯通并通过进水管10引入清洁的润滑水润滑降温。压环4由螺柱5来调整，通过调整压环4可控制聚四氟乙烯编织填料的压紧程度进而控制漏水量的大小。聚四氟乙烯编织填料与主轴8贴紧接触，构成了水轮机的主轴密封装置。

为了减轻主轴密封的压力和排出泥沙，在密封座3与转轮上冠13之间的腔体处设置有若干泄压管11。泄压管11汇总后通过管路排水到尾水，特别是多泥沙水电站泄压管即可排泥沙还可以泄压，既缓解了主轴密封的磨损，而且减小了转轮的水推力进而降低了推力瓦的负荷，对机组稳定运行提高了保障。

本发明的工作过程：渗漏水12经由转轮上冠13和顶盖15组成的间隙式密封消耗能量，再经转轮上冠13和密封座1上的第一道密封14及梳齿式结构的阻挡，大部分漏水和泥沙经泄压管11排至尾水。剩余的漏水经密封座1上的第二道密封16即迷宫槽进一步泄压后，剩余的漏水由主轴8和聚四氟乙烯编织填料的接触被阻断，以达到密封效果。少量的漏水最后经排水管10排至电站集水井。

Claims (4)

1.一种水轮机多级封水装置，包括转轮及与其连接的主轴，该主轴上设有密封装置，该密封装置包括固定于水轮机顶盖上的密封座、安装在密封座内密封主轴的编织填料，其特征在于：所述密封座（1）与转轮上冠之间依次设置有第一、第二道密封装置（14、16），该第一、第二道密封装置（14、16）置于密封装置（3）的前方。

2.根据权利要求1所述的一种水轮机多级封水装置，其特征在于：所述第一道密封装置（14）为梳齿式密封，第二道密封装置（16）为迷宫槽密封。

3.根据权利要求1所述的一种水轮机多级封水装置，其特征在于：所述密封装置（3）中的编织填料内设有密封套（2），该密封套（2）和外接的进水管（10）贯通。

4.根据权利要求1所述的一种水轮机多级封水装置，其特征在于：所述密封座（3）与转轮上冠（13）之间的腔体处设置有泄压管（11）。