CN205532727U - 一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，包括汽封主体、汽端、气端、涡流腔室，盲端迷宫涡流腔室、开放迷宫涡流腔室、盲端弯管涡流腔室、开放弯管涡流腔室、导流齿、高齿、低齿、涡流腔室排齿、汽流入口、气流出口，其特征在于:本实用新型采用把涡流腔室设计成开放的多弧形迷宫和/或多弧形弯管与盲端的多弧形迷宫和/或多弧形弯管科学组合的技术方法，实现了结构简单，增大了涡流降速的效果，减少蒸汽激振力引起的轴系振动，减轻水汽对末级叶片的水蚀现象；极大增加了热力学效应和摩阻效应，对气流在涡流腔室的强烈紊流现象起到非常好的截流作用。克服了现有技术的不足。

Description

一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置

技术领域

本实用新型涉及一种汽封技术领域，尤其涉及一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置。

背景技术

汽轮机是高速旋转的大型、精密热功转换动力机械。在汽缸、隔板等静体与主轴、叶片等转体间必须预留一定的轴向和径向间隙，以免机组在工作时动静部件发生碰摩。为了减小汽封间隙的漏汽，必须设置汽封装置，在保证不发生动静摩擦前提下，使汽封间隙处于标准范围内并趋向最小值。这样才能保证多级汽轮机各级和各缸之间减少漏汽损失，提高机组热效率。

在汽轮机热功转换的各项损失中，汽封漏汽损失占有很大比重，对汽轮机的热功转换效率有重要影响。汽轮机出现一百多年来，其技术理论已日趋完善，在现有的汽轮机技术理论，制造工艺和应用材料基础上，大幅度提高汽轮机内效率是不现实的，但是通过减小汽轮机汽封与转子动静配合间隙达到减少漏汽的目的，是提高汽轮机运行效率主要途径，同时改造成本远低于通流改造，尤其现代大容量高参数的汽轮机，间隙漏汽对汽轮机效率的影响更大。以国产引进型MW300机组为例，高中压间汽封实际运行间隙均在0.8mm以上，根据实验测得的数据，仅通过这部分汽封漏汽所造成的漏汽损失就使机组热耗增加60kJ/kWh以上，折合标准煤2克以上。因此减少汽封间隙漏汽对汽轮机效率的提高至关重要。

但是，汽轮机是高速旋转机械，在减少通流间隙漏汽(即汽封漏汽)的同时又要兼顾到机组动静碰磨的安全性。汽封是汽轮机动静部件之间的过渡部件，极易因汽封体故障而引起汽轮机动静部件之间直接摩擦碰撞，伤及汽轮机大轴，严重时造成大轴永久性弯曲的重大事故。尽管机组运行中启机不畅，甚至造成重大弯轴重大事故得原因可能是多方面的，但是结果所反映出来的根本原因是由于动静碰磨所造成的，事故反映出来的是动静间隙的问题。以MW200机组为例，80年代初期，弯轴现象时有发生，针对MW200机组的弯轴现象，90年原能源部下文要求电厂和将MW200机组前轴封部分汽封间隙调为1—1.2mm，以牺牲机组的经济性来保证安全性。

汽封兼顾安全、经济的双重责任，所以人们一直在探求新的汽封结构型式，以解决既能够大幅度提高密封性能、又能满足机组安全运行这一长期困扰汽机专业人员的两难问题。因此研究及推广应用高效、安全的汽轮机汽封，一直是汽轮机专家们追求的目标，也是各汽轮机制造商及各发电厂追求的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，解决了现有的汽封技术易致故障而引起汽轮机动静部件之间直接摩擦碰撞，伤及汽轮机大轴，严重时造成大轴永久性弯曲的重大事故的问题。

本实用新型技术原理：

根据所述一种汽轮机的导流式渐次减压汽封装置的结构，在轴向上形成六个相对封闭的区间，当汽轮机运转时，在轴心形成一个低气压区，高压蒸汽快速冲入第一个设在所述汽端的所述盲端迷宫涡流腔室，受到所述高齿的阻挡后，在所述导汽齿和汽轮机高速运转的离心力的作用下，高速进入所述涡流腔室的迷宫，在所述低齿和所述涡流腔室排齿及汽轮机强大的作用下，形成复杂的涡流流道，充分延长蒸汽的停留时间，使得摩阻效应更大，增大了涡流降速的效果，减少蒸汽激振力引起的轴系振动，同时使所述盲端迷宫涡流腔室内气压迅速高于轮机汽室的气压，蒸汽返回汽轮机，同时有少部份蒸汽从高齿的间隙进入第二个相对封闭的区间，在第二个相对封闭的区间设有腔室小的所述盲端弯管涡流腔室，由于进入所述盲端弯管涡流腔室蒸汽少，所以设置一个腔室小的所述盲端弯管涡流腔室，实现快速形成高压涡流和延长涡流停留时间，有效封堵前一个相对封闭区间泻出的蒸汽，第三个相对封闭区间用相同方法再次对泻出蒸汽进行封堵，由于进入第三个相对封闭空间的蒸汽更少，所以采用腔室较大的盲端迷宫涡流腔室，主要是延长气流在腔室内流动的时间，构成所述涡流减压汽封技术；在第四到第六的所述气端的三个区间，对称设置三个形状大小对应相同，但腔室末端设有所述气流出口的涡流腔室，汽轮机运行时，汽轮机轴心区产生一个低压区，空气通过所述气端的第一个所述高齿的间隙，进入第六个相对封闭区间的所述开放迷宫涡流腔室，所以所述气端设置的所述涡流腔室设置所述气流出口，将吸入的空气、蒸汽冷却水和低温蒸汽导出，极限地增所述涡流腔室的容积、粗糙程度、延长气流在腔室内流动的时间，显著提高了汽封的热力学效应、摩阻效应和流束收缩效应等正效应，降低透气负效应，构成所述一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置的理论。

本实用新型采用如下技术方案：

一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，包括汽封主体、汽端、气端、涡流腔室，盲端迷宫涡流腔室、开放迷宫涡流腔室、盲端弯管涡流腔室、开放弯管涡流腔室、导流齿、高齿、低齿、涡流腔室排齿、汽流入口、气流出口，其特征在于:

所述汽封主体呈径向轴对称“工”字形，其轴向端以对称轴对称设有三组所述涡流腔室，所述汽封主体对称轴的汽端一侧设有两个所述盲端迷宫涡流腔室，两个所述盲端迷宫涡流腔室之间设有所述盲端弯管涡流腔室，所述汽封主体对称轴的气端一侧设有对应的所述涡流腔室均设有所述气流出口；所述涡流腔室沿轴向设有所述低齿、汽流入口、导流齿和高齿，所述涡流腔室的壁面上设有涡流腔室排齿，其中所述开放迷宫涡流腔室和开放弯管涡流腔室的末端设有所述气流出口，构成一种汽轮机的导流式渐次减压汽封装置。

进一步地，所述涡流腔室自所述汽端向所述气端依次连接设置的次序为所述盲端迷宫涡流腔室、盲端弯管涡流腔室、盲端迷宫涡流腔室、开放迷宫涡流腔室、开放弯管涡流腔室、开放迷宫涡流腔室。

进一步地，所述涡流腔室设有所述导流齿，所述开放迷宫涡流腔室和开放弯管涡流腔室的所述导流齿与高齿连接部分的所述涡流腔室末端设有所述汽流出口，构成涡流腔室开放端。

进一步地，所述涡流腔室设置为开放和/或盲端的多弧形迷宫和/或多弧形弯管的高、低齿结构，所述涡流腔室的容积大、腔室壁粗糙。极限地增大了涡流腔室的容积、粗糙程度、延长气流在腔室内流动的时间。本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型公开了一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，解决现有的汽封技术易致故障而引起汽轮机动静部件之间直接摩擦碰撞，伤及汽轮机大轴，严重时造成大轴永久性弯曲的重大事故的问题。本实用新型采用把涡流腔室自所述汽端向所述气端依次连接设置所述盲端迷宫涡流腔室、盲端弯管涡流腔室、盲端迷宫涡流腔室、开放迷宫涡流腔室、开放弯管涡流腔室、开放迷宫涡流腔室的次序和设计成开放的多弧形迷宫和/或多弧形弯管与盲端的多弧形迷宫和/或多弧形弯管科学组合的技术方法，实现了结构简单，增大了涡流降速的效果，减少蒸汽激振力引起的轴系振动，减轻水汽对末级叶片的水蚀现象；极大增加了热力学效应和摩阻效应，对气流在涡流腔室的强烈紊流现象起到非常好的截流作用。克服了现有技术的不足。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中所示：1-汽封主体、2-汽端、3-气端、4-涡流腔室、5-盲端迷宫涡流腔室、6-开放迷宫涡流腔室、7-盲端弯管涡流腔室、8-开放弯管涡流腔室、9-导流齿、10-高齿、11-低齿、12-涡流腔室排齿、13-汽流入口、14-气流出口。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。

实施例

如图1所示，一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，包括汽封主体1、汽端2、气端3、涡流腔室4、盲端迷宫涡流腔室5、开放迷宫涡流腔室6、盲端弯管涡流腔室7、开放弯管涡流腔室8、导流齿9、高齿10、低齿11、涡流腔室排齿12、汽流入口13、气流出口14。

首先在所述汽封主体1上设置所述汽端2、气端3和涡流腔室4，再在所述涡流腔室4上设置所述导流齿9、高齿10、低齿11、涡流腔室排齿12、汽流入口13和/或气流出口14，所述涡流腔室4包括所述盲端迷宫涡流腔室5、开放迷宫涡流腔室6、盲端弯管涡流腔室7、开放弯管涡流腔室8。然后在所述汽封主体1上由所述汽端2向所述气端3依次设置所述盲端迷宫涡流腔室5、盲端弯管涡流腔室7、盲端迷宫涡流腔室5、开放迷宫涡流腔室6、开放弯管涡流腔室8、开放迷宫涡流腔室6。完成一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置的实施。

当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，包括汽封主体、汽端、气端、涡流腔室，盲端迷宫涡流腔室、开放迷宫涡流腔室、盲端弯管涡流腔室、开放弯管涡流腔室、导流齿、高齿、低齿、涡流腔室排齿、汽流入口、气流出口，其特征在于:

所述汽封主体呈径向轴对称“工”字形，其轴向端以对称轴对称设有三组所述涡流腔室，所述汽封主体对称轴的汽端一侧设有两个所述盲端迷宫涡流腔室，两个所述盲端迷宫涡流腔室之间设有所述盲端弯管涡流腔室，所述汽封主体对称轴的气端一侧设有对应的所述涡流腔室均设有所述气流出口；所述涡流腔室沿轴向设有所述低齿、汽流入口、导流齿和高齿，所述涡流腔室的壁面上设有涡流腔室排齿，其中所述开放迷宫涡流腔室和开放弯管涡流腔室的末端设有所述气流出口，构成一种汽轮机的导流式渐次减压汽封装置。

2.根据权利要求1所述一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，其特征在于，所述涡流腔室自所述汽端向所述气端依次连接设置的次序为所述盲端迷宫涡流腔室、盲端弯管涡流腔室、盲端迷宫涡流腔室、开放迷宫涡流腔室、开放弯管涡流腔室、开放迷宫涡流腔室。

3.根据权利要求1所述一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，其特征在于，所述涡流腔室设有所述导流齿，所述开放迷宫涡流腔室和开放弯管涡流腔室的所述导流齿与高齿连接部分的所述涡流腔室末端设有所述汽流出口，构成涡流腔室开放端。

4.根据权利要求1所述一种汽轮机的导流式多级次减压汽封装置，其特征在于，所述涡流腔室设置为开放和/或盲端的多弧形迷宫和/或多弧形弯管的高、低齿结构，所述涡流腔室的容积大、腔室壁粗糙。