CN107559199A - 一种适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，包括密封体、第一软密封齿、第二软密封齿、轴套、若干弹簧以及若干密封齿，密封体由上部结构及下部结构组成，其中，上部结构的底部设有卡槽，下部结构的上端卡接于所述卡槽内，弹簧的一端与卡槽的底部相连接，弹簧的另一端与下部结构的上端相连接，密封齿的上端、第一软密封齿的上端及第二软密封齿的上端均固定于下部结构的下端面上，密封齿位于第一软密封齿与第二软密封齿之间，轴套位于密封齿、第一软密封齿及第二软密封齿的下方，该结构能够有效的解决密封齿在机组运行过程中被转子磨损而使气封间隙变大的问题，密封效果较好。

Description

一种适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构

技术领域

本发明涉及一种接触式密封结构，具体涉及一种适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构。

背景技术

以超临界二氧化碳(S-CO2)布雷顿循环为原理的热电转换是一种创新和革命性的发电技术。CO2的超临界状态容易实现，而以S-CO2为工质的压缩机、透平机等涡轮系统设备结构紧凑、体积小，可显著降低电厂的建造成本，实现模块化建造技术，且热电转换效率与传统燃气轮机相比提高至50％，设备造价与传统的蒸气循环相比却能降低20％，预计可实现电力系统20％～25％的成本下降，能够大幅度提高电力系统的经济性。其紧凑、体积小的特性也为动力应用提供了发展空间。

密封问题的设计研究在科学和技术领域都有非常重要的意义，对于压力等级较高的超临界透平机械的设计尤为重要，随着节能减排的要求，机组的经济性越来越受到用户的重视，减小机组轴端泄漏量是其中非常重要的内容，泄漏量小的新型密封的研发显得十分必要和迫切。

近年来，随着参数、单机功率的不断提高，几乎每年都有由于动、静部分发生严重摩擦而导致事故发生，给国家和企业带来重大的损失。

从保证机组经济性而言，要求漏气量越少越好，也即气封间隙越小越好；从保证机组运行安全而言，要求在各种状态下，气封不和转子发生摩擦，或发生摩擦但对转子磨损小。因此对新型气封要求泄漏量小、耐磨，而且对转子产生的附加作用力和损伤也要小。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，该结构能够有效的解决密封齿在机组运行过程中被转子磨损而使气封间隙变大的问题，密封效果较好。

为达到上述目的，本发明所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构包括密封体、第一软密封齿、第二软密封齿、轴套、若干弹簧以及若干密封齿，密封体由上部结构及下部结构组成，其中，上部结构的底部设有卡槽，下部结构的上端卡接于所述卡槽内，弹簧的一端与卡槽的底部相连接，弹簧的另一端与下部结构的上端相连接，密封齿的上端、第一软密封齿的上端及第二软密封齿的上端均固定于下部结构的下端面上，密封齿位于第一软密封齿与第二软密封齿之间，轴套位于密封齿、第一软密封齿及第二软密封齿的下方，且密封齿与轴套的间距大于第一软密封齿与轴套的间距、以及第二软密封齿与轴套的间距。

所述第一软密封齿的宽度小于第二软密封齿的宽度。

密封齿分为若干第一密封齿及若干第二密封齿，所有第一密封齿分为若干组第一密封齿，其中，一个第二密封齿与相邻两组第一密封齿相对应，第二密封齿位于对应相邻两组第一密封齿之间。

第二密封齿的长度大于第一密封齿的长度。

各第一密封齿的长度相同。

第一软密封齿及第二软密封齿均由环氧树脂及棉纱制作而成。

第一软密封齿的上端及第二软密封齿的上端均镶嵌于下部结构的下端面上。

第一密封齿及第二密封齿均锥形结构或流线型结构。

一组第一密封齿中第一密封齿的数目为1-10个；

第一软密封齿的数目及第二软密封齿的数目均为1-10片。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构在具体操作时，下部结构卡接于卡槽内，且弹簧的一端与上部结构的上端相连接，弹簧的另一端与卡槽的底部相连接，通过弹簧的伸缩来改变第一软密封齿及第二软密封齿与轴套之间的间隙，由于密封齿与轴套的间距大于第一软密封齿与轴套的间距、以及第二软密封齿与轴套的间距，压缩机启停过程中，第一软密封齿及第二软密封齿最先与转子产生碰摩，从而推动下部结构向上运动，从而避免密封齿与转子之间产生摩擦，从而有效解决密封齿在机组运行过程中被转子磨损而使气封间隙变大的问题，提高压缩机的密封效果。

进一步，第二密封齿位于相邻两组第一密封齿之间，从而实现长短密封齿交错分布，降低压缩机中二氧化碳的泄露量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为密封体、2为第二密封齿、3为第一密封齿、4为第二软密封齿、5为轴套、6为弹簧、7为第一软密封齿。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构包括密封体1、第一软密封齿7、第二软密封齿4、轴套5、若干弹簧6以及若干密封齿，密封体1由上部结构及下部结构组成，其中，上部结构的底部设有卡槽，下部结构的上端卡接于所述卡槽内，弹簧6的一端与卡槽的底部相连接，弹簧6的另一端与下部结构的上端相连接，密封齿的上端、第一软密封齿7的上端及第二软密封齿4的上端均固定于下部结构的下端面上，密封齿位于第一软密封齿7与第二软密封齿4之间，轴套5位于密封齿、第一软密封齿7及第二软密封齿4的下方，且密封齿与轴套5的间距大于第一软密封齿7与轴套5的间距、以及第二软密封齿4与轴套5的间距；所述第一软密封齿7的宽度小于第二软密封齿4的宽度，第一软密封齿7及第二软密封齿4均由环氧树脂及棉纱制作而成。

密封齿分为若干第一密封齿3及若干第二密封齿2，所有第一密封齿3分为若干组第一密封齿3，其中，一个第二密封齿2与相邻两组第一密封齿3相对应，第二密封齿2位于对应相邻两组第一密封齿3之间；第二密封齿2的长度大于第一密封齿3的长度；各第一密封齿3的长度相同；第一软密封齿7的上端及第二软密封齿4的上端均镶嵌于下部结构的下端面上；第一密封齿3及第二密封齿2均锥形结构或流线型结构；一组第一密封齿3中第一密封齿3的数目为1-10个；第一软密封齿7的数目及第二软密封齿4的数目均为1-10片。

在压缩机启停的过程中，第一软密封齿7及第二软密封齿4最先与转子产生碰摩，从而推动下部结构向上退让，避免第一密封齿3及第二密封齿2与转子产生摩擦，在压缩机正常运行时，第二密封齿2及第一密封齿3的间隙可以根据设计要求进行确定，从而保证密封效果。且第一软密封齿7与第二软密封齿4的宽度不同，并第一软密封齿7与第二软密封齿4通过耐磨材料制备而成，即使与转子发生碰磨，其磨损量也非常小，运行时间隙远小于长短密封齿的间隙，整个气封的泄漏量比传统设计的气封泄漏量小，这样就可解决压缩机各处高压气体泄露的问题。

Claims (9)

1.一种适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，包括密封体(1)、第一软密封齿(7)、第二软密封齿(4)、轴套(5)、若干弹簧(6)以及若干密封齿，密封体(1)由上部结构及下部结构组成，其中，上部结构的底部设有卡槽，下部结构的上端卡接于所述卡槽内，弹簧(6)的一端与卡槽的底部相连接，弹簧(6)的另一端与下部结构的上端相连接，密封齿的上端、第一软密封齿(7)的上端及第二软密封齿(4)的上端均固定于下部结构的下端面上，密封齿位于第一软密封齿(7)与第二软密封齿(4)之间，轴套(5)位于密封齿、第一软密封齿(7)及第二软密封齿(4)的下方，且密封齿与轴套(5)的间距大于第一软密封齿(7)与轴套(5)的间距、以及第二软密封齿(4)与轴套(5)的间距。

2.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，所述第一软密封齿(7)的宽度小于第二软密封齿(4)的宽度。

3.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，密封齿分为若干第一密封齿(3)及若干第二密封齿(2)，所有第一密封齿(3)分为若干组第一密封齿(3)，其中，一个第二密封齿(2)与相邻两组第一密封齿(3)相对应，第二密封齿(2)位于对应相邻两组第一密封齿(3)之间。

4.根据权利要求3所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，第二密封齿(2)的长度大于第一密封齿(3)的长度。

5.根据权利要求3所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，各第一密封齿(3)的长度相同。

6.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，第一软密封齿(7)及第二软密封齿(4)均由环氧树脂及棉纱制作而成。

7.根据权利要求1所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，第一软密封齿(7)的上端及第二软密封齿(4)的上端均镶嵌于下部结构的下端面上。

8.根据权利要求3所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，第一密封齿(3)及第二密封齿(2)均为锥形结构或流线型结构。

9.根据权利要求3所述的适用于超临界二氧化碳压缩机组的接触式密封结构，其特征在于，

一组第一密封齿(3)中第一密封齿(3)的数目为1-10个；

一组第二密封齿(2)中第二密封齿(2)的数目为1-10个；

第一软密封齿(7)的数目及第二软密封齿(4)的数目均为1-10片。