CN216306038U - 一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，对经运用后进回汽腔室产生膨胀变形的低压缸端轴封进行补偿性结构改造，包括端轴封上缸、端轴封下缸、端轴封密封面、密封槽及弹性补偿橡胶件。端轴封上缸与端轴封下缸之间存在变形间隙，密封槽设置在端轴封密封面上，弹性补偿橡胶件设置于密封槽内，弹性变形后补偿端轴封上缸与端轴封下缸之间的变形间隙，使端轴封密封面重新具备密封功能。本实用新型无需解体低压缸至加工机床进行重新定位和改造，可直接在汽轮机组装现场实施，以最简单的改造方式和最小的改造成本，解决了轴封汽进回汽腔室膨胀变形后低压缸端轴封漏气，进而引起汽轮机效率降低的问题。

Description

一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构

技术领域

本实用新型涉及汽轮机发电技术领域，尤其涉及一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构。

背景技术

我国大多数国产汽轮发电机组低压缸端轴封与低压缸为整合在一起的一体式结构，低压缸上缸与低压缸下缸主体部分中分面处分别设置一圈螺栓孔，通过紧固螺栓紧固密封，但低压缸端轴封处因为空间结构过于紧凑，没有多余的空间，无法在端轴封中分面处布置螺栓孔，端轴封处上缸与下缸之间的密封则也是依靠低压缸主体部分的螺栓紧固进行轴封汽。其优点为汽轮机的汽缸结构紧凑，汽轮机转子与汽缸的材料费用低，设备占地面积少，但在汽轮机实际工作运行中，高温蒸汽进入低压缸端轴封进回汽腔室，使端轴封进回汽腔室长期承受高温腐蚀与高温高压蒸汽的作用，逐渐开始膨胀变形，端轴封上缸与端轴封下缸之间产生间隙，端轴封密封面也会产生吹损缺陷，导致低压缸端轴封不再具备封汽功能，部分蒸汽未参与轴端密封而从端轴封密封面中分面间隙处漏至凝汽器内，造成凝汽器真空严密性变差，影响凝汽器的真空度，降低汽轮机装置的经济性和安全性。这种情况下，需要更换漏气的端轴封时，必须将一体式的低压缸主体部分一起更换，则势必造成低压缸的浪费，增大汽轮机运用维护成本与维护时间。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，通过结构改造，提高变形后的端轴封汽进回汽腔室的封汽严密性。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是在端轴封汽进回汽腔室膨胀变形，端轴封漏气的情况下，以不更换一体式低压缸为原则，以最简单的改造方式和最小的改造成本，使低压缸端轴封重新具备封汽严密性，不产生漏气至凝汽器的问题，从而提高凝汽器真空严密性，达到要求。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，通过在组装现场对低压缸端轴封密封面加工密封槽，并安装弹性补偿橡胶件，从而使低压缸端轴封重新具备密封能力，实现以最小的代价恢复低压缸端轴封的正常工作性能。

本实用新型通过以下技术方案实现：一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，所述低压缸端轴封为经过运用后轴封汽进回汽腔室产生膨胀变形的产品，所述补偿结构包括端轴封上缸、端轴封下缸、端轴封密封面、密封槽及弹性补偿橡胶件，所述端轴封密封面包括端轴封上缸密封面和端轴封下缸密封面；所述端轴封下缸与所述端轴封下缸之间存在变形间隙，所述密封槽设置在所述端轴封密封面上，所述弹性补偿橡胶件设置于所述密封槽内，弹性变形后补偿所述变形间隙，使所述端轴封密封面重新具备密封功能；

所述密封槽的深度和所述弹性补偿橡胶件的尺寸规格根据所述变形间隙而确定；所述变形间隙根据低压缸上缸与低压缸下缸合空缸后，所述端轴封上缸密封面与所述端轴封下缸密封面之间测量得到的最大间隙值而确定；

所述密封槽的加工在汽轮机组装现场实施，通过将加工工装及定位装置的形位公差配置在0.1mm以内，使定位牢固可靠，铣刀只产生沿所述密封槽开槽方向的位移而无所述密封槽深度方向的偏移，所述密封槽的加工误差不大于0.02mm。

所述弹性补偿橡胶件装入所述密封槽后，将所述低压缸上缸与所述低压缸下缸扣缸安装好，检查确认所述端轴封上缸密封面与所述端轴封下缸密封面之间无间隙。

进一步地，在本实用新型的较佳实施方式中，加工所述密封槽前，对所述端轴封密封面进行手工打磨与手工修补方式的平整处理。

进一步地，在本实用新型的另一较佳实施方式中，加工所述密封槽前，对所述端轴封密封面进行机械化方式的平整处理。

进一步地，所述弹性补偿橡胶件在装入所述密封槽之前，进行压缩回弹试验，回弹性能性满足要求。

进一步地，所述弹性补偿橡胶件的材质为特种橡胶，具有随温度升高而自行膨胀的特性。

进一步地，在本实用新型的较佳实施方式中，所述弹性补偿橡胶件的形式为O型橡胶件。

进一步地，在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述弹性补偿橡胶件的型式包括但不限于矩型橡胶件。

进一步地，在本实用新型的较佳实施方式中，所述密封槽的开槽形式为矩形沟槽。

进一步地，在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述密封槽的开槽形式包括但不限于梯形沟槽。

进一步地，所述密封槽的宽度及形式根据所述弹性补偿橡胶件的尺寸规格及型式进行匹配计算。

进一步地，所述密封槽加工完成后，对槽底及槽周进行去毛刺光滑处理。

进一步地，在本实用新型的较佳实施方式中，所述密封槽设置于所述端轴封下缸密封面上，所述端轴封上缸密封面只进行所述平整处理。

进一步地，在本实用新型的另一较佳实施方式中，所述密封槽同时设置于所述端轴封下缸密封面和所述端轴封上缸密封面上。

进一步地，所述密封槽在所述端轴封下缸密封面上的位置与在所述端轴封上缸密封面上的位置错开布置。

进一步地，在所述端轴封下缸密封面的密封槽内和所述端轴封上缸密封面的密封槽内都安装所述弹性补偿橡胶件。

本实用新型的有益效果是：提供了一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，在汽轮机低压缸经过运用后，轴封汽进回汽腔室因膨胀变形导致低压缸端轴封漏气的条件下，可以不用报废一体式的低压缸与端轴封，在组装现场对低压缸端轴封加工密封槽，安装弹性补偿橡胶件，从而以最简单的改造方式和最小的改造成本，实现低压缸端轴封密封性能的恢复，提高凝汽器的真空度和汽轮机的工作效率。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型的一个较佳实施例的安装剖视图；

图2是本实用新型的一个较佳实施例的低压缸下缸端轴封中分面示意图；

图3是本实用新型的一个较佳实施例的端轴封密封槽加工前后对比示意图。

附图中：1-端轴封上缸，2-端轴封下缸，3-端轴封密封面，31-端轴封下缸密封面,32-端轴封上缸密封面，4-密封槽，5-弹性补偿橡胶件，6-低压缸下缸，7-连接螺栓。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所示，汽轮机低压缸因运用中轴封汽进回汽腔室的膨胀变形，导致端轴封上缸密封面32与端轴封下缸密封面31之间产生了变形间隙，不再贴合，端轴封的密封功能大大降低。本实用新型的汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构包括端轴封上缸1、端轴封下缸2、端轴封密封面3、密封槽4和弹性补偿橡胶件5。弹性补偿橡胶件5嵌入密封槽4中，填补端轴封上缸1与端轴封下缸2之间的间隙，使端轴封上缸密封面32与端轴封下缸密封面31无法接触密封的情况下，依靠弹性补偿橡胶件5的弹性变形功能，补偿端轴封密封面3之间的变形间隙，保持低压缸端轴封的封汽功能，使轴封汽不至于泄漏至凝汽器，影响凝汽器的真空度。在加工密封槽4前，对端轴封上缸密封面32和端轴封下缸密封面31进行平整处理，以改善因为轴封汽进回汽腔室变形导致的密封面吹损缺陷，为后续的密封性补偿结构提供一个好的加工平面及安装面。平整处理一般采用手工打磨和手工修补的方式进行，在现场工序允许的情况下，也可以采用机械化的平整处理方式，提高作业效率。

密封槽4的开槽深度和弹性补偿橡胶件5的尺寸规格根据轴封汽进回汽腔室的变形情况进行调整，需要在低压缸上缸与低压缸下缸6合空缸的情况下，测量端轴封上缸1与端轴封下缸2之间的最大间隙值，再进行补偿计算而确定；密封槽4的开槽宽度及形式根据弹性补偿橡胶件5的尺寸规格及型式进行匹配计算。优选地，弹性补偿橡胶件5的型式设置为O型橡胶件；另外，弹性补偿橡胶件5的形式还包括但不限于矩形橡胶件。弹性补偿橡胶件5的材质为特种橡胶，具有随温度升高而自行膨胀的特性，以填补低压缸端轴封无螺栓紧固处膨胀变形后产生的缸面间隙；弹性补偿橡胶件5在装入密封槽4之前应进行压缩回弹试验，回弹性能满足要求方可使用。

如图2所示，为汽轮机低压缸下缸6水平中分面示意图，汽轮机低压缸端轴封与低压缸主体部分为一体式低压缸结构，在低压缸水平中分面处分为低压缸上缸与低压缸下缸6。低压缸上缸与低压缸下缸6的主体部分在中分面处设置螺栓孔，通过安装紧固螺栓7对上缸与下缸进行紧固密封，而低压缸端轴封处因为结构紧凑无法设置螺栓孔进行螺栓紧固，依靠端面密封及低压缸主体部分的螺栓紧固作用。在长期运用后因为高温蒸汽的腐蚀及高压作用，使低压缸轴封汽进回汽腔室膨胀变形，端轴封密封功能下降，漏气至凝汽器，造成凝汽器的真空严密性下降。因此，本实用新型在端轴封密封面3上加工出密封槽4，安装弹性补偿橡胶件5，以补偿端轴封上缸1与端轴封下缸2之间的变形间隙，使低压缸端轴封重新具备封汽严密性。

如图3所示，为本实用新型的一个较佳实施方式的低压缸端轴封密封槽4的结构示意图，所述密封槽4沿端轴封下缸密封面31的结构形式和走向，进行开槽处理，密封槽4的开槽形式为矩形沟槽；但密封槽4的开槽形式还包括但不限于梯形沟槽，可根据弹性补偿橡胶件5的型式进行匹配设计。另外，槽底及槽周都应进行去毛刺的光滑处理，以防将弹性补偿橡胶件5切伤，从而影响弹性补偿橡胶件5的密封性能。在本较佳实施例中，端轴封上缸密封面32不加工密封槽，仅仅进行上述的平整处理即可，减少低压缸端轴封的优化密封性的补偿结构的改造工作量；但在另一较佳实施例中，对端轴封下缸密封面31和端轴封上缸密封面32都加工密封槽4，端轴封下缸2上的密封槽4和端轴封上缸1上的密封槽4位置相互错开，在两个密封槽4内都安装弹性补偿橡胶件5，做成双密封性补偿结构，实现密贴程度更高的密封性补偿结构。

密封槽4的加工可在汽轮机组装现场实施，通过将加工工装及定位装置进行高精度的设置，实现高精度的密封槽4加工效果，具体加工过程可按如下步骤实施：

步骤1：加工标准车床轨道作为铣刀在端轴封密封面3纵向移动的座架，精度不低于0.02mm；

步骤2：现场制作工装，将标准车床轨道用圆锥销定位，用螺栓紧固，确保该轨道在端轴封密封面3上加工密封槽3的过程中不产生位移；

步骤3：铣刀组件带自锁机构，当铣刀深度达到要求，将手动锁定铣刀，铣刀将不再产生上下位移，铣刀只延标准车床轨道方向位移，加工误差不大于0.02mm。

密封槽4加工完成，安装经过压缩回弹试验合格的弹性补偿橡胶件后5，将低压缸上缸与低压缸下缸6扣缸，并安装和拧紧连接螺栓7，测量确认端轴封上缸密封面32和端轴封下缸密封面31之间无间隙，确保密封槽4的加工和弹性补偿橡胶件5的配合功能是符合改造要求的。

对实施该补偿结构后的汽轮机进行凝汽器真空严密性的对比测试，结果如下：

实施补偿结构改造前，凝汽器真空严密性测试值大于0.3KPa/min；

实施该补偿结构改造后，凝汽器真空严密性测试值为0.02KPa/min，比改造前大大提高，也远远高于汽轮机凝汽器真空严密性的优秀标准(0.1KPa/min)，汽缸效率得到了很大改善。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，其特征在于，所述低压缸端轴封为经过运用后轴封汽进回汽腔室产生膨胀变形的产品，所述补偿结构包括端轴封上缸(1)、端轴封下缸(2)、端轴封密封面(3)、密封槽(4)及弹性补偿橡胶件(5)，所述端轴封密封面(3)包括端轴封上缸密封面(32)和端轴封下缸密封面(31)；所述端轴封上缸(1)与所述端轴封下缸(2)之间存在变形间隙，所述密封槽(4)设置在所述端轴封密封面(3)上，所述弹性补偿橡胶件(5)设置于所述密封槽(4)内，弹性变形后补偿所述变形间隙，使所述端轴封密封面(3)重新具备密封功能；

所述密封槽(4)的深度和所述弹性补偿橡胶件(5)的尺寸规格根据所述变形间隙而确定；所述变形间隙根据低压缸上缸与低压缸下缸(6)合空缸后，所述端轴封上缸密封面(32)与所述端轴封下缸密封面(31)之间测量得到的最大间隙值而确定。

2.如权利要求1所述的汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，其特征在于，所述弹性补偿橡胶件(5)在装入所述密封槽(4)之前，进行压缩回弹试验，回弹性能满足要求。

3.如权利要求1所述的汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，其特征在于，所述弹性补偿橡胶件(5)的材质为特种橡胶，具有随温度升高而自行膨胀的特性。

4.如权利要求1所述的汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，其特征在于，所述弹性补偿橡胶件(5)的型式为O型橡胶件。

5.如权利要求1所述的汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，其特征在于，所述密封槽(4)的开槽形式为矩形沟槽。

6.如权利要求1所述的汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，其特征在于，所述密封槽(4)的宽度及形式根据所述弹性补偿橡胶件(5)的尺寸规格及型式进行匹配计算。

7.如权利要求1所述的汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，其特征在于，所述密封槽(4)设置于所述端轴封下缸密封面(31)上。

8.如权利要求7所述的汽轮机低压缸端轴封优化密封性的补偿结构，其特征在于，所述端轴封上缸密封面(32)只进行平整处理。

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