CN105604617A - 自密封汽封径向支承结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自密封汽封径向支承结构，所述汽封包括汽封体及汽封圈，所述汽封圈包括多段汽封弧段；该径向支承结构包括：设置于所述汽封体的、用于支承所述汽封弧段的挂耳的支承面；设置于所述汽封弧段的挂耳的、与所述支承面相向的关闭限位面；以及设置于所述支承面与所述关闭限位面之间、对相应所述汽封弧段施加沿所述汽封圈径向向外的作用力的弹性件。它不产生附加力矩，使汽封圈汽封弧段开、关动作灵活自如。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机汽封技术，具体涉及自密封汽封径向支承结构。
背景技术
汽轮机是高速旋转的机械，汽轮机转动件和静止件之间有一定的轴向和径向间隙。为了减小动、静件之间的间隙漏汽，动、静件之间设置有汽封结构，在保证不发生动、静件相互摩擦的前提下，汽封间隙要尽可能小，以减少漏汽，提高机组热效率。
自密封汽封是汽封结构的一种型式。自密封汽封的间隙随汽轮机运行负荷自动调整，在汽轮机启、停过临界转速时，汽封离开汽轮机轴，汽封间隙最大，避免汽封与转子碰磨，当汽轮机运行超过临界转速或带一定负荷时汽封闭合，汽封间隙维持最小值，以保证机组效率。
现有自密封汽封依靠弹簧力开启，蒸汽力关闭，自由状态下，在弹簧力作用下，汽封弧段处于张开状态，远离转子，机组启动时，随着蒸汽流量增加，当蒸汽压力克服弹簧力、摩擦力时，汽封弧段逐渐关闭。停机时，随着蒸汽流量减小，在弹簧力作用下，推动汽封弧段远离转子，使汽封与转子之间的径向间隙达到最大值。
现有自密封汽封利用安装在汽封圈的相邻汽封弧段的端面之间的螺旋弹簧使汽封作径向移动离开汽轮机轴。工作时，因这种自密封汽封的支承结构缘故，弹簧力作用方向与径向存在一定的夹角，汽封开、关动作的灵活性受到一定影响。其具体结构参见图1、2，其中，11为汽封圈，12为汽封弧段，13为螺旋弹簧，14为转子。
为此，期望寻求一种技术方案，以至少减轻上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种能够使汽封开、关动作灵活的自密封汽封径向支承结构。
为解决上述技术问题，采用下述技术方案。
一种自密封汽封径向支承结构，所述汽封包括汽封体及汽封圈，所述汽封圈包括多段汽封弧段；该径向支承结构包括：
设置于所述汽封体的、用于支承所述汽封弧段的挂耳的支承面；
设置于所述汽封弧段的挂耳的、与所述支承面相向的关闭限位面；以及
设置于所述支承面与所述关闭限位面之间、对相应所述汽封弧段施加沿所述汽封圈径向向外的作用力的弹性件。
所述弹性件施加于所述汽封弧段的在径向方向的作用力，大于10%额定负荷蒸汽产生的径向的关闭力且小于20%额定负荷蒸汽产生的径向的关闭力。
所述弹性件沿所述汽封圈径向移动的范围为1-3mm。
每段所述汽封弧段的挂耳相对两侧均分别设置所述弹性件。
每段所述汽封弧段的挂耳相对两侧均分别设置两个所述弹性件。
所述弹性件为螺旋弹簧圈、碟形弹簧圈或弹簧片。
本发明具有下述有益技术效果。
本发明取消了汽封圈汽封弧段端面之间的螺旋弹簧，在汽封体的用于支承汽封弧段的挂耳的支承面与汽封弧段的挂耳的、与该支承面相向的关闭限位面之间设置弹性件，并使弹性件被预压缩对相应汽封弧段施加沿汽封圈径向向外的作用力。当汽轮机在自由状态和空负荷工况时，汽封弧段在弹性件的作用力下远离汽轮机转子，汽封圈与转子之间保持最大径向间隙。随着负荷的增加，汽封圈背部的蒸汽压力逐渐增大并克服弹性件张力和摩擦力时，使汽封弧段被压逐渐沿径向向轴合拢，汽封圈与转子之间保持最小径向间隙。由此可见，本发明的弹性件的弹性作用力方向和汽封弧段移动方向一致或相反，不产生附加力矩，使汽封圈汽封弧段开、关动作灵活自如。
附图说明
图1为现有的自密封汽封弧段端面螺旋弹簧支承结构示意图。
图2为图1A-A旋转视图。
图3为本发明的自密封汽封径向支承结构的一种实施例的结构示意图。
图4为图3B-B旋转视图（处于关闭状态）。
图5为图3B-B旋转视图（处于张开状态）。
图6为本发明的汽封圈汽封弧段的一种实施例的结构示意图。
图7为本发明的汽封体的一种实施例的结构示意图。
图8为蒸汽作用力图。
具体实施方式
为能详细说明本发明的技术特征及功效，并可依照本说明书的内容来实现，下面结合附图对本发明的实施方式进一步说明。
图3、4示例性示出了本发明的众多实施例中一种自密封汽封径向支承结构的实施例。该自密封汽封径向支承结构中的汽封包括汽封体22及汽封圈，汽封圈包括6段汽封弧段21。一并参见图5至图7，该径向支承结构包括支承面2211、关闭限位面2111及弹性件23。
支承面2211设置于汽封体22，用于支承汽封弧段21的挂耳。
关闭限位面2111设置于汽封弧段21的挂耳211并与支承面2211相向。
一并参见图8，弹性件23安装在支承面2211与关闭限位面2111之间，弹性件23对相应汽封弧段21施加沿汽封圈径向向外的作用力，弹性件23施加于汽封弧段21的作用力与汽封圈径向移动方向一致，汽封圈背部蒸汽压力小于该作用力和摩擦力时，汽封圈远离汽轮机轴24，汽封圈与转子保持最大径向间隙。随着负荷的增加，汽封圈背部的蒸汽压力逐渐增大并克服弹性件23张力（即前述的作用力）和摩擦力时，使汽封弧段21被压逐渐沿径向向轴24合拢，汽封圈与转子之间保持最小径向间隙。
本实施例中，弹性件23采用弹簧片。
本实施例中，弹性件23预先安装于支承面2211。通过关闭限位面2111的压缩，弹性件23被压缩有一定预变形。
在一些实施例中，弹性件23施加于相应汽封弧段21的作用力均处于大于10%额定负荷蒸汽产生的关闭力，且小于20%额定负荷蒸汽产生的关闭力。汽封圈在小于等于10%额定负荷下处于张开状态，大于等于20%额定负荷时，汽封弧段21逐渐合拢最终使汽封圈关闭。
在一些实施例中，弹性件23在汽封圈完全关闭时为最大变形量，最大变形量为汽封圈预变形量加上汽封圈径向移动距离，径向移动范围为1-3mm。
汽封圈张开限位面是汽封圈外圆与汽封体内圆接触时，见图4，汽封圈的关闭限位面2111是挂耳211紧贴汽封体支承面2211，该支承面2211为台阶面，见图5、7。弹性件23安装于该台阶面。
在一些实施例中，上述结构中每段汽封弧段21挂耳211相对两侧各安装2个弹性件23，每段汽封弧段21有自重差异，汽封弧段21自重较小，可忽略不计。
弹性件23的刚度、作用力大小通过调整弹性件结构尺寸来实现。
汽封弧段21颈部与汽封槽221间的间隙为0.6-0.7mm，进汽侧开有引汽槽引入蒸汽进入汽封弧段21背面。
可以理解的是，在支承面2211与关闭限位面2111之间不限于安装弹簧片这种弹性件23，还可以采用除此之外的其他合适的弹性件，例诸如螺旋弹簧圈、碟形弹簧圈等。
应该指出，上述汽封弧段21的数量不是特定值，根据实际需要还可以是其他数量。弹性件23的数量不是特定值，根据实际需要还可以是其他数量。
需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再进行描述。
上面参照实施例对本发明进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自密封汽封径向支承结构，所述汽封包括汽封体及汽封圈，所述汽封圈包括多段汽封弧段；其特征在于，该径向支承结构包括：
设置于所述汽封体的、用于支承所述汽封弧段的挂耳的支承面；
设置于所述汽封弧段的挂耳的、与所述支承面相向的关闭限位面；以及
设置于所述支承面与所述关闭限位面之间、对相应所述汽封弧段施加沿所述汽封圈径向向外的作用力的弹性件。
2.根据权利要求1所述的自密封汽封径向支承结构，其特征在于，所述弹性件施加于所述汽封弧段的在径向方向的作用力，大于10%额定负荷蒸汽产生的径向的关闭力且小于20%额定负荷蒸汽产生的径向的关闭力。
3.根据权利要求1所述的自密封汽封径向支承结构，其特征在于，所述弹性件沿所述汽封圈径向移动的范围为1-3mm。
4.根据权利要求1所述的自密封汽封径向支承结构，其特征在于，每段所述汽封弧段的挂耳相对两侧均分别设置所述弹性件。
5.根据权利要求4所述的自密封汽封径向支承结构，其特征在于，每段所述汽封弧段的挂耳相对两侧均分别设置两个所述弹性件。
6.根据权利要求1至5任一项所述的自密封汽封径向支承结构，其特征在于，所述弹性件为螺旋弹簧圈、碟形弹簧圈或弹簧片。
Priority Applications (1)
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Citations (3)
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| DE19808740A1 (de) * | 1998-03-02 | 1999-09-09 | Asea Brown Boveri | Vorrichtung zur Sicherstellung eines minimalen radialen Schaufelspieles in thermischen Turbomaschinen |
| CN2821163Y (zh) * | 2005-05-24 | 2006-09-27 | 北京蓝爱迪电力技术有限公司 | 自调式蜂窝汽封 |
| JP2014009681A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Hitachi Ltd | 回転機械のシール構造及び回転機械 |
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Patent Citations (3)
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