CN220849778U - 一种用于汽轮机的自动调节减振密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于汽轮机的自动调节减振密封装置，涉及汽轮机密封件的技术领域，包括多个汽封弧块，所述汽封弧块设置在汽封槽体和转子之间；多个所述汽封弧块之间通过弹簧连接成圆环结构；所述汽封弧块通过其上方的凸块安装在所述汽封槽体的凹槽中；在每个所述汽封弧块的与所述转子相对的端部设置有多个汽封齿部件，所述汽封弧块的进汽侧还设置有密封环，所述密封环与转子相对的位置处设置有多个汽封减振旋流齿。本实用新型能够解决现有技术中转子振动使得汽封与转子间的间隙增大，使得汽封漏汽而严重影响了汽轮机组的热效率的问题。

Description

一种用于汽轮机的自动调节减振密封装置

技术领域

本实用新型是关于汽轮机密封件的技术领域，特别是关于一种用于汽轮机的自动调节减振密封装置。

背景技术

汽封是一种装设在汽轮机动、静部分之间，减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置；随着汽轮机技术的发展，对汽封的要求也日渐增高；现有的汽封齿在汽轮机运行时围绕转子表面形成多个环形腔室，蒸汽介子通过汽封齿与转子表面间的间隙的节流，并在汽封两个相邻齿所形成的腔室内通过膨胀进行能量转换，蒸汽经过多个汽封齿后因为能量的不断转换，热能转换成动能的能力达到最小，以期达到阻塞或减少蒸汽介子泄露的目的。

现有技术中，自动调节汽封结构取消了传统汽封背部的板弹簧，在每圈汽封45度位置加装了四只螺旋弹簧。启机时，在弹簧力的作用下汽封弧块是处于张开状态而远离转子；机组启机后，随着蒸汽流量的增加，作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力逐步增大，当这一压力足以克服弹簧应力、摩擦阻力等时，汽封弧块开始逐渐关闭，直至处于工作状态，并始终保持与转子的最小间隙值运行；停机时，随蒸汽流量的减小，在弹簧应力的作用下，汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。自动调节式汽封技术性能特点，即确保了机组启停机运行安全，又提高了机组运行效率。

目前自动调节汽封技术为90年代初技术，按照机组满负荷运行数据设计，关闭顺序为3％-35％；目前国内发电厂汽轮机组普遍参与调峰任务，很多低负荷情况，最低运行负荷可低于3％。

汽轮机汽封由于汽流经过汽封时不仅以很大的轴向速度通过汽封齿和转子之间的间隙，而且由于转子的旋转具有较大的周向分速度，汽流在各汽封腔室中容易形成螺旋的流动方式。由于转子在运行时与汽封在圆周方向上的间隙不一样，因此在转子的周围形成了不均匀的压力分布，分布压力的合力将对转子形成一个与位移相垂直的切向分量，动力将不断增大转子的涡动运行，进而使转子产生激振失去稳定性。

因为各种原因产生的转子振动使得汽封与转子间的间隙增大，节流-膨胀的作用降低，蒸汽介子的动能降低幅度减小，即蒸汽介子的泄露量增大。汽封漏气严重影响了汽轮机组的热效率。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于汽轮机自动调节减振式密封装置，其能够解决现有技术中转子振动使得汽封与转子间的间隙增大，使得汽封漏汽而严重影响了汽轮机组的热效率的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于汽轮机的自动调节减振密封装置，包括多个汽封弧块，所述汽封弧块设置在汽封槽体和转子之间；多个所述汽封弧块之间通过弹簧连接成圆环结构；所述汽封弧块通过其上方的凸块安装在所述汽封槽体的凹槽中；在每个所述汽封弧块的与所述转子相对的端部设置有多个汽封齿部件，所述汽封弧块的进汽侧还设置有密封环，所述密封环与转子相对的位置处设置有多个汽封减振旋流齿。

在一个或多个实施方式中，所述汽封弧块的侧面上设置有弹簧孔，用于安装所述弹簧，所述弹簧孔设置在相邻的两个所述汽封弧块中的一个上。

在一个或多个实施方式中，相邻两个所述汽封减振旋流齿之间形成的导流方向与所述转子的转轴方向相同。

在一个或多个实施方式中，相邻两个所述汽封减振旋流齿之间形成的通道的进口角与进气侧的来流相一致。

在一个或多个实施方式中，所述汽封减振旋流齿与所述汽封弧块的径向呈30°-50°的角度。

在一个或多个实施方式中，所述汽封减振旋流齿与所述汽封弧块的径向呈45°的角度。

在一个或多个实施方式中，每个所述汽封弧块中的密封环上的汽封减振旋流齿的数量为18-24个。

在一个或多个实施方式中，所述汽封弧块的背部设置有压缩弹簧，用以向所述汽封弧块施加推力。

在一个或多个实施方式中，所述汽封弧块的背部设置径向间隙调整孔，用来安装所述压缩弹簧。

在一个或多个实施方式中，所述压缩弹簧的中心处设置有导向杆，所述导向杆固定在所述汽封槽体的凹槽的表面上。

与现有技术相比，根据本实用新型的一种用于汽轮机自动调节减振式密封装置，设置了密封环上的汽封减振旋流齿对进气进行导流作用，解决了汽轮机运行安全问题和气流引起的振动问题；既能保证机组启停机及运行时的安全性，也能有效的提高机组运行的经济性，此外，为了防止密封环对汽封弧块的运动产生影响，在汽封弧块的背部设置了压缩弹簧，为汽封弧块的移动提供推力。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施方式的一种用于汽轮机自动调节减振式密封装置的结构示意图。

图2是本实用新型的汽封减振旋流齿在汽封上的安装示意图。

图3是本实用新型的减振旋流齿的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本实用新型的汽封弧块的背部调整压缩弹簧和导向杆的结构示意图。

主要附图标记说明：

1-汽封槽体；2-汽封弧块；3-弹簧；4-汽封齿部件；5-密封环；6-转子；21-导向杆；22-压缩弹簧

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

如图1至图5所示，根据本实用新型一实施方式的一种用于汽轮机自动调节减振式密封装置，其包括若干个汽封弧块2，该汽封弧块2设置在汽封槽体1和转子6之间。

如图2所示，若干个汽封弧块2可以连接在一起组成圆环结构，且每个汽封弧块2的结构形状、尺寸大小相同。优选地，选用6个汽封弧块2或者8个汽封弧块2组成圆环结构。

汽封槽体1设置有凹槽，汽封弧块2的与汽封槽体1相对的上部设置有凸块，该凸块设置在凹槽中，使得汽封弧块2能够沿着汽封槽体1的凹槽的深度方向进行运动。具体地，在汽封槽体1的凹槽的边缘设置有槽体凸起，汽封弧块2的凸块的边缘设置有凸块凸起，通过槽体凸起和凸块凸起的限制作用，可以防止汽封弧块2在运动时滑出汽封槽体1的凹槽。

在制造过程中，可以通过控制汽封槽体1的凹槽的深度，将汽封弧块2与转子6的径向间隙控制在0.15mm-0.35mm之间。

汽封弧块2的做优两侧分别为进气侧和出气侧，在汽封弧块2的进汽侧的位置处设置有密封环5；在汽封弧块2的与转子相对的下部设置有若干组汽封齿部件4。每组汽封齿部件4均包括间隔设置的高齿和低齿，其中，高齿和低齿分别与转子的轴轴面上的径向凸起和凹陷和相对应。

在汽封弧块2的进汽侧加工有进汽槽道，进汽槽道采用铣削工艺在汽封弧块2的背部的中间位置进行加工，使得汽封弧块2在移动时，能够使得蒸汽进入到汽封槽体1的凹槽中，进而使得气压压力能够推动汽封弧块2朝向转子移动，实现气封效果。

参照图2至图4，本实用新型为了解决汽轮机气体流动引起的振动问题，在汽封弧块2的进汽侧设置有密封环5，密封环5靠近转子的一侧上设置有若干的汽封减振旋流齿，用来导流以防止旋动。相邻的两个汽封减振旋流齿之间形成的导流方向与转子的转轴方向相同，通过汽封减振旋流齿的导流作用，可有效的减小汽流激振力，增加阻尼，防止汽封漏汽量的不同引起轴向力不均匀，从而降低轴系的不稳定性振动。

优选的，密封环5上相邻两个汽封减振旋流齿之间的通道的进口角与进气侧的来流相一致。并且，密封环5的汽封减振旋流齿同汽封弧块2的径向成角度θ(如图4中所示)为30°-50°，优选为45°。在每个汽封弧块2中的汽封减振旋流齿的数量为18-24个。

汽封弧块2与减振旋流齿5、汽封齿部件4采用一体式结构的方式制造而成，且采用0Cr15Mo材料制成。

在若干个汽封弧块2组成的圆环结构中，可以在位于上、下部的两个汽封弧块2所组成的整体的左右端部设置有弹簧3，弹簧3的数量为2个或4个，如图2所示，当采用4个弹簧时，上下两部分的端部分别设置2个弹簧。在没有工作的情况下，弹簧3向汽封弧块2提供推力，使得若干个汽封弧块2远离转子6。

优选地，弹簧3的一端位于汽封弧块2的端部的弹簧孔中，另一端与另一个汽封弧块2的端部表面相接触。弹簧孔的位置如果在两个相邻的汽封弧块2中，容易造成弹簧的卡涩，因此，优选地，弹簧孔的位置不在两个相邻的汽封弧块2，只在每个汽封弧块2的端面一侧。

如图5所示，由于本实用新型在汽封的进汽侧设置有密封环5结构，使得汽封弧块2的调整方式发生了变化，因此，在每个汽封弧块2的背部(即朝向汽封槽体1的凹槽的表面)可以设置有压缩弹簧22，压缩弹簧22用以向汽封弧块2施加推力，进而将密封环5推动至工作位置(即汽封弧块2靠近转子的位置)。当本实用新型的密封装置不进行工作时，在压缩弹簧22和汽封弧块2之间的弹簧的综合作用下，汽封弧块2远离转子6。

每个汽封弧块2的背部设置径向间隙调整孔，用来安装压缩弹簧22。压缩弹簧22可以设置有2个，2个压缩弹簧22并排且对称地设置在两个径向间隙调整孔中，进而能够防止在汽封弧块2在进行移动时发生偏移。

此外，在压缩弹簧22的中心设置有导向杆21，导向杆21固定在汽封槽体1的凹槽的表面上，用以引导压缩弹簧22的压缩，防止压缩弹簧22发生卡涩。

前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，包括多个汽封弧块(2)，所述汽封弧块(2)设置在汽封槽体(1)和转子(6)之间；多个所述汽封弧块(2)之间通过弹簧(3)连接成圆环结构；所述汽封弧块(2)通过其上方的凸块安装在所述汽封槽体(1)的凹槽中；在每个所述汽封弧块(2)的与所述转子(6)相对的端部设置有多个汽封齿部件(4)，所述汽封弧块(2)的进汽侧还设置有密封环(5)，所述密封环(5)与转子相对的位置处设置有多个汽封减振旋流齿。

2.如权利要求1所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，所述汽封弧块(2)的侧面上设置有弹簧孔，用于安装所述弹簧(3)，所述弹簧孔设置在相邻的两个所述汽封弧块(2)中的一个上。

3.如权利要求1所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，相邻两个所述汽封减振旋流齿之间形成的导流方向与所述转子(6)的转轴方向相同。

4.如权利要求3所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，相邻两个所述汽封减振旋流齿之间形成的通道的进口角与进气侧的来流相一致。

5.如权利要求4所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，所述汽封减振旋流齿与所述汽封弧块(2)的径向呈30°-50°的角度。

6.如权利要求5所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，所述汽封减振旋流齿与所述汽封弧块(2)的径向呈45°的角度。

7.如权利要求1所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，每个所述汽封弧块(2)中的密封环(5)上的汽封减振旋流齿的数量为18-24个。

8.如权利要求1所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，所述汽封弧块(2)的背部设置有压缩弹簧，用以向所述汽封弧块施加推力。

9.如权利要求8所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，所述汽封弧块(2)的背部设置径向间隙调整孔，用来安装所述压缩弹簧(22)。

10.如权利要求8所述的用于汽轮机的自动调节减振密封装置，其特征在于，所述压缩弹簧(22)的中心处设置有导向杆(21)，所述导向杆(21)固定在所述汽封槽体(1)的凹槽的表面上。