CN111005772A - 一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封，包括汽封体、刷环和转子，汽封体内环上设有悬浮齿、汽封低齿、汽封高齿和刷环凹槽，刷环镶嵌在刷环凹槽内。本发明通过改善汽封结构，充分发挥悬浮齿汽封和刷式汽封的优势组成复合密封装置，使得密封效果更好，使用寿命长，实现在保证机组安全运行的前提下最大限度减小汽封间隙，降低蒸汽泄漏，提高机组效率的目的，解决了汽轮机动静间隙过大，运行中间隙不能有效补偿，动静干涉时硬齿不能随动退让的问题。

Description

一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封
技术领域
本发明涉及汽轮机组汽封技术领域，尤其涉及一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封。
背景技术
在汽轮机组使用中，轴端汽封漏汽一直以来都是工程技术人员重点研究对象，为了减少汽轮机轴端密封部位的漏汽损失，改善机组的运行状态，提高机组经济性与安全可靠性，在汽轮机的轴端均会设置汽封装置。
传统的汽封密封型式主要有梳齿迷宫式汽封、蜂窝式汽封以及刷式柔齿汽封等。梳齿迷宫式汽封的基本密封原理为多级节流膨胀，进而消耗汽流能量产生阻尼效果，从而减少蒸汽轴向泄漏量，但由于汽封齿间为环形腔室，使得汽流产生环向流动，在一定程度上会降低密封效果，特别是在高温高压的蒸汽工作环境下泄漏量相对较大。蜂窝式汽封则是在汽封体内安装有特殊设备成型的正六面体网格蜂窝带，蒸汽在封穴内环向流动受阻从而起到密封作用，能有效减小转子自激振动发生概率，但由于结构所限加工相对困难，安装时不便测量间隙，且发生动静干涉后易脱落伤轴、使用寿命短。刷式柔齿密封属于接触式密封，是利用刷丝间空隙的不均匀结构所产生的横向流破坏同向流，从而产生自密封效应，但由于刷丝为圆柱形多丝排列，在遇到高速高压的蒸汽流冲刷时容易卷曲、倒伏及断裂。
众所周知，无论什么形式的汽封最终都是要通过理想的间隙来实现密封，可长期以来，受运行安全的束缚，间隙又不能做的很小，究其根本原因就是常规汽封的间隙运行中不能实现间隙补偿。所以大修调整好的汽封间隙，随运行时间逐步变大，汽封的密封能力下降。同样，硬齿汽封受安全的考虑，间隙又不能做的太小，甚至影响机组起机或造成机组振动。
发明内容
基于背景技术中存在的汽轮机动静间隙过大、运行中间隙不能有效补偿、动静干涉时硬齿不能随动退让的技术问题，本发明提出了一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封，实现在保证机组安全运行的前提下最大限度减小汽封间隙，降低蒸汽泄漏，提高机组效率的目的。
本发明提出的一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封，包括汽封体和刷环和转子，汽封体内环上设有悬浮齿、汽封低齿、汽封高齿和刷环凹槽，刷环镶嵌在刷环凹槽内。
优选的，悬浮齿包括多片相叠在一起的金属连接片，金属连接片一边设有由多个沿其长度方向间隔的L型弹性金属齿片形成的齿形边，任意相邻两个L型弹性金属齿片之间形成齿口。
优选的，齿口的宽度小于L型弹性金属齿片的宽度。
优选的，L型弹性金属齿片采用耐高温弹性材料制成，L型弹性金属齿片的厚度为0.2-1mm，L型弹性金属齿片的宽度为4-9mm。
优选的，L型弹性金属齿片的厚度为0.2-0.5mm，L型弹性金属齿片的宽度为5-8mm。
优选的，汽封体内环上设有燕尾槽，燕尾槽内固定有骨架，骨架中部开设有插槽，插槽外侧边设有凹口，悬浮齿的金属连接片通过涨紧塞条安装在插槽内。
优选的，悬浮齿的齿形边紧贴汽封高齿设置并且齿形边顶端伸出汽封高齿齿尖，汽封高齿齿尖在0.5mm处进行热处理退火工艺。
优选的，刷环包括第一挡板、第二挡板和刷丝，刷丝固定在第一挡板与第二挡板之间并且刷丝在第一挡板与第二挡板之间按设定角度紧密排列成环形体。
优选的，第一挡板、第二挡板的厚度为0.75-0.85mm，第一挡板、第二挡板的高度为7.5-9.5mm。
优选的，刷丝采用镍基合金丝，刷丝直径为0.06-0.18mm，刷丝按排列角度为25-55度排列成厚度为0.5-6mm的环形体；优选的，刷丝直径为0.12-0.16mm，刷丝按排列角度为30-40度排列成厚度为1-5mm的环形体。
本发明提出的一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封，通过改善汽封结构，充分发挥悬浮齿汽封和刷式汽封的优势组成复合密封装置，使得密封效果更好，使用寿命长，实现在保证机组安全运行的前提下最大限度减小汽封间隙，降低蒸汽泄漏，提高机组效率的目的，解决了汽轮机动静间隙过大，运行中间隙不能有效补偿，动静干涉时硬齿不能随动退让的问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封的结构示意图；
图2为本发明提出的一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封中金属连接片的结构示意图；
图3为本发明提出的一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封中悬浮齿安装结构示意图；
图4为本发明提出的一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封中刷环的结构示意图。
具体实施方式
参照图1-图4，本发明提出一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封，包括汽封体1和刷环2，其中：
汽封体1内环上设有悬浮齿4、汽封低齿5、汽封高齿6和刷环凹槽11，刷环2镶嵌在刷环凹槽11内。
本发明通过改善汽封结构，充分发挥悬浮齿汽封和刷式汽封的优势组成复合密封装置，使得密封效果更好，使用寿命长，实现在保证机组安全运行的前提下最大限度减小汽封间隙，降低蒸汽泄漏，提高机组效率的目的，解决了汽轮机动静间隙过大，运行中间隙不能有效补偿，动静干涉时硬齿不能随动退让的问题。
参照图1-3，汽封体1内环上设有燕尾槽12，燕尾槽12内固定有骨架7，骨架7中部开设有插槽71，插槽71外侧边设有凹口72。悬浮齿4包括多片相叠在一起的金属连接片41，悬浮齿4的金属连接片41通过涨紧塞条8安装在插槽71内，金属连接片41一边设有由多个沿其长度方向间隔的L型弹性金属齿片42形成的齿形边，齿形边在顶端受力后可上下往复弹性跳动，L型弹性金属齿片42采用耐高温弹性材料(工作温度可达700度)制成，L型弹性金属齿片42的厚度为0.2-1mm，L型弹性金属齿片的宽度为4-9mm。作为优选方案，L型弹性金属齿片42的厚度为0.2-0.5mm，L型弹性金属齿片42的宽度为5-8mm。
参照图2，任意相邻两个L型弹性金属齿片42之间形成齿口43，齿口43的宽度小于L型弹性金属齿片42的宽度。
本实施例中，悬浮齿4的齿形边紧贴汽封高齿6设置并且齿形边顶端伸出汽封高齿6齿尖，汽封高齿6齿尖在0.5mm处进行热处理退火工艺，汽封高齿6齿尖硬度小于转子3表面硬度，短时间即可动静磨合出理想间隙。
参照图1、图4，本实施例中，刷环2包括第一挡板21、第二挡板22和刷丝23，刷丝23固定在第一挡板21与第二挡板22之间并且刷丝23在第一挡板21与第二挡板22之间按设定角度紧密排列成环形体。
本实施例中，第一挡板21、第二挡板22的厚度为0.75-0.85mm，第一挡板21、第二挡板22的高度为7.5-9.5mm。这样可以承受较大的压力，对刷丝23起到保护作用。
本实施例中，刷丝23采用镍基合金丝，刷丝23直径为0.06-0.18mm，刷丝23按排列角度为25-55度排列成厚度为0.5-6mm的环形体。作为优选方案，刷丝23直径为0.12-0.16mm，刷丝23按排列角度为30-40度排列成厚度为1-5mm的环形体。工作时，当汽封与转子2相摩擦时，刷丝23可以弹性退让，不易被磨掉，保证了机组在小间隙甚至零间隙下的安全运行，即便机组过临界转速和变工况时，金属丝会跟随轴有效退让，不被磨损，待机组稳定之后，可恢复良好的密封性能。刷丝23沿转子3旋转方向有一定的倾斜角，以减少刷丝23的磨损，使刷丝23更容易适应转子3的制造误差和热变形等，并在转子3瞬间大幅径向位移后迅速弹回，保持密封间隙不变。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽轮机组随动悬浮齿刷式汽封，其特征在于，包括汽封体(1)和刷环(2)，汽封体(1)内环上设有悬浮齿(4)、汽封低齿(5)、汽封高齿(6)和刷环凹槽(11)，刷环(2)镶嵌在刷环凹槽(11)内。
2.根据权利要求1所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，悬浮齿(4)包括多片相叠在一起的金属连接片(41)，金属连接片(41)一边设有由多个沿其长度方向间隔的L型弹性金属齿片(42)形成的齿形边，任意相邻两个L型弹性金属齿片(42)之间形成齿口(43)。
3.根据权利要求2所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，齿口(43)的宽度小于L型弹性金属齿片(42)的宽度。
4.根据权利要求2所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，L型弹性金属齿片(42)采用耐高温弹性材料制成，L型弹性金属齿片(42)的厚度为0.2-1mm，L型弹性金属齿的宽度为4-9mm。
5.根据权利要求4所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，L型弹性金属齿片(42)的厚度为0.2-0.5mm，L型弹性金属齿片(42)的宽度为5-8mm。
6.根据权利要求2-5中任一项所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，汽封体(1)内环上设有燕尾槽(12)，燕尾槽(12)内固定有骨架(7)，骨架(7)中部开设有插槽(71)，插槽(71)外侧边设有凹口(72)，悬浮齿(4)的金属连接片(41)通过涨紧塞条(8)安装在插槽(71)内。
7.根据权利要求2-5中任一项所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，悬浮齿(4)的齿形边紧贴汽封高齿(6)设置并且齿形边顶端伸出汽封高齿(6)齿尖，汽封高齿(6)齿尖在0.5mm处进行热处理退火工艺。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，刷环(2)包括第一挡板(21)、第二挡板(22)和刷丝(23)，刷丝(23)固定在第一挡板(21)与第二挡板(22)之间并且刷丝(23)在第一挡板(21)与第二挡板(22)之间按设定角度紧密排列成环形体。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，第一挡板(21)、第二挡板(22)的厚度为0.75-0.85mm，第一挡板(21)、第二挡板(22)的高度为7.5-9.5mm。
10.根据权利要求9所述的汽轮机组随动悬浮齿(4)刷式汽封，其特征在于，刷丝(23)采用镍基合金丝，刷丝(23)直径为0.06-0.18mm，刷丝(23)按排列角度为25-55度排列成厚度为0.5-6mm的环形体；优选的，刷丝(23)直径为0.12-0.16mm，刷丝(23)按排列角度为30-40度排列成厚度为1-5mm的环形体。
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