CN115642738A - 一种发电机氢气密封结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机氢气密封结构，包括端盖、过渡环以及密封座，端盖与过渡环的垂直把合面、过渡环与密封座的垂直把合面上均设有橡胶板，过渡环和密封座的水平把合面上设有连通的水平面油沟，还包括三道垂直面圆周油沟：设于端盖与过渡环的垂直把合面，位于过渡环上并与过渡环上的水平面油沟连通；设于过渡环与密封座的垂直把合面，位于过渡环上并与过渡环上的水平面油沟连通；设于过渡环与密封座的垂直把合面，位于密封座上并与密封座上的水平面油沟连通。本发明的密封结构从设计源头上实现全路径密封，阻断了氢气泄漏的所有路径，消除了漏氢风险，提高了发电机密封的可靠性。

Description

一种发电机氢气密封结构

技术领域

本发明是一种发电机氢气密封结构，具体涉及氢冷发电机中为保证氢气泄漏更量的密封结构，属于汽轮发电机气体密封技术领域。

背景技术

氢冷发电机需要建立专用的供气系统，以给发电机充以氢气和空气，并将这两种气体进行置换，在发电机的运行过程中，机壳内的氢气可能通过发电机的端盖、过渡环、密封座把合面泄漏至空气中，而造成安全隐患。

现有的氢冷发电机采用油密封系统对把合面进行密封，如图1所示，氢冷发电机的端盖与过渡环的把合面（垂直把合面）以及过渡环与密封座的把合面（垂直把合面），均通过橡胶板密封，过渡环及密封座的水平把合面通过密封油进行密封，端盖的水平把合面通过密封条密封。发电机的氢气泄漏主要从连接件间的水平把合面与垂直把合面两条路径，但现有技术仍存在技术局限性，主要有两个漏氢风险：

（1）钢件变形或橡胶件老化导致的漏气风险：

发电机的端盖与过渡环、过渡环与密封座之间通过橡胶板装配在一起，利用橡胶板的弹性、安装时带一定压缩量而进行气体密封，但发电机组经长时间运行后存在橡胶板老化、端盖及过渡环及密封座变形而导致水平面密封或垂直面密封失效而漏气。

（2）安装不确定性导致的漏气风险：端盖水平面密封条是在上、下半端盖与过渡环把合后通过挤压才实现与橡胶板无缝对接的，对密封条的安装要求很高。但实际在安装过程中，密封条存在跑位、端面凸出量不够或过大、端面平整度超差等问题，造成密封条压缩量不够或压缩量不均匀产生间隙，从而造成两两部件接触处的密封路径不连续性，氢气就有可能通过该间隙往低压区的空气侧泄漏，存在氢气密封效果不理想的问题。

公开号为CN106787374A的发明专利公开了一种汽轮发电机全路径密封结构及装配方法，该专利主要解决的是汽轮发电机工作时在水平合缝面处的密封可靠性，当过渡环、端盖、密封座在装配到位后，第一密封条分别与第一支油道、密封板形成密封结构，第二密封条分别与第二支油道、密封板形成密封结构，从而使得汽轮发电机在水平合缝面处形成全路径封闭的密封结构，能够充分保证汽轮发电机内侧的氢气与汽轮发电机外侧的空气之间的阻隔，但该专利仍然未解决垂直面密封失效而导致的泄漏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发电机氢气密封结构，该密封结构采用水平面油沟和垂直面圆周油沟的配合用于发电机的端盖与过渡环、过渡环与密封座之间在水平面和垂直面上的全面密封，可有效解决发电机长时间运行后因橡胶板老化或结构变形而导致的水平面密封失效或垂直面密封失效漏气的问题。

本发明通过下述技术方案实现：一种发电机氢气密封结构，包括端盖、过渡环以及密封座，端盖与过渡环的垂直把合面、过渡环与密封座的垂直把合面上均设有橡胶板，过渡环和密封座的水平把合面上设有连通的水平面油沟，还包括垂直面圆周油沟，垂直面圆周油沟包括以下三种结构中的至少一种：

Ⅰ.设于端盖与过渡环的垂直把合面，位于过渡环上并与过渡环上的水平面油沟连通；

Ⅱ.设于过渡环与密封座的垂直把合面，位于过渡环上并与过渡环上的水平面油沟连通；

Ⅲ.设于过渡环与密封座的垂直把合面，位于密封座上并与密封座上的水平面油沟连通。

所述垂直面圆周油沟和垂直面圆周油沟内均注入密封油。

于所述过渡环与密封座垂直把合面上的橡胶板上设有供密封油注入的开孔。

于所述端盖上分别开设密封条沟槽和水平注胶槽，密封条沟槽位于端盖与过渡环的垂直把合面上，水平注胶槽位于端盖的水平把合面上，于水平注胶槽内注入密封胶，于密封条沟槽内嵌入密封条，密封胶与密封条无缝连接。

于所述端盖上分别开设圆周注胶槽和水平注胶槽，圆周注胶槽位于端盖与过渡环的垂直把合面上，水平注胶槽位于端盖的水平把合面上且与圆周注胶槽连通。

所述圆周注胶槽和水平注胶槽内均注入密封胶。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明在现有端盖与过渡环的垂直把合面，以及过渡环与密封座的垂直把合面上增设垂直面圆周油沟，通过垂直面圆周油沟与水平面油沟相贯通，从而实现端盖与过渡环、过渡环与密封座在水平面以及垂直面上的密封。

（2）本发明通过在端盖上设计贯通的圆周注胶槽和水平注胶槽，进一步实现端盖与过渡环在水平面以及垂直面上的密封。

综上所述，本发明提供了端盖与过渡环、过渡环与密封座在水平面以及垂直面上的全面密封，从设计源头上实现全路径密封，阻断了氢气泄漏的所有路径，消除了漏氢风险，提高了发电机密封的可靠性，可用于解决现有密封结构因橡胶板老化，端盖及过渡环及密封座变形，以及密封条密封路径不连续而造成的氢气密封效果不理想，出现氢气漏气的情况。

附图说明

图1为现有发电机氢气密封结构示意图。

图2为本发明的结构示意图（一）。

图3为图2所示A的结构示意图。

图4为本发明的结构示意图（二）。

其中，1—端盖，2—过渡环，3—密封座，4—橡胶板，5—水平面油沟，6—垂直面圆周油沟，7—密封油，8—密封条沟槽，9—水平注胶槽，10—密封胶，11—密封条，12—圆周注胶槽， 13—转轴，14—水平密封条。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例：

本实施例是一种发电机氢气密封结构，适用于氢冷发电机的端盖1、过渡环2以及密封座3之间把合面的有效密封，可减少漏氢风险，使汽轮发电机的氢气泄漏量更低，从而提高设备的安全性能，并降低安全隐患。

图1为现有汽轮发电机的端盖1、过渡环2以及密封座3把合面的密封结构，端盖1、过渡环2以及密封座3配合并套设于转轴13上，端盖1与过渡环2的垂直把合面、过渡环2与密封座3的垂直把合面均通过橡胶板4进行密封，过渡环2和密封座3的水平把合面通过水平面油沟5进行密封，但仍然存在两个漏氢风险，一，是钢件变形或橡胶件老化导致连接件在水平面密封或垂直面密封失效而出现的漏氢风险，二，是端盖1水平面密封条14安装出现间隙而导致的漏氢风险，漏氢路线参见图1虚线表示的箭头符号所示。

为解决这两个漏氢风险，实现汽轮发电机密封的可靠性，在一个具体的实施例中，针对漏氢风险一，在两部件接触处引入连续压力油实现全路径密封，即：在过渡环2与密封座3原设计基础上，增加3道垂直面圆周油沟6，参见图2、图3所示，3道垂直面圆周油沟6的结构及位置关系如下：

Ⅰ.设于端盖1与过渡环2的垂直把合面，位于过渡环2上并与过渡环2上的水平面油沟5连通；

Ⅱ.设于过渡环2与密封座3的垂直把合面，位于过渡环2上并与过渡环2上的水平面油沟5连通；

Ⅲ.设于过渡环2与密封座3的垂直把合面，位于密封座3上并与密封座3上的水平面油沟5连通。

发电机油密封系统运行时，密封油7通过橡胶板4上的开孔，充满过渡环2及密封座3上的水平面油沟5及垂直面圆周油沟6，通过密封油7使高压区的氢气与低压区的空气完全隔离，达到无缝连接，实现过渡环2、密封座3水平把合面与垂直把合面的全面密封。

针对漏氢风险二，如图2所示，分别在端盖1上开设密封条沟槽8和水平注胶槽9，密封条沟槽8位于端盖1与过渡环2的垂直把合面上，在密封条沟槽8内嵌入（压紧式）密封条11，水平注胶槽9位于端盖1的水平把合面上，且靠近端盖1的中心位置，在水平注胶槽9内注入密封胶10，密封胶10与密封条11无缝连接，从而实现端盖1水平把合面，以及端盖1与过渡环2垂直把合面的密封，且密封胶10具有流动性好的特点，在本实施例中用于替换现有上、下半端盖的水平面密封条14，可以解决水平面密封条14近过渡环2一端所在端面形状尺寸对密封效果的影响。

进一步的，为保证密封胶10注入时的排气，水平注胶槽9如图2所示设置两个，两个水平注胶槽9的交汇处设置一椭圆形的槽。注胶时，密封胶10注入由其中一个水平注胶槽9注入，到达椭圆形的槽后，继续注胶，密封胶10由另一水平注胶槽9返回，保证注胶过程的顺利进行，同时利于注胶时排气。

或者在另一个具体的实施例中，针对漏氢风险二采用另一种改进结构，如图4所示，分别在端盖1上开设圆周注胶槽12和水平注胶槽9，圆周注胶槽12位于端盖1与过渡环2的垂直把合面上，水平注胶槽9位于端盖1的水平把合面上且与圆周注胶槽12连通，通过在水平注胶槽9与圆周注胶槽12内注入密封胶10，从而实现端盖1水平把合面与垂直把合面的密封，即通过水平注胶槽9与圆周注胶槽12的配合来实现端盖1与过渡环2端面的整体密封。

进一步的，采用气体捡漏剂对图1、图2、图4所示结构进行氢气泄漏点检测，检测情况如下表1所示。

表1

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发电机氢气密封结构，包括端盖（1）、过渡环（2）以及密封座（3），端盖（1）与过渡环（2）的垂直把合面、过渡环（2）与密封座（3）的垂直把合面上均设有橡胶板（4），过渡环（2）和密封座（3）的水平把合面上设有连通的水平面油沟（5），其特征在于：还包括垂直面圆周油沟（6），垂直面圆周油沟（6）包括以下三种结构中的至少一种：

Ⅰ.设于端盖（1）与过渡环（2）的垂直把合面，位于过渡环（2）上并与过渡环（2）上的水平面油沟（5）连通；

Ⅱ.设于过渡环（2）与密封座（3）的垂直把合面，位于过渡环（2）上并与过渡环（2）上的水平面油沟（5）连通；

Ⅲ.设于过渡环（2）与密封座（3）的垂直把合面，位于密封座（3）上并与密封座（3）上的水平面油沟（5）连通。

2.根据权利要求1所述的一种发电机氢气密封结构，其特征在于：所述垂直面圆周油沟（6）和垂直面圆周油沟（6）内均注入密封油（7）。

3.根据权利要求2所述的一种发电机氢气密封结构，其特征在于：于所述过渡环（2）与密封座（3）垂直把合面上的橡胶板（4）上设有供密封油（7）注入的开孔。

4.根据权利要求1所述的一种发电机氢气密封结构，其特征在于：于所述端盖（1）上分别开设密封条沟槽（8）和水平注胶槽（9），密封条沟槽（8）位于端盖（1）与过渡环（2）的垂直把合面上，水平注胶槽（9）位于端盖（1）的水平把合面上，于水平注胶槽（9）内注入密封胶（10），于密封条沟槽（8）内嵌入密封条（11），密封胶（10）与密封条（11）无缝连接。

5.根据权利要求1所述的一种发电机氢气密封结构，其特征在于：于所述端盖（1）上分别开设圆周注胶槽（12）和水平注胶槽（9），圆周注胶槽（12）位于端盖（1）与过渡环（2）的垂直把合面上，水平注胶槽（9）位于端盖（1）的水平把合面上且与圆周注胶槽（12）连通。

6.根据权利要求4所述的一种发电机氢气密封结构，其特征在于：所述圆周注胶槽（12）和水平注胶槽（9）内均注入密封胶（10）。

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