CN108266235A - 汽轮机轴端汽封体结构 - Google Patents

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CN108266235A CN201810023053.3A CN201810023053A CN108266235A CN 108266235 A CN108266235 A CN 108266235A CN 201810023053 A CN201810023053 A CN 201810023053A CN 108266235 A CN108266235 A CN 108266235A
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王振锋
孙奇
黄果
赵卫军
徐晓康
孙伟
曾娅
朱博
米斌
李锐
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DEC Dongfang Turbine Co Ltd
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种汽轮机轴端汽封体结构，包括汽封体，以及安装于汽缸与汽封体之间的密封圈和安装于汽封体与转子之间的汽封圈，其特点是密封圈径向根部和径向顶部分别具有T型凸起，密封圈径向顶部T型凸起安装于汽缸环形凹槽内，汽封体上的环形凹槽为倒T型槽，密封圈径向根部T型凸起安装于汽封体倒T型槽内，密封圈的线膨胀系数大于汽缸和汽封体的线膨胀系数。由于密封圈具有独特结构和安置方式，以及密封圈材质的特性，可有效减少抽送汽腔室间的漏汽量，提高机组的经济性和稳定性。

Description

汽轮机轴端汽封体结构
技术领域
本发明涉及蒸汽动力机械密封装置，具体涉及汽轮机轴端汽封体结构。
背景技术
汽轮机组高、中压通流端部由于蒸汽与大气有压差，而同时动、静部件间有运行间隙，若高压部分蒸汽外漏混入润滑油中将造成油中带水，高温蒸汽也将加热轴承箱影响机组标高，同时蒸汽外漏也将带来很大的安全隐患。为此，汽轮机均设有轴端汽封体，传统的轴端汽封体在抽汽腔室间采用分隔环与汽缸间隙配合，密封性不好，汽缸两腔室间容易漏汽，导致汽轮机工质损失、热量损失，降低机组经济性和运行的稳定性。
发明内容
为解决现有轴端汽封体密封装置存在的问题，本发明提供了一种新型轴端汽封体结构，其具体技术方案如下：
汽轮机轴端汽封体结构，包括汽封体，以及安装于汽缸与汽封体之间的密封圈和安装于汽封体与转子之间的汽封圈，所述汽缸与所述汽封体在径向具有安装所述密封圈的环形凹槽，所述密封圈由径向相对的两个半环体组成，所述密封圈径向根部和径向顶部分别具有T型凸起，所述密封圈径向顶部T型凸起安装于汽缸环形凹槽内，所述汽封体上的环形凹槽为倒T型槽，所述密封圈径向根部T型凸起安装于汽封体倒T型槽内，所述密封圈的线膨胀系数大于汽缸和汽封体的线膨胀系数。
所述密封圈为线膨胀系数大于汽缸和汽封体的钢材。
所述密封圈径向相对的两个半环体分别在周向等分为至少2个弧段，所述各弧段间的周向间隙大小按汽轮机运行时各弧段间周向间隙趋于极小的设计值确定。
所述密封圈径向顶部T型凸起与汽缸环形凹槽间设置有轴向间隙，所述密封圈径向根部T型凸起与汽封体倒T型槽间设置有径向间隙，所述轴向间隙和径向间隙大小按汽轮机运行时轴向间隙和径向间隙趋于极小的设计值确定。
本发明的有益技术效果是：（1）由于密封圈径向根部具有T型凸起并安装在汽封体顶部的径向倒T型槽内，密封圈在工作时有很好稳定性，不会产生滑落现象，密封效果更好；（2）密封圈采用线膨胀系数大于汽缸和汽封体的材质，使汽轮机运行升温时，密封圈膨胀速度和膨胀量均大于汽缸和汽封体，从而可实现紧密配合，达到良好的密封效果；（3）密封圈径向中部较密封圈径向两端轴向厚度小，因此，径向中部刚度比密封圈径向两端小，可在异常工况下吸收一定的变形量。
附图说明
图1为本轴端汽封体结构示意图
图2为本密封圈结构及安装示意图
图中标号表示：1—汽缸，2—汽封体，3—转子，4—密封圈，5—汽封圈，6—T型凸起 。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明提供的轴端汽封体结构包括：包括汽封体2，以及安装于汽缸1与汽封体2之间的密封圈4和安装于汽封体2与转子3之间的汽封圈5，汽缸1与汽封体2在径向具有安装密封圈4的环形凹槽，密封圈4由径向相对的两个半环体组成，所述密封圈4径向根部和径向顶部分别具有T型凸起6，其中，密封圈4径向顶部T型凸起6安装于汽缸1环形凹槽内，在汽封体2上的环形凹槽为倒T型槽，密封圈4径向根部T型凸起6安装于汽封体2倒T型槽内。为了得到更好的密封效果，密封圈4采用线膨胀系数大于汽缸1和汽封体2线膨胀系数的材料。
优选的：
密封圈4选用线膨胀系数大于汽缸1和汽封体2的钢材。
为了方便安装或拆解，密封圈4径向相对的两个半环体可分别在周向均等分为至少2个弧段（图略）。其弧段数量及各弧段间的周向间隙应当考虑密封圈4的制造及安装工艺性，同时满足机组运行升温后各弧段间的周向间隙大小趋于极小的设计值。
图2为密封圈4的结构及其与汽缸1及汽封体2的装配示意图。密封密封圈4径向根部和径向顶部分别具有T型凸起6，密封圈4径向两端T型凸起6分别与汽缸1环形凹槽和汽封体2倒T型槽配合，汽缸1环形凹槽为直槽。
如图2所示，密封圈4的工作原理是：
密封圈4与汽缸1之间的密封：密封圈4径向顶部T型凸起6与汽缸1环形凹槽的密封位置在轴向。安装时为冷态，密封圈4径向顶部T型凸起6的顶端开有倒角，密封圈4在上述倒角的引导下可方便安装。汽缸1环形凹槽与密封圈4径向顶部T型凸起6间的轴向间隙为“L1-L2”，由于密封圈4选用线膨胀系数大于汽缸1的钢材，随着汽轮机运行时温度升高，密封圈4径向顶部T型凸起6的膨胀量大于汽缸1的膨胀量，汽缸1环形凹槽与密封圈4径向顶部T型凸起6间的轴向间隙“L1-L2”趋于极小的设计值，实现密封圈4与汽缸1的轴向密封。
密封圈4与汽封体2之间的密封：如图2所示，密封圈4径向根部T型凸起6与汽封体2倒T型槽的密封位置在径向，安装时为冷态，密封圈4径向根部T型凸起6松装于汽封体2倒T型槽内，其轴向间隙较大。汽封体2倒T型槽与密封圈4径向根部T型凸起6间设置有径向间隙“L3-L4”，由于密封圈4选用线膨胀系数大于汽封体2的钢材，随着汽轮机运行时温度升高，密封圈4径向根部T型凸起6的膨胀量大于汽封体2的膨胀量，汽封体2倒T型槽与密封圈4径向根部T型凸起6间的径向间隙大小“L3-L4”趋于极小的设计值，实现密封圈4与汽封体2的径向密封。
由于密封圈4径向中部轴向厚度小于密封圈4径向两端轴向厚度，因此，其径向中部刚度比密封圈4径向两端小，可在异常工况下吸收一定的变形量，提高汽封体2工作的稳定性。

Claims (4)

1.一种汽轮机轴端汽封体结构，包括汽封体（2），以及安装于汽缸（1）与汽封体（2）之间的密封圈（4）和安装于汽封体（2）与转子（3）之间的汽封圈（5），所述汽缸（1）与所述汽封体（2）在径向具有安装所述密封圈（4）的环形凹槽，所述密封圈（4）由径向相对的两个半环体组成，其特征在于，所述密封圈（4）径向根部和径向顶部分别具有T型凸起（6），所述密封圈（4）径向顶部T型凸起（6）安装于汽缸（1）环形凹槽内，所述汽封体（2）上的环形凹槽为倒T型槽，所述密封圈（4）径向根部T型凸起（6）安装于汽封体（2）倒T型槽内，所述密封圈（4）的线膨胀系数大于汽缸（1）和汽封体（2）的线膨胀系数。
2.如权利要求1所述的汽轮机轴端汽封体结构，其特征在于，所述密封圈（4）为线膨胀系数大于汽缸（1）和汽封体（2）的钢材。
3.如权利要求1或2所述的汽轮机轴端汽封体结构，其特征在于，所述密封圈（4）径向相对的两个半环体分别在周向等分为至少2个弧段，所述各弧段间的周向间隙大小按汽轮机运行时各弧段间周向间隙趋于极小的设计值确定。
4.如权利要求1所述的汽轮机轴端汽封体结构，其特征在于，所述密封圈（4）径向顶部T型凸起（6）与汽缸（1）环形凹槽间设置有轴向间隙，所述密封圈（4）径向根部T型凸起（6）与汽封体（2）倒T型槽间设置有径向间隙，所述轴向间隙和径向间隙大小按汽轮机运行时轴向间隙和径向间隙趋于极小的设计值确定。
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