CN203430577U - 一种汽封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种汽封结构，包括静子部分和转子部分，在静子部分朝向转子部分的面上设有汽封装配槽，汽封装配槽内装配有汽封圈，汽封圈朝向转子部分的面上设有多个高汽封齿和多个低汽封齿，高汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙小于低汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙；汽封圈通过多个弹簧装配在静子部分上的汽封装配槽内；汽封圈朝向转子部分的面上还设有刷子汽封齿，该刷子汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙小于高汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙。本实用新型既能减小、甚至避免对转子部分磨损，又能对静子部分和转子部分结合间隙处形成可靠密封，有效防止大量优质蒸汽泄露，可靠性高，实用性强，能够大幅提高透平机械的做功效率。

Description

一种汽封结构

技术领域

本实用新型涉及透平机械的汽封结构，适用于汽轮机、燃气轮机等。

背景技术

随着我国“十二五”规划纲要中对“节能减排”的提出及要求，对透平机械的经济性要求也越来越高，而对透平机械经济性的挖掘，则主要体现在两大方面：一是提高通流气动性，二是减少机组漏汽。如何做到减少汽封漏汽，就需要对透平机械的汽封结构做出改进。

在汽轮机组内，由于各级前后存在较大的压差，在静子部分（例如隔板、汽缸）和转子部分（例如主轴、动叶）的结合间隙处存在蒸汽泄露现象，这会导致大量优质蒸汽泄露损失，从而使汽轮机组的做功效率大幅降低。为防止大量优质蒸汽泄露损失，提高汽轮机组做功效率，需要采用汽封来阻挡汽轮机组静子部分和转子部分结合间隙处的蒸汽泄露，使通过汽封的蒸汽产生节流和热力效应，进而达到密封效果。

汽轮机组静子部分和转子部分结合间隙处的汽封为了达到良好的密封效果，就要要求汽封的汽封齿齿顶与转子部分表面的间隙越小越好，然而，这一间隙越小，就会使汽轮机组在运行过程中（尤其是启、停变速共振时），转子部分和汽封上的汽封齿发生严重摩擦，从而导致转子部分磨损弯曲的事故发生，给汽轮机组使用企业带来重大的损失。为了从汽轮机组运行安全考虑，则要求在各种状态下，汽轮机组静子部分和转子部分结合间隙处的汽封不和转子部分发生摩擦，或发生对转子部分磨损小的摩擦，而不和转子部分发生摩擦或发生对转子部分磨损小的摩擦，则要求汽封齿齿顶与转子部分表面的间隙越大越好。这样的话，汽轮机组静子部分和转子部分结合间隙处的汽封和摩擦要求就发生了相互冲突的矛盾，而这一矛盾目前还未能有效解决。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的现状，提供一种既能减小、甚至避免对转子部分磨损，又能对静子部分和转子部分结合间隙处形成可靠密封，有效防止大量优质蒸汽泄露的汽封结构。

本实用新型采用的技术方案是：一种汽封结构，包括静子部分和转子部分，在静子部分朝向转子部分的面上设有汽封装配槽，汽封装配槽内装配有汽封圈，所述汽封圈朝向转子部分的面上设有多个高汽封齿和多个低汽封齿，所述高汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙小于低汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙；所述汽封圈通过多个弹簧装配在静子部分上的汽封装配槽内。

进一步的，所述高汽封齿为两个，分设在多个低汽封齿的两侧，对这些低汽封齿形成保护。

进一步的，所述汽封圈朝向转子部分的面上还设有刷子汽封齿，该刷子汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙小于高汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙。

进一步的，所述刷子汽封齿的设置位置靠近或紧贴高汽封齿。

进一步的，所述刷子汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙≤0.4mm。

进一步的，所述刷子汽封齿采用若干根不锈钢丝紧密压制而成，刷子汽封齿的齿根由夹紧板夹持。

进一步的，所述刷子汽封齿的钢丝为高温钴基或镍基合金。

进一步的，所述高汽封齿的齿身宽度大于低汽封齿的齿身宽度。

进一步的，所述高汽封齿的齿顶与转子部分表面的间隙≤0.55mm。

进一步的，所述汽封圈朝向汽封装配槽槽底的面上设有弹簧装配孔；所述弹簧的一端抵接在弹簧装配孔内，另一端抵接在汽封装配槽的槽底。

本实用新型的有益效果是：

1. 通过在汽封圈和静子部分之间设置缓冲弹簧，及在汽封圈上设置齿顶与转子部分表面的间隙小于其他汽封齿齿顶与转子部分表面间隙的保护汽封齿（即高汽封齿），使透平机械在运行过程中，转子部分和汽封圈有可能发生摩擦时，首先与保护汽封齿发生接触碰摩，保护汽封齿与转子部分发生接触碰摩后，保护汽封齿所在的汽封圈因径向受力作用，而压缩与静子部分之间设置的缓冲弹簧，产生退让，从而不仅减轻了保护汽封齿的磨损，同时也避免了其他汽封齿与转子部分发生摩擦，这既能保证透平机械正常、安全的长期运行，又能有效保障静子部分和转子部分结合间隙处的密封效果，有效防止大量优质蒸汽泄露；

2. 通过在汽封圈上设置弹性优异的刷子汽封齿，且该刷子汽封齿齿顶与转子部分表面的间隙小于保护汽封齿齿顶与转子部分表面的间隙，同时，该刷子汽封齿相对较软，在应用过程中，如若机组在某种原因下（出现事故情况时）已经发生动静摩擦时，刷子汽封齿与转子相接触，仍不会造成转子弯曲等大的伤害，当振动过于剧烈时，保护汽封齿开始起作用；同样的，刷子汽封齿结构能够保证机组多次启停后，汽封仍然具有良好的密封性；此外，该刷子汽封齿靠近或紧贴保护汽封齿的布置（尤其是紧贴），能够在机组压差交变情况下有效的防止刷子汽封齿的倒伏；因而，通过刷子汽封齿可以使透平机械静子部分和转子部分结合间隙处的密封效果被进一步有效、可靠地提高，从而大幅提高透平机械的做功效率，实用性强。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中汽封圈的一种结构示意图。

图中代号含义：1—静子部分；2—转子部分；3—汽封圈；4—弹簧；5—弹簧装配孔；6—高汽封齿；7—低汽封齿；8—刷子汽封齿；9—汽封装配槽；10—夹紧板；A、B、C—间隙。

具体实施方式

现以汽轮机为例，详细说明本实用新型内容。

参见图1和图2：本实用新型包括汽轮机静子部分1和转子部分2，在静子部分1朝向转子部分2的面上设有T形结构的汽封装配槽9，汽封装配槽9内通过多个弹簧4装配有汽封圈3。具体装配结构是，汽封圈3朝向汽封装配槽9槽底的面（即榫头顶面）上设有多个弹簧装配孔5，每个弹簧装配孔5内装配一根弹簧4，弹簧4的一端抵接在弹簧装配孔5的孔底，另一端抵接在汽封装配槽9的槽底，汽封圈3与汽封装配槽9槽底之间具有缓冲间隙，弹簧4起缓冲作用。

上述汽封圈3朝向转子部分2的面上设有两个高汽封齿6和多个低汽封齿7；这些低汽封齿7为现有的迷宫式铁素体汽封齿，低汽封齿7齿顶与转子部分2表面的间隙A通常为0.65mm，低汽封齿7的齿身宽度小于高汽封齿6的齿身宽度；两个高汽封齿6也采用铁素体制成，两个高汽封齿6分设在这些低汽封齿7的两侧，高汽封齿6的齿顶与转子部分2表面的间隙B小于低汽封齿7的齿顶与转子部分2表面的间隙A，高汽封齿6的齿顶与转子部分2表面的间隙B≤0.55mm，例如0.55mm或0.4mm等，两个高汽封齿6对中间的多个低汽封齿7形成保护。

上述汽封圈3朝向转子部分2的面上还设有刷子汽封齿8，该刷子汽封齿8采用若干根高温钴基或镍基合金的不锈钢丝紧密压制而成（例如，采用高能束激光焊接和自动滚铆等工艺），刷子汽封齿8的齿根由夹紧板10夹持，刷丝不会脱落，也不会断裂。刷子汽封齿8以紧贴（也可以是靠近）方式设置在远离进汽方向的高汽封齿6内壁面上，即刷子汽封齿8的正面与进汽方向相向，该刷子汽封齿8的齿顶与转子部分2表面的间隙C小于高汽封齿6的齿顶与转子部分2表面的间隙B，刷子汽封齿8的齿顶与转子部分2表面的间隙C≤0.4mm，例如0.33mm或0.28mm等。

上述高汽封齿的数量除了是两个外，还可以是其他值，例如三个、四个等，但通常两个高汽封齿足以起到保护作用，因而优选两个。

Claims (10)

1.一种汽封结构，包括静子部分（1）和转子部分（2），在静子部分（1）朝向转子部分（2）的面上设有汽封装配槽（9），汽封装配槽（9）内装配有汽封圈（3），其特征在于：所述汽封圈（3）朝向转子部分（2）的面上设有多个高汽封齿（6）和多个低汽封齿（7），所述高汽封齿（6）的齿顶与转子部分（2）表面的间隙（B）小于低汽封齿（7）的齿顶与转子部分（2）表面的间隙（A）；所述汽封圈（3）通过多个弹簧（4）装配在静子部分（1）上的汽封装配槽（9）内。

2.根据权利要求1所述汽封结构，其特征在于：所述高汽封齿（6）为两个，分设在多个低汽封齿（7）的两侧，对这些低汽封齿（7）形成保护。

3.根据权利要求1所述汽封结构，其特征在于：所述汽封圈（3）朝向转子部分（2）的面上还设有刷子汽封齿（8），该刷子汽封齿（8）的齿顶与转子部分（2）表面的间隙（C）小于高汽封齿（6）的齿顶与转子部分（2）表面的间隙（B）。

4.根据权利要求3所述汽封结构，其特征在于：所述刷子汽封齿（8）的设置位置靠近或紧贴高汽封齿（6）。

5.根据权利要求3或4所述汽封结构，其特征在于：所述刷子汽封齿（8）的齿顶与转子部分（2）表面的间隙（C）≤0.4mm。

6.根据权利要求3或4所述汽封结构，其特征在于：所述刷子汽封齿（8）采用若干根不锈钢丝紧密压制而成，刷子汽封齿（8）的齿根由夹紧板（10）夹持。

7.根据权利要求6所述汽封结构，其特征在于：所述刷子汽封齿（8）的钢丝为高温钴基或镍基合金。

8.根据权利要求1或2所述汽封结构，其特征在于：所述高汽封齿（6）的齿身宽度大于低汽封齿（7）的齿身宽度。

9.根据权利要求1或2所述汽封结构，其特征在于：所述高汽封齿（6）的齿顶与转子部分（2）表面的间隙（B）≤0.55mm。

10.根据权利要求1所述汽封结构，其特征在于：所述汽封圈（3）朝向汽封装配槽（9）槽底的面上设有弹簧装配孔（5）；所述弹簧（4）的一端抵接在弹簧装配孔（5）内，另一端抵接在汽封装配槽（9）的槽底。

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