CN201851172U - 一种布莱登汽封及汽轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种布莱登汽封及汽轮机，该布莱登汽封包括转子(301)、定子(302)、多个与定子连接的汽封弧段(303)以及连接各汽封弧段(303)并控制所述汽封弧段(303)上的直齿(304)远离转子的弹簧(305)，其特征在于，还包括：至少一个侧齿(306)，固定在所述直齿(304)上。本实用新型实施例中的布莱登汽封在汽封弧段(303)的直齿(304)上增加了侧齿(306)，由于侧齿(306)的存在，阻碍了汽封弧段(303)与转子(301)间的间隙中蒸汽的顺畅流动，进而减小汽封弧段(303)与转子(301)间的间隙中蒸汽的流速，减小漏汽量。

Description

一种布莱登汽封及汽轮机

技术领域

本实用新型涉及汽封领域，尤其涉及一种布莱登汽封及汽轮机。

背景技术

汽封是汽轮机关键零部件之一，其性能的优劣，不仅影响机组的经济性，而且影响机组可靠性，已越来越受到人们的关注。特别是近十年来，随着汽轮机的单机功率等参数的不断提高，以及机组频繁的调峰运行，几乎每年都有由于汽轮机的动、静部分发生严重摩擦而导致大轴弯曲的事故发生，给电厂带来重大的损失。

近年来，随着汽轮机设计制造技术的不断提高以及国外先进技术的引进，已出现了布莱登汽封、蜂窝汽封等新型的汽封结构型式，改善了汽封的性能，为机组的安全经济运行提供了新的保障。从保证机组经济性而言，要求漏汽量越少越好，也即汽封间隙越小越好；而从保证机组运行安全而言，要求在各种状态下，汽封不和转子发生摩擦，即动、静部分不发生摩擦。因此，在汽封设计时，应对安全和经济性要求综合加以考虑，以满足机组启动(冷、温及热态)、运行及停机(紧急、正常)等各种工况的要求。

布莱登汽封是美国布莱登工程公司专利产品，布莱登汽封弧段结构与传统汽封弧段基本相同，只是进汽面上铣出一道引汽槽，其固的是使汽封弧段背面压力(汽封体沟槽内部压力)等于进汽侧压力。而在必要汽封弧段的端面上钻孔装入螺旋圆柱弹簧，其上下汽封环中间各有两只螺旋圆柱弹簧，共四只。弹簧的推力使得汽封弧段在没有蒸汽压力时呈开启状，如图1所示，布莱登汽封的整体图中可以看出，自由状态下，在弹簧103弹簧力的作用下，汽封弧段102是处于张开状态而远离转子101的。

如图2所示，汽封弧段203上的直齿204与转子201之间存在缝隙，即为汽封弧段203与转子201之间的缝隙，汽封弧段203卡在定子202中，在汽轮机组启动时，随着蒸汽流量的增加，高压蒸汽进入汽封弧段203和定子202之间，作用在每圈汽封弧段203背部的蒸汽压力逐步增大，这一压力叫做关闭力，汽封弧段203与转子201之间也流入高压蒸汽，该高压蒸汽作用在汽封弧段203上的压力叫开启力，机组开机时，随着蒸汽流量的增加，关闭力足以克服弹簧应力、摩擦阻力以及开启力等力，汽封弧段203开始逐渐关闭，即向转子201靠拢，最终汽封弧块达到完全关闭状态，与转子保持最小间隙，因此，汽封漏汽量也最小，而在停机时，随着蒸汽流量的减小，关闭力和开启力减小，在弹簧205的弹簧应力的作用下，汽封弧段203远离转子201，汽封弧段203与转子201间隙达到最大值，所以在汽轮机组启动或停机这两个最易出现事故的时候，由于蒸汽流量小，布莱登汽封可以使得汽封弧段203与转子201之间的缝隙较大，避免与转子产生碰磨。

本实用新型发明人发现，在布莱登汽封中，虽然汽封工作间隙很小，使汽封漏汽量减少，但不能控制汽封弧段与转子间的间隙中蒸汽的流速，如果使这一部分蒸汽的流速得以控制减缓，将可以进一步减少汽封与转子间的蒸汽漏汽量，同时，由于弹簧老化、转子和汽封弧段表面被氧化形成的氧化皮导致的额外的摩擦力，都会使得汽封弧段关闭的阻力增大，当关闭力不够时，可能会使得在汽轮机工作时，汽封弧段与转子间的缝隙较大，造成漏汽量过大，所以，布莱登汽封原结构设计不够全面完善，存在性能隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种布莱登汽封及汽轮机，以减小汽封弧段与转子间的间隙中蒸汽的漏汽量。

一种布莱登汽封，包括转子301、定子302、多个与定子连接的汽封弧段303以及连接各汽封弧段303并控制所述汽封弧段303上的直齿304远离转子的弹簧305，还包括：

至少一个侧齿306，固定在所述直齿304上。

一种汽轮机，其布莱登汽封包括：转子301、定子302、多个与定子连接的汽封弧段303以及连接各汽封弧段303并控制所述汽封弧段303上的直齿304远离转子的弹簧305，所述布莱登汽封还包括：

至少一个侧齿306，固定在所述直齿304上。

本实用新型实施例提供一种布莱登汽封及汽轮机，在汽封弧段的直齿上增加了侧齿，由于侧齿的存在，阻碍了汽封弧段与转子间的间隙中蒸汽的顺畅流动，进而减小汽封弧段与转子间的间隙中蒸汽的流速，从而可进一步减小汽封漏汽量。

同时，由于侧齿的存在，也增加了蒸汽将汽封弧段压向转子的关闭力，从而在弹簧老化、存在氧化皮导致的额外的摩擦力的情况下，仍有足够的关闭力使得在汽轮机工作时，使汽封弧块始终能够与转子保持最小间隙运行，从而保证了布莱登汽封在任何状况下技术设计性能的实现，从而保证了汽封漏汽量最少。

附图说明

图1为现有技术中汽轮机未开启时的布莱登汽封状态示意图；

图2为现有技术中布莱登汽封的截面图；

图3为本实用新型实施例中布莱登汽封的截面图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种布莱登汽封及汽轮机，在汽封弧段与转子间增加了侧齿，由于侧齿的存在，阻碍了汽封弧段与转子间的间隙中蒸汽的顺畅流动，进而减小汽封弧段与转子间的间隙中蒸汽的流速，减小漏汽量。

本实用新型实施例提供的布莱登汽封如图3所示，包括：转子301、定子302、多个与定子连接的汽封弧段303，上，以及连接各汽封弧段303并控制汽封弧段303上的直齿304远离转子的弹簧305，该布莱登汽封中还包括：

至少一个侧齿306，固定在汽封弧段303的直齿304上。

由于侧齿306的存在，使得汽封弧段303和转子301之间的高压蒸汽产生涡流，进而减缓了高压蒸汽的流速，减小了漏汽量。

同时，在汽轮机工作时，汽封弧段303在关闭力足够时，会非常靠近转子301，设置人员出于安全方面的考虑，可以通过定子302与汽封弧段303的连接处来控制汽封弧段303的运动区域，在汽封弧段303与转子301之间的缝隙达到预先的设置时，定子302将汽封弧段卡住，使得汽封弧段303不再向转子301运动，如图3所示。

由于在侧齿306朝向转子301的一侧高压蒸汽的流速较大，相应的给侧齿306的向上的压力就较小，而在侧齿306的另一侧，由于直齿304和侧齿306的作用，高压蒸汽的流速较小，相应的给侧齿306的向下的压力就较大，从而进一步增大了关闭力，使得在弹簧老化、存在氧化皮导致的额外的摩擦力的情况下，仍有足够的关闭力使得在汽轮机工作时，汽封弧段303与转子301间的缝隙尽量小，从而减小漏汽量。

当关闭力不足以使得汽封弧段303与转子301间的缝隙达到设置的最小值时，侧齿306的增加也会进一步减小汽封弧段303与转子301间的缝隙，这是由于汽封弧段303和转子301之间的高压蒸汽的涡流，使得汽封弧段303和转子301之间的高压蒸汽的压力减小，进而在汽封弧段303和转子301之间的缝隙一定时，开启力相应减小，根据布莱登汽封的原理，在汽轮机工作时，关闭力和弹簧应力、开启力以及摩擦力的合力应该相等，所以为达到这样一个平衡，汽封弧段303和转子301之间的缝隙就会相应减小，以获得开启力和关闭力之间的平衡，由于汽封弧段303和转子301之间的缝隙减小了，汽封弧段303和转子301之间的高压蒸汽的漏汽量也相应减小，进一步提高了汽轮机的经济性。

也可以对每个侧齿306的受力情况进行分析，由于在侧齿306朝向转子301的一侧高压蒸汽的流速较大，相应的给侧齿306的向上的压力就较小，而在侧齿306的另一侧，由于直齿304和侧齿306的作用，高压蒸汽的流速较小，相应的给侧齿306的向下的压力就较大，从而也进一步增大了关闭力，使得汽封弧段303和转子301之间的缝隙减小，进而减少漏汽量。

为了进一步增大关闭力，可以在每个直齿304上固定至少两个侧齿306，以构成更好的涡流效果。

每个直齿304上的至少两个侧齿306可以分别固定在直齿(304)的两个侧面，这样在两个直齿304之间的缝隙中，两个侧面上都固定有侧齿306，可以更好的使得高压蒸汽形成涡流。

为使得涡流效果较佳，可以使得侧齿306垂直固定在直齿304上，这样对于高压蒸汽的向下流动和向上流动都具有相同的扰动作用，进一步降低了高压蒸汽的流速，减少了漏汽量，当然，根据实际情况，本领域技术人员也可以将侧齿306斜向固定在直齿304上，以获得相应的涡流效果。

为进一步增加关闭力，可以增加高压蒸汽作用在侧齿306上的向下的压力，并减小高压蒸汽作用在侧齿306上的向上的压力，此时侧齿306具体为梯形，其中，朝向汽封弧段303的一侧为梯形的长边，朝向转子301的一侧为梯形的短边，由于在高压蒸汽的流动性，作用在梯形斜边上的向上的压力较小，所以整体上增大了增加高压蒸汽作用在侧齿306上的向下的压力，并减小高压蒸汽作用在侧齿306上的向上的压力，进一步增大了关闭力，使得汽封弧段303和转子301之间的缝隙进一步减小，进而减少漏汽量。

本实用新型实施例还相应提供一种汽轮机，该汽轮机使用本实用新型实施例提供的布莱登汽封，具体包括：转子301、定子302、多个与定子连接的汽封弧段303，上，以及连接各汽封弧段303并控制汽封弧段303上的直齿304远离转子的弹簧305，该布莱登汽封中还包括：

至少一个侧齿306，固定在汽封弧段303的直齿304上。

由于侧齿306的存在，使得汽封弧段303和转子301之间的高压蒸汽产生涡流，进而减缓了高压蒸汽的流速，减小了漏汽量。

进一步，为获得较佳的涡流效果，还可以在每个直齿304上固定至少两个侧齿306。

每个直齿304上的至少两个侧齿306可以分别固定在直齿304的两个侧面，以获得更佳的涡流效果，进一步减缓高压蒸汽的流速，减小漏汽量。

进一步，还可以将侧齿306制作成梯形，并且朝向汽封弧段303的一侧为梯形的长边，朝向转子301的一侧为梯形的短边，以进一步增大关闭力，减小汽封弧段303和转子301之间的缝隙进一步减小，进而减少漏汽量。

为使得涡流效果较佳，可以使得侧齿306垂直固定在直齿304上，使得对于高压蒸汽的向下流动和向上流动都具有相同的扰动作用，进一步降低了高压蒸汽的流速，减少了漏汽量。

本实用新型实施例提供一种布莱登汽封及汽轮机，在汽封弧段的直齿上增加了侧齿，由于侧齿的存在，阻碍了汽封弧段与转子间的间隙中蒸汽的顺畅流动，进而减小汽封弧段与转子间的间隙中蒸汽的流速，减小漏汽量。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种布莱登汽封，包括转子(301)、定子(302)、多个与定子连接的汽封弧段(303)以及连接各汽封弧段(303)并控制所述汽封弧段(303)上的直齿(304)远离转子的弹簧(305)，其特征在于，还包括：

至少一个侧齿(306)，固定在所述直齿(304)上。

2.如权利要求1所述的布莱登汽封，其特征在于，在每个直齿(304)上固定至少两个侧齿(306)。

3.如权利要求2所述的布莱登汽封，其特征在于，所述每个直齿(304)上的至少两个侧齿(306)分别固定在所述直齿(304)的两个侧面。

4.如权利要求1-3任一所述的布莱登汽封，其特征在于，所述侧齿(306)具体为梯形，其中，朝向汽封弧段(303)的一侧为梯形的长边，朝向转子(301)的一侧为梯形的短边。

5.如权利要求1-3任一所述的布莱登汽封，其特征在于，所述侧齿(306)垂直固定在所述直齿(304)上。

6.一种汽轮机，其布莱登汽封包括：转子(301)、定子(302)、多个与定子连接的汽封弧段(303)以及连接各汽封弧段(303)并控制所述汽封弧段(303)上的直齿(304)远离转子的弹簧(305)，其特征在于，所述布莱登汽封还包括：

至少一个侧齿(306)，固定在所述直齿(304)上。

7.如权利要求6所述的汽轮机，其特征在于，在每个直齿(304)上固定至少两个侧齿(306)。

8.如权利要求7所述的汽轮机，其特征在于，所述每个直齿(304)上的至少两个侧齿(306)分别固定在所述直齿(304)的两个侧面。

9.如权利要求6-8任一所述的汽轮机，其特征在于，所述侧齿(306)具体为梯形，其中，朝向汽封弧段(303)的一侧为梯形的长边，朝向转子(301)的一侧为梯形的短边。

10.如权利要求6-8任一所述的汽轮机，其特征在于，所述侧齿(306)垂直固定在所述直齿(304)上。

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