CN112460630A - 一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件 - Google Patents

一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件 Download PDF

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孙鹏
冉军辉
林枫
齐秀龙
王威
张晨曦
任艳平
张国强
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00012—Details of sealing devices

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Abstract

本发明的目的在于提供一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件，包括上凹槽卡座、下凹槽卡座和密封卡环，燃烧室压缩空气进口处扩压段与支板之间间隙的上下端面分别固定上凹槽卡座和下凹槽卡座，密封卡环的两端分别安装在上凹槽卡座和下凹槽卡座里；所述密封卡环的两端为开口的圆环，圆环的直径大于凹槽卡座内尺寸，密封卡环安装入上凹槽卡座和下凹槽卡座时，圆环向内收缩变形，通过密封卡环的钢结构变形回弹实现平面间密封。本发明密封组件可整环安装，无需采用紧固件紧固，在保证安装便利的同时，避免了因燃气轮机长期运行，紧固件断裂损伤设备的风险；密封组件不受平面位置限制，凹槽卡座可错位、两平面间可成夹角，可使用范围极为宽广。

Description

一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件
技术领域
本发明涉及的是一种密封结构，具体地说是燃气轮机的密封结构。
背景技术
密封结构是指由至少一对垂直于轴线断面在流体压力和补偿机构弹力(或磁力)的作用下，以及辅助密封的配合下保持贴合，防止流体泄露的装置。其作为关键部件在各领域应用极为广泛，且使用条件也存在多样性。
在燃气轮机设计过程中，存在大量密封组件，主要包括金属缠绕密封垫、石墨密封垫、球面密封、卡套钢膨胀密封等。金属缠绕密封垫一般采用压紧密封，且需要使用紧固件；石墨密封垫易损坏；球面密封、卡套钢膨胀密封一般用于管路安装。当燃气轮机内部高温区间隙组件有密封要求时，现有技术均难满足使用需求。
发明内容
本发明的目的在于提供可耐高温、耐腐蚀、易安装、无紧固件、寿命长的一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件。
本发明的目的是这样实现的：
本发明一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件，其特征是：包括上凹槽卡座、下凹槽卡座和密封卡环，燃烧室压缩空气进口处扩压段与支板之间间隙的上下端面分别固定上凹槽卡座和下凹槽卡座，密封卡环的两端分别安装在上凹槽卡座和下凹槽卡座里；所述密封卡环的两端为开口的圆环，圆环的直径大于凹槽卡座内尺寸，密封卡环安装入上凹槽卡座和下凹槽卡座时，圆环向内收缩变形，通过密封卡环的钢结构变形回弹实现平面间密封。
本发明还可以包括：
1、上凹槽卡座与下凹槽卡座的位置为正对时，密封卡环中间部分的剖面为直线型。
2、上凹槽卡座与下凹槽卡座的位置为呈夹角时，密封卡环中间部分的剖面为折角型。
3、上凹槽卡座与下凹槽卡座的位置为错开时，密封卡环中间部分的剖面为折线型。
4、凹槽卡座和密封卡环接触面采用抛光处理；在上凹槽卡座和下凹槽卡座的凹槽顶端开有倒角，使得不需使用紧固件保证密封卡环整体安装。
本发明的优势在于：
1、密封组件通过选择不同材料，可满足其不同安装区域的耐温性及耐腐蚀性；
2、密封组件可整环安装，无需采用紧固件紧固，在保证安装便利的同时，避免了因燃气轮机长期运行，紧固件断裂损伤设备的风险；
3、密封组件不受平面位置限制，凹槽卡座可错位、两平面间可成夹角，可使用范围极为宽广。
附图说明
图1a为本发明的安装示意图，图1b为安装示意图的局部放大图；
图2a为本发明的密封组件示意图，图2b为密封卡环示意图；
图3a为带夹角平面密封示意图，图3b为错位平面密封示意图；
图4a为安装过程示意图a，图4b为安装过程示意图b，图4c为安装过程示意图c，图4d为安装过程示意图d。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1a-图4d，图1中燃烧室压缩空气进口处扩压段与支板之间存在间隙，传统密封一般采用压紧密封垫片进行密封，并使用紧固螺栓固定。由于现结构受空间限制，且流经气流为高温高压空气，传统结构难以满足。为保证来自压气机的压缩空气完全进入燃烧室，在支板与扩压段间发明了卡环式密封组件，且选用高温合金材料，在保证该处密封的前提下，具备了耐高温、耐腐蚀、易安装、无紧固件、寿命长等优点。
参照图2，本发明主要包括两个凹槽卡座和一个密封卡环。卡环采用板材整体制作，其两端有两个开口圆环，圆环安装于平面间上下两个凹槽卡座内，卡环两端的圆环直径约大于凹槽卡座内尺寸。
参照图1和图2，当卡环安装入凹槽卡座内时，卡环两端的圆环向内收缩变形，利用钢结构变形回弹力实现平面间密封，凹槽卡座和密封卡环接触面采用高精度抛光，保证相互之间紧密贴合。
参照图3，密封组件不受两平面间距离与角度限制，卡环长度和型线可依据实际需求设计；同时，密封组件可通过选用适当材料(不锈钢、高温合金等)满足该处耐温、耐腐蚀等要求。
参照图4，在安装卡环的凹槽顶端开有倒角，保证卡环整体安装，图4为卡环安装过程示意图。
本发明的工作原理：圆环安装于平面间上下两个凹槽卡座内，卡环两端的圆环直径约大于凹槽卡座内尺寸。当卡环安装入凹槽卡座内时，卡环两端的圆环向内收缩变形，利用钢结构变形回弹力实现平面间密封。
本发明应用领域十分广泛，在军事、能源、电力、交通、环保等方面，有间隙的两部件组装时，凡需密封的部位均可使用，且不受部件静止或转动影响。

Claims (5)

1.一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件，其特征是：包括上凹槽卡座、下凹槽卡座和密封卡环，燃烧室压缩空气进口处扩压段与支板之间间隙的上下端面分别固定上凹槽卡座和下凹槽卡座，密封卡环的两端分别安装在上凹槽卡座和下凹槽卡座里；所述密封卡环的两端为开口的圆环，圆环的直径大于凹槽卡座内尺寸，密封卡环安装入上凹槽卡座和下凹槽卡座时，圆环向内收缩变形，通过密封卡环的钢结构变形回弹实现平面间密封。
2.根据权利要求1所述的一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件，其特征是：上凹槽卡座与下凹槽卡座的位置为正对时，密封卡环中间部分的剖面为直线型。
3.根据权利要求1所述的一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件，其特征是：上凹槽卡座与下凹槽卡座的位置为呈夹角时，密封卡环中间部分的剖面为折角型。
4.根据权利要求1所述的一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件，其特征是：上凹槽卡座与下凹槽卡座的位置为错开时，密封卡环中间部分的剖面为折线型。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种燃气轮机高温区间隙平面间密封组件，其特征是：凹槽卡座和密封卡环接触面采用抛光处理；在上凹槽卡座和下凹槽卡座的凹槽顶端开有倒角，使得不需使用紧固件保证密封卡环整体安装。
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