CZ301515B6 - Systém tesnení pro parní ucpávku - Google Patents

Systém tesnení pro parní ucpávku Download PDF

Info

Publication number
CZ301515B6
CZ301515B6 CZ20032960A CZ20032960A CZ301515B6 CZ 301515 B6 CZ301515 B6 CZ 301515B6 CZ 20032960 A CZ20032960 A CZ 20032960A CZ 20032960 A CZ20032960 A CZ 20032960A CZ 301515 B6 CZ301515 B6 CZ 301515B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
seal
brush
seals
bristles
axial direction
Prior art date
Application number
CZ20032960A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20032960A3 (cs
Inventor
Randolph Walcott@Stephen
Leach@David
Reza Sarshar@Hamid
Original Assignee
General Electric Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Company filed Critical General Electric Company
Publication of CZ20032960A3 publication Critical patent/CZ20032960A3/cs
Publication of CZ301515B6 publication Critical patent/CZ301515B6/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/444—Free-space packings with facing materials having honeycomb-like structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3284—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings characterised by their structure; Selection of materials
    • F16J15/3288—Filamentary structures, e.g. brush seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals
    • F05D2240/56—Brush seals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

Tento vynález se týká systému tesnení, který zahrnuje otácivou soucást (12), nepohyblivou soucást (11) a tesnení (30) usporádané mezi uvedenou otácivou soucástí (12) a uvedenou nepohyblivou soucástí (11). Tesnení (30) zahrnuje teleso (35) tesnení nesené nepohyblivou soucástí (11) a nesoucí první a druhé obloukovité kartácové tesnení (42). Uvedená kartácová tesnení (42) jsou usporádaná v urcité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním smeru, pricemž každé kartácové tesnení (42) zahrnuje nosic (43) a množství štetin (48, 60) nesených tímto nosicem (43). Konce techto štetin (48, 60) vystupují vne z uvedeného nosice (43) tak, že zabírají s otácivou soucástí (12), pricemž každý nosic (43) zahrnuje opernou desku (46, 58) usporádanou na výstupní strane vzhledem k štetinám (48, 60). Tesnení (30) je usporádáno mezi oblastí (18) vysokého tlaku nepohyblivé soucásti (11) a oblastí (20) nízkého tlaku nepohyblivé soucásti (11), které jsou usporádané v urcité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním smeru a nalézají se na v axiálním smeru opacných stranách uvedeného tesnení (30). Teleso (35) tesnení je usporádáno mezi oblastmi (18, 20) vysokého a nízkého tlaku a nese obloukovité voštinové tesnení (64) rozprostírající se v axiálním smeru mezi uvedenými prvním a druhým kartácovými tesneními (42). Voštinové tesnení (64) zahrnuje množství v podstate radiálních kanálku (66) otevrených smerem k otácivé soucásti (12), pricemž uvedená kartácová tesnení (42) a voštinové tesnení (64) utesnují prostor mezi nepohyblivou soucástí (11) a otácivou soucástí (12) za úcelem minimalizace prutoku tekutiny z oblasti (18) vysokého tlaku do oblasti (20) nízkého tlaku.

Description

Systém těsnění pro parní ucpávku
Oblast techniky
Předložený vynález se obecně týká těsnění pro parní turbíny, určeného k utěsňování otáčivých a nepohyblivých součástí vůči sobě navzájem, a konkrétně se předložený vynález týká uspořádání hybridního voštinového/kartáčového těsnění, určeného k utěsňování oblasti vysokého tlaku a oblasti nízkého tlaku na opačných stranách parní ucpávky turbíny vůči sobě navzájem.
to
Dosavadní stav techniky
V pUllIAWftl tUÍ MlliCAWftl <* |IV|ŠVÍlj MH 1 i 5 nepohyblivých součástí navzájem používají různé typy těsnění. Mezi nepohyblivou součást a otáčivou součást turbíny se vkládají například kartáčová těsnění. Jak je ze stavu techniky známo, kartáčová těsnění zahrnují množství štětin uspořádaných na nosiči, jejichž konce vystupují z tohoto nosiče a zabírají s otáčivou součástí. Ačkoli jsou kartáčová těsnění v uvedeném kontextu sama o sobě vysoce výkonná, nejsou tato těsnění schopná snášet vysoké rozdíly tlaků, napří20 klad takové rozdíly tlaků, které působí mezi oblastí vysokého tlaku a oblastí nízkého tlaku na opačných stranách parní ucpávky turbíny.
V parních turbínách se k utěsňování nepohyblivých a otáčivých součástí vůči sobě se často používají také labyrintová těsnění. Protože však zuby labyrintového těsnění vyžadují mezi otáčí25 vou a nepohyblivou součástí určitý prostor, představují těsnění labyrintového typu jednak nižší než optimální těsnicí výkon (prosakování), a jednak potenciální možnost poškození rotoru působením tepla indukovaného otíráním se zubů labyrintového těsněni o rotor. Kromě toho se pro utěsňování nepohyblivých a otáčivých součástí turbín vůči sobě v některých případech používají voštinová těsnění. Přestože voštinová těsnění ve srovnání s těsněními labyrintového typu typicky negují problémy spojené s možným poškozením rotoru působením indukovaného tepla, poskytují tato voštinová těsnění ve srovnání s labyrintovými těsněními pouze marginální zlepšení těsnicího výkonu. Navíc tam, kde v turbíně mezi oblasti vysokého tlaku a oblastí nízkého tlaku existují značné rozdíly tlaků, nejsou axiálně v určité vzdálenosti od sebe uspořádaná kartáčová těsnéní schopná adekvátně rozdělit působení značně rozdílných tlaků mezi sebe, v důsledku čehož nejsou schopná splňovat požadavky na utěsnění oblasti vysokého tlaku vůči oblasti nízkého tlaku.
Vzhledem k uvedené skutečnosti stále přetrvává potřeba těsnění, které by vykazovalo zvýšený těsnicí výkon a které by bylo schopné utěsňovat oblast vysokého tlaku vůči oblasti nízkého tlaku, mezi kterými existuje značný rozdíl tlaků, a současně minimalizovat potenciální možnost poškození rotoru působením indukovaného tepla.
Řešení známá například z dokumentů US 6 131910 A (BAGEPALLI BHARAT S [US] ; CHIU R PAUL [US] ; CROMER ROBERT HARLOD [US] ; CRUM GREGORY ALLAN [US] ;
DINC OSMAN SAIM [TR]) 17. 10. 2000; EP 0 894 947 A (MITSUBISHI HEAVY IND LTD [JP]) 3. 2. 1999; US 6402 157 A (ZHOU MING [US]; LEONE SAL ALBERT [US] ; HYDE SUSAN MARIE [US] ; MILLER BRUČE [US] ; STINNETT PETER A [US]) 11. 6. 2002; EP 1 079 069 A (GEN ELECTRIC [US]) 28. 2. 2001; a US 6 499 742 B (ZHOU MING [US]; LEONE SAL ALBERT [US] ; HYDE SUSAN MARIE [US]) 31. 12, 2002, pří dostatečně nízkém množství indukovaného tepla, neposkytují dostatečný těsnicí výkon.
Podstata vynálezu
Předmětem tohoto vynálezu je systém těsnění, který zahrnuje otáčivou součást; nepohyblivou součást; těsnění uspořádané mezi uvedenou otáčivou součástí a uvedenou nepohyblivou součástí, přičemž toto těsnění zahrnuje těleso těsnění nesené uvedenou nepohyblivou součástí a nesoucí první a druhé obloukovité kartáčové těsnění, přičemž uvedená kartáčová těsnění jsou uspořádaná v určité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním směru, každé kartáčové těsnění zahrnuje nosič a množství štětin nesených tímto nosičem, přičemž konce těchto štětin vystupují vně z uvedenéto ho nosiče tak, že zabírají s otáčivou součástí, přičemž každý nosič zahrnuje opěrnou desku uspořádanou na výstupní straně vzhledem k štětinám, které se vyznačuje tím, že uvedené těsnění je uspořádáno mezi oblastí vysokého tlaku nepohyblivé součásti a oblastí nízkého tlaku nepohyblivé součásti, které jsou uspořádané v určité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním směru a nalézají se na v axiálním směru opačných stranách uvedeného těsnění; uvedené těleso těsnění je is uspořádáno mezi uvedenými oblastmi vysokého a nízkého tlaku; uvedené těleso těsnění nese obloukovité voštinové těsnění rozprostírající se v axiálním směru mezi uvedenými prvním a druhým kartáčovými těsněními, kteréžto voštinové těsnění zahrnuje množství v podstatě radiálních kanálků otevřených směrem k otáčivé součásti, přičemž uvedená kartáčová těsnění a voštinové těsnění utěsňují prostor mezi nepohyblivou součástí a otáčivou součástí za účelem minimalizace průtoku tekutiny z oblasti vysokého tlaku do oblasti nízkého tlaku; a alespoň jedna z uvedených opěrných desek zahrnuje v axiálním směru se rozprostírající okolek.
Hybridní těsnění zahrnující kombinaci kartáčového těsnění a voštinového těsnění nesenou prostřednictvím jediného tělesa těsnění minimalizuje potenciální možnost poškození rotoru působe25 ním indukovaného tepla a vykazuje, v důsledku snížení prosakování vzduchu a páry mezi oblastmi vysokého a nízkého tlaku se značným rozdílem tlaků na minimum, zvýšený těsnicí výkon.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je parní ucpávka pro turbínu, zahrnující nepohyblivou součást; otáčivou součást, uspořádanou uvnitř uvedené nepohyblivé součásti, těsnění, uspořádané mezi uvedenou nepohyblivou součástí a uvedenou otáčivou součástí, přičemž uvedené těsnění zahrnuje těleso těsnění nesené nepohyblivou součástí a nesoucí první a druhé obloukovité kartáčové těsnění, přičemž tato kartáčová těsnění jsou uspořádaná v určité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním směru, přičemž každé kartáčové těsnění zahrnuje nosič a množství štětin nesených tímto nosičem, přičemž konce těchto štětin vystupují vně z uvedeného nosiče tak, že zabírají s otáčivou součástí, která se vyznačuje tím, že uvedená nepohyblivá součást má obecně prstencovou vstupní komoru, která vymezuje oblast vysokého tlaku, a obecně prstencovou výstupní komoru, která vymezuje oblast nízkého tlaku, přičemž uvedené komory jsou uspořádané v určité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním směru, přičemž uvedená nepohyblivá součást dále vykazuje obloukovité vybrání rybinovité konfigurace, zahrnující dvojici v axiálním směru se rozprostírajících přírub; uvedené těsnění je uspořádáno mezi uvedenými oblastmi vysokého a nízkého tlaku, které se nalézají na v axiálním směru opačných stranách uvedeného těsnění; uvedené těleso těsnění zahrnuje obloukovité voštinové těsnění rozprostírající se v axiálním směru mezi uvedenými prvním a druhým kartáčovými těsněními, kteréžto voštinové těsnění zahrnuje množství v podstatě radiálních kanálků otevřených směrem k otáčivé součásti, přičemž uvedená kartáčová těsnění a voštinové těsnění minimalizují průtok tekutiny mezi axiálně v určité vzdálenosti od sebe uspořádanými oblastí vysokého tlaku a oblastí nízkého tlaku nacházejícími se, v axiálním směru, na opačných stranách uvedeného těsnění; a uvedené těleso těsnění zahrnuje na svých navzájem opačných stranách dvojici v axiálním směru se rozprostírajících přírub, které zapadají do uvedeného rybinovitého vybrání.
Taková parní ucpávka slouží například k utěsňování prostoru mezi vysokotlakovou vstupní komorou pro přívod páry, která dodává páru pro přenos vysokého tlaku na lopatky oběžných kol rotoru turbíny za jejich současného ochlazování, a nízkotlakou výstupní komorou pro odtah páry. Parní ucpávka zahrnuje vnější pánve vymezující vstupní komoru pro přívod páry a výstupní
-2CZ 301515 B6 komoru pro odtah páry, kteréžto komoiy jsou v axiálním směru od sebe oddělené podlouhlým vybráním rybinové konfigurace. Hybridní těsnění zahrnuje obecně prstencové těleso těsnění tvořené obloukovitými segmenty těsnění, uspořádanými v uvedeném vybrání. Na každém z těchto segmentů je upevněná dvojice axiálně v určité vzdálenosti od sebe uspořádaných kartáčových těsnění a mezi těmito kartáčovými těsněními je uspořádané voštinové těsnění. Toto účelně prostřídané uspořádání dvou kartáčových těsnění a voštinového těsnění mezi nimi zajišťuje vyvážené sdílení rozdílu tlaků mezi oblastí vysokého tlaku vstupní komory pro přívod tlaku a oblastí nízkého tlaku výstupní komory pro odtah tlaku. V podlouhlém rybinovém vybrání horní a spodní pánve tvořící skříň parní ucpávky turbíny je uspořádané množství segmentů, jejichž k sobě io přilehlé drážkami opatřené čelní konce jsou za účelem utěsnění těchto segmentů vůči sobě opatřené drážkovým těsněním. Účelem takto mezi jednotlivými segmenty těsnění uspořádaných drážkových těsnění je snížit průsak mezi těmito segmenty na minimum.
V souladu s přednostním provedením podle předloženého vynálezu se poskytuje těsnění pro ! 5 utěsňování otáčivé součásti a nepohyblivé součásti vůči sobě, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje těleso těsnění nesené nepohyblivou součástí a nesoucí první a druhé obloukovité kartáčové těsnění. Každé z kartáčových těsnění zahrnuje nosič a množství Štětin nesených tímto nosičem. Konce štětin vystupují vně z uvedeného nosiče tak, že zabírají s otáčivou součástí. Uvedená kartáčová těsnění jsou uspořádaná v určité vzdálenosti od sebe v axiálním směru. V tělese těsně20 ní je dále uspořádané obloukovité voštinové těsnění rozprostírající se v obvodovém a axiálním směru mezi uvedenými, prvním a druhým, kartáčovými těsněními, kteréžto voštinové těsnění zahrnuje množství v podstatě radiálních kanálků otevřených směrem k otáčivé součásti. Uvedená kombinace kartáčových a voštinového těsnění takto utěsňuje prostor mezi axiálně v určité vzdálenosti od sebe uspořádanými oblastí vysokého tlaku a oblastí nízkého tlaku nacházejícími se, v axiálním směru, na opačných stranách těsnicí ucpávky.
V souladu s dalším přednostním provedením podle předloženého vynálezu se poskytuje parní ucpávka pro turbínu, jejíž podstata spočívá v tom, že zahrnuje:
nepohyblivou skříň vykazující obecně prstencovou vstupní skříň pro přívod páry a obecně prstencovou výstupní skříň pro odtah páry, uspořádané v určité vzdálenosti od sebe v axiálním směru; otáčivou součást, uspořádanou uvnitř uvedené nepohyblivé součásti; těsnění, uspořádané mezi uvedenými vstupní komorou a výstupní komorou, utěsňující vůči sobě nepohyblivou součást a otáčivou součást, a oblast vysokého a oblast nízkého tlaku na opačných stranách těsnění;
těleso těsnění nesené nepohyblivou součástí a nesoucí první a druhé obloukovité kartáčové těsnění, přičemž každé kartáčové těsnění zahrnuje nosič a množství štětin nesených tímto nosičem, jejichž konce vystupují vně z uvedeného nosiče tak, že zabírají s otáčivou součástí; kartáčová těsnění jsou uspořádaná v určité vzdálenosti od sebe v axiálním směru; těleso těsnění nese obloukovité voštinové těsnění rozprostírající se v axiálním směru mezi uvedenými prvním a druhým kartáčovými těsněními, uvedené voštinové těsnění zahrnuje množství v podstatě radiálních kanálků otevřených směrem k otáčivé součásti, Čímž uvedená kartáčová a voštinové těsnění utěsňují prostor mezi axiálně v určité vzdálenosti od sebe uspořádanými oblastí vysokého tlaku a oblastí nízkého tlaku nacházejících se, v axiálním směru, na opačných stranách těsnění.
Přehled obrázků na výkresech
Předložený vynález bude blíže popsán a vysvětlen v dále uvedeném podrobném popisu příkladů jeho konkrétních provedení ve spojení s připojenými výkresy, ve kterých představuje:
obr. 1 dílčí pohled znázorňující parní ucpávku pro použití v turbíně v příčném řezu;
obr. 2a zvětšený dílčí pohled znázorňující jednu stranu segmentu těsnění pro parní ucpávku v příčném řezu;
-3CZ 301515 B6 obr. 2b pohled podobný pohledu z obr. 2a, znázorňující opačnou stranu uvedeného segmentu těsnění;
obr. 3 perspektivní pohled znázorňující spodní pánev skříně parní ucpávky opatřenou hybridním kartáčovým/voštinovým těsněním; a obr. 4 zvětšený perspektivní pohled znázorňující segment tělesa těsnění opatřený v něm začleněným hybridním těsněním.
Příklady provedení vynálezu
S odvoláním na připojené výkresy, a zejména na obr. 1, je znázorněná parní ucpávka JO, která je is uspořádaná kolem trubky 12 vrtané trubkové sestavy. Parní ucpávka 10 zahrnuje napevno nainstalovanou skříň li, sestávající z vnější horní pánve 14 a vnější spodní pánve 16, které jsou navzájem spojené na horizontální střední spojovací rovině 17. Parní ucpávka 10 dále zahrnuje vstupní komoru ]_8 pro přívod páry (oblast vysokého tlaku) a výstupní komoru 20 pro odtah páry (oblast nízkého tlaku) tvořící prstencové průchody páry obklopující parní ucpávku 10. Je třeba uvést, že parní ucpávka 10 je nainstalovaná napevno, zatímco trubka 12 vrtané trubkové sestavy se otáčí kolem osy hřídele oběžného kola rotoru turbíny. Přetlak páry spojený s přívodem páry z vhodného zdroje (není znázorněný) je uspořádaný v průtokovém spojení se vstupní komorou , pro přivádění chladicí páry do vnitřního průchozího kanálu 22 v trubce 12 vrtané trubkové sestavy. Výstupní komora 20 pro odtah páry je spojená s vratným vedením páry (není znázomě- *1 né) pro odtahování průsaku páry procházejícího skrze hybridní těsnění, obecně označené vztaho- !
vou značkou 30 a konstrukčně vytvořené podle přednostního provedení předloženého vynálezu.
Za tohoto stavu žádný průsak páry ze vstupní komory 18 prošlý skrze hybridní těsnění 30 neprotéká dále dopředu do oblasti hlavního ložiska turbíny (není znázorněné). Naopak, takový průsak páry se odtahuje prostřednictvím výstupní komory 20 pro odtah páry za účelem jejího opětovné30 ho použití. Další detaily systémového prostředí, ve kterém se parní ucpávka používá, jsou popsa- i né v americké přihlášce vynálezu US 09/566085, podané 9, května 2000, téhož přihlašovatele, | jejíž popis se tímto začleňuje do odvolávek vynálezu.
V souladu s jejím upřednostňovaným provedením zahrnuje parní ucpávka Γ0 vnitřní vybrání 32 obecně rybinovité konfigurace, které se obvodově rozprostírá kolem trubky Í2 a slouží k uložení hybridního těsnění 30, kteréžto rybinovité vybrání 32 je na navzájem protilehlých stranách v axiálním směru opatřené přírubami 34- S odvoláním na obr. 2a a 2b může být seznatelné, že v uvedeném prstencovém vnitřním vybrání 32 parní ucpávky 10 je uspořádané těleso 35 těsnění.
Těleso 35 těsnění zahrnuje prstencový věnec, který může být tvořený dvěma segmenty oblouko40 vé délky 180 stupňů, které jsou příslušně uspořádané v horní a spodní pánvi skříně ucpávky, a nebo může být toto těleso vytvořené ve formě obloukovitých segmentů 36, rozprostírajících se po obvodu každé z uvedených horní a spodní pánve skříně ucpávky. Příklad takových obloukovitých segmentů 36 těsnění je znázorněný na obr. 3 a 4. Každý segment 36 těsnění je na každém z navzájem opačných konců v axiálním směru zakončený obloukovitě se rozprostírající přírubou
38 (viz obr. 2b) a zahloubením 40. Při tomto uspořádání je každý segment 36 těsnění ve vybrání uložený tak, že se příruby 34 vybrání 32 zavedou do zahloubení 40 segmentu 36 těsnění a udržují tento segment 36 těsnění v nepohyblivé součásti, například ve skříni parní ucpávky.
Kartáčová těsnění, obecně označená vztahovou značkou 42, jsou uspořádaná v blízkosti navzá50 jem opačných konců, respektive axiálně v určité vzdálenosti od sebe se nacházejících konců prstencového tělesa těsnění, a zejména v blízkosti navzájem opačných konců každého segmentu těsnění. Každé kartáčové těsnění 42 je každé tvořené nosičem 43 zahrnujícím dvojici opěrných desek. Například, kartáčové těsnění 42 přilehlé k výstupní straně oblasti vysokého tlaku vstupní komory 18 pro přívod páry zahrnuje opěrné desky 44 a 46, upravené na opačných stranách kartá-4CZ 301515 B6 čových štětin 48. Opěrná deska 46 je opatřená v axiálním směru se rozprostírajícím okolkem 50, zaváděným do drážky komplementárního tvaru, opatřené v zahloubení vytvořeném podél vnitřního povrchu obloukovitého segmentu 36 těsnění. Opěrné desky 44 a 46 obklopují z obou stran mezi nimi uspořádané štětiny 48, a uvedené štětiny a opěrné desky jsou k sobě navzájem připev5 něné prostřednictvím svarové housenky 52. Vzhledem k uvedeným skutečnostem je třeba si uvědomit, že na vstupní straně každého segmentu 36 tělesa těsnění se obloukovité a spojitě rozprostírá kartáčové těsnění obecně ve tvarové konfiguraci L,
Podobně, na výstupní straně tělesa 35 těsnění uspořádaná a k oblastí nízkého tlaku a výstupní i o komoře 20 přilehlé kartáčové těsnění 42 zahrnuje dvojicí opěrných desek 56 a 58, upravených na opačných stranách štětin 60. V tomto případě je však každá z opěrných desek 56 a 58, v uvedeném pořadí, opatřená axiálně v navzájem opačném směru se rozprostírajícími okolky 57 a 59, které se zavádí do drážek komplementárního tvaru, opatřených v zahloubení vytvořeném podél vnitřního povrchu tělesa těsnění.
!5
Štětiny a opěrné desky jsou k sobě navzájem připevněné prostřednictvím svarové housenky 62. V souvislosti s tímto uspořádáním je třeba si uvědomit, že konce Štětin 48 a 60 příslušného kartáčového těsnění 42 zabírají s trubkou 12 ve v určité vzdálenosti od sebe uspořádaných polohách podél této trubky v axiálním směru.
Mezi těmito dvěma kartáčovými těsněními 42 je na každém segmentu 36 těsnění upravené voštinové těsnění 64. Voštinové těsnění 64 je uspořádané tak, že se obvodově rozprostírá na příslušném segmentu 36 těsnění a překlenuje, v axiálním směru, převážnou část délky segmentu 36 těsnění mezi kartáčovými těsněními a, v obvodovém směru, vzdálenost mezi opačnými čelní25 mi konci uvedeného segmentu. Voštinové těsnění může být zhotovené z kovu nebo z keramického materiálu, a může být tvořené radiálními, směrem do vnitřního prostoru otevřenými kanálky s příčným průřezem hexagonální tvarové konfigurace. Kartáčová těsnění 42 jsou v příslušných drážkách upevněná a proti otáčení zajištěná prostřednictvím C-svorek a stabilizačních kolíků 72. (viz obr. 4).
Je třeba si uvědomit, že v případě, kde těleso 35 těsnění zahrnuje množství v obvodovém směru se rozprostírajících segmentů 36 těsnění, existuje potenciální možnost průsaku páry mezi navzájem k sobě přilehlými Čelními konci 68 segmentů 36 těsnění. S odvoláním na obr. 4 jsou proto čelní konce 68 segmentů těsnění opatřené drážkovým těsněním 74. Uvedené drážkové těsnění 74 tvoří plochá obecně rovinná kovová součást, která je uspořádaná v obvodových drážkách v po obvodu drážkami opatřených čelních konců k sobě navzájem přilehlých segmentů těsnění.
Na základě shora uvedených skutečností je třeba si uvědomit, že navrhované hybridní voštinové/kartáčové těsnění bude schopné snášet vysoký rozdíl tlaků mezi oblastí vysokého tlaku vstup40 ní komory pro přívod páry a oblastí nízkého tlaku výstupní komory pro odtah páry. Současně toto hybridní těsnění 30 snižuje, díky eliminaci těsnění labyrintového typu, potenciální možnost poškození rotoru působením indukovaného tepla na minimum. Takto je současně, redukcí průsaku vzduchu a páry během provozu turbíny prostřednictvím kombinované uspořádání kartáčového těsnění a voštinového těsnění ve společné skříni, optimalizován výkon parní ucpávky.
Ačkoli byl předložený vynález popsán ve spojení s provedením považovaným za stávajícího stavu za nej lepší z praktického hlediska a nejvíce upřednostňované, musí být osobám obeznámeným se stavem techniky zřejmé, že tento vynález není omezený pouze na popsané provedení, ale že naopak pokrývá různá další přizpůsobení, modifikace a ekvivalentní uspořádání, zahrnutá v pod50 statě vynálezu a v nárokovaném rozsahu připojených patentových nároků.

Claims (10)

  1. 5 1. Systém těsnění, který zahrnuje:
    otáčivou součást (12); nepohyblivou součást (11);
    těsnění (30) uspořádané mezi uvedenou otáčivou součástí (12) a uvedenou nepohyblivou součástí (ll), přičemž toto těsnění (30) zahrnuje těleso (35) těsnění nesené uvedenou nepohyblivou součástí (11) a nesoucí první a druhé obloukovité kartáčové těsnění (42), přičemž uvedená kartáčová těsnění (42) jsou uspořádaná v určité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním směru, is každé kartáčové těsnění (42) zahrnuje nosič (43) a množství štětin (48, 60) nesených tímto nosičem (43), přičemž konce těchto štětin (48, 60) vystupují vně z uvedeného nosiče (43) tak, že zabírají s otáčivou součástí (12), přičemž každý nosič (43) zahrnuje opěrnou desku (46, 58) uspořádanou na výstupní straně vzhledem k štětinám (48,60),
    20 vyznačující se tím, že uvedené těsnění (30) je uspořádáno mezi oblastí (18) vysokého tlaku nepohyblivé součásti (11) a oblastí (20) nízkého tlaku nepohyblivé součásti (11), které jsou uspořádané v určité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním směru a nalézají se na v axiálním směru opačných stranách uvede25 ného těsnění (30);
    uvedené těleso (35) těsnění je uspořádáno mezi uvedenými oblastmi (18, 20) vysokého a nízkého tlaku;
    30 uvedené těleso (35) těsnění nese obloukovité voštinové těsnění (64) rozprostírající se v axiálním směru mezi uvedenými prvním a druhým kartáčovými těsněními (42), kteréžto voštinové těsnění (64) zahrnuje množství v podstatě radiálních kanálků (66) otevřených směrem k otáčivé součásti (12),
    35 přičemž uvedená kartáčová těsnění (42) a voštinové těsnění (64) utěsňují prostor mezi nepohyblivou součástí (11) a otáčivou součástí (12) za účelem minimalizace průtoku tekutiny z oblasti (18) vysokého tlaku do oblasti (20) nízkého tlaku; a alespoň jedna z uvedených opěrných desek (46, 58) zahrnuje v axiálním směru se rozprostírající
    40 okolek (50).
  2. 2. Systém těsnění podle nároku 1, vyznačující se tím, že každý z uvedených nosičů (43) zahrnuje opěrnou desku (44, 56) uspořádanou na vstupní straně vzhledem k štětinám (48, 60), přičemž alespoň jedno z uvedených prvního a druhého kartáčového těsnění (42) je na každé
    45 své opěrné desce (56, 58) opatřeno v axiálním směru se rozprostírajícím okolkem (57, 59).
  3. 3. Systém těsnění podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené těleso (35) těsnění zahrnuje na svých navzájem opačných stranách dvojici v axiálním směru se rozprostírajících přírub (38).
  4. 4. Systém těsnění podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedené těleso (35) těsnění zahrnuje množství obloukovítých segmentů (36), přičemž uvedená kartáčová těsnění (42) a uvedené obloukovité segmenty (36) mají kolem otáčivé součásti (12) obecně stejný rozsah.
    -6CZ 301515 B6
  5. 5. Parní ucpávka pro turbínu, zahrnující:
    nepohyblivou součást (11);
    otáčivou součást (12), uspořádanou uvnitř uvedené nepohyblivé součásti (11), těsnění (30), uspořádané mezi uvedenou nepohyblivou součástí (11) a uvedenou otáčivou součástí (12), přičemž uvedené těsnění (30) zahrnuje těleso (35) těsnění nesené nepohyblivou souio částí (11) a nesoucí první a druhé obloukovité kartáčové těsnění (42), přičemž tato kartáčová těsnění (42) jsou uspořádaná v určité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním směru, přičemž každé kartáčové těsnění (42) zahrnuje nosič (43) a množství štětin (48, 60) nesených tímto nosičem (43), přičemž konce těchto Štětin (48, 60) vystupují vně z uvedeného nosiče (43) tak, že zabírají s otáčivou součástí (12), vyznačující se tím, že uvedená nepohyblivá součást (11) má obecně prstencovou vstupní komoru (18), která vymezuje oblast vysokého tlaku, a obecně prstencovou výstupní komoru (20), která vymezuje oblast nízké20 ho tlaku, přičemž uvedené komory (18, 20) jsou uspořádané v určité vzdálenosti od sebe navzájem v axiálním směru, přičemž uvedená nepohyblivá součást (11) dále vykazuje obloukovité vybrání (32) rybinovité konfigurace, zahrnující dvojici v axiálním směru se rozprostírajících přírub (34);
    25 uvedené těsnění (30) je uspořádáno mezi uvedenými oblastmi (18, 20) vysokého a nízkého tlaku, které se nalézají na v axiálním směru opačných stranách uvedeného těsnění (30);
    uvedené těleso (35) těsnění zahrnuje obloukovité voštinové těsnění (64) rozprostírající se v axiálním směru mezi uvedenými prvním a druhým kartáčovými těsněními (42), kteréžto vošti30 nové těsnění (64) zahrnuje množství v podstatě radiálních kanálků (66) otevřených směrem k otáčivé součásti (12), přičemž uvedená kartáčová těsnění (42) a voštinové těsnění (64) minimalizují průtok tekutiny mezi axiálně v určité vzdálenosti od sebe uspořádaných oblastí (18) vysokého tlaku a oblastí (20)
    35 nízkého tlaku nacházejícími se, v axiálním směru, na opačných stranách uvedeného těsnění (30); a uvedené těleso (35) těsnění zahrnuje na svých navzájem opačných stranách dvojici v axiálním směru se rozprostírajících přírub (38), které zapadají do uvedeného rybinovitého vybrání (32).
  6. 6. Parní ucpávka podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedený nosič (43) pro uvedené štětiny (48, 60) zahrnuje dvojici opěrných desek (44,46; 56, 58) uspořádaných na opačných stranách uvedených štětin (48, 60).
    45
  7. 7. Parní ucpávka podle nároku 5, v y z n a č u j í c í se t í m, že uvedené těleso (35) těsnění zahrnuje alespoň dvojici obloukovitých segmentů (36) rozprostírajících se v obvodovém směru, kteréžto segmenty (36) vykazují po obvodu drážkami opatřené čelní konce (68) s drážkovým těsněním (74), uspořádanými mezi těmito drážkami opatřenými čelními konci (68).
    50
  8. 8. Parní ucpávka podle nároku 5, vyznačující se tím, že uvedená nepohyblivá součást (11) zahrnuje horní pánev (14) a spodní pánev (16) skříně turbíny, které jsou navzájem spojené podél střední spojovací roviny (17), přičemž uvedené těleso (35) těsnění zahrnuje množství obloukovitých segmentů (36), které se rozprostírají v obvodovém směru v každé z uvede-7CZ 301515 B6 ných pánví (14, 16) v blízkostí čelních konců (68) uvedených segmentů (36) v každé z uvedených pánví (14, 16) opatřených po obvodu se rozprostírajícími drážkovými těsněními (74) pro utěsňování těchto segmentů (36) vůči sobě.
    5
  9. 9. Parní ucpávka podle nároku 6, vyznačující se tím, že alespoň jedna z uvedených opěrných desek (44,46; 56, 58) zahrnuje v axiálním směru se rozprostírající okolek (50).
  10. 10. Parní ucpávka podle nároku 6, vyznačující se tím, že alespoň jedno z uvedených prvního a druhého kartáčových těsnění (42) je na každé ze svých opěrných desek (56, 58) io opatřené v axiálním směru se rozprostírajícím okolkem (57, 59).
CZ20032960A 2002-10-30 2003-10-30 Systém tesnení pro parní ucpávku CZ301515B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/283,293 US6827350B2 (en) 2002-10-30 2002-10-30 Hybrid honeycomb and brush seal for steam gland

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20032960A3 CZ20032960A3 (cs) 2004-07-14
CZ301515B6 true CZ301515B6 (cs) 2010-03-31

Family

ID=32174639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20032960A CZ301515B6 (cs) 2002-10-30 2003-10-30 Systém tesnení pro parní ucpávku

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6827350B2 (cs)
JP (1) JP4490670B2 (cs)
KR (1) KR100854193B1 (cs)
CN (1) CN100368656C (cs)
CZ (1) CZ301515B6 (cs)
DE (1) DE10350209A1 (cs)
RU (1) RU2326245C2 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308926B6 (cs) * 2020-03-27 2021-09-08 Vysoké Učení Technické V Brně Úprava hydrodynamických spár hydraulických prvků

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6261413A (ja) * 1985-09-11 1987-03-18 Toyo Commun Equip Co Ltd 多段接続ｓａｗ多重モ−ド・フイルタのシ−ルドパタ−ン
DE10258096A1 (de) * 2002-12-11 2004-06-24 Alstom (Switzerland) Ltd. Bürstendichtung zum Dichten eines Spaltes zwischen einem Rotor und einem Stator
US7226054B2 (en) * 2004-12-14 2007-06-05 United Technologies Corporation Clamp lock brush seal assembly
JP4776249B2 (ja) * 2005-02-25 2011-09-21 株式会社東芝 液体の軸封装置とその軸封装置を用いた回転電機
US7604241B2 (en) * 2005-09-22 2009-10-20 General Electric Company Seals for turbines and turbo machinery
US20080309019A1 (en) * 2007-06-13 2008-12-18 General Electric Company Sealing assembly for rotary machines
US20080315529A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-25 Addis Mark E Ease of assembly aid for brush seal
NO330109B1 (no) * 2008-02-07 2011-02-21 Statoilhydro Asa Opplagringssystem for rotor i roterende maskiner
US7932633B2 (en) 2008-10-22 2011-04-26 General Electric Company Apparatus for transferring energy using power electronics and machine inductance and method of manufacturing same
US8080973B2 (en) 2008-10-22 2011-12-20 General Electric Company Apparatus for energy transfer using converter and method of manufacturing same
US20100164177A1 (en) * 2008-12-30 2010-07-01 Eaton Corporation Hybrid multistage brush seal
WO2010103213A1 (fr) * 2009-03-09 2010-09-16 Snecma Ensemble d'anneau de turbine
CN102362109B (zh) 2009-06-16 2016-01-20 三菱重工业株式会社 轴封装置
US9290097B2 (en) 2010-11-05 2016-03-22 Robert Louis Steigerwald Apparatus for transferring energy using onboard power electronics with high-frequency transformer isolation and method of manufacturing same
US20130181408A1 (en) 2012-01-13 2013-07-18 General Electric Company Brush seal arrangement combined with honeycomb seal
US20130256992A1 (en) * 2012-03-27 2013-10-03 General Electric Company Brush seal system with elliptical clearance
CN105298553B (zh) * 2014-06-17 2018-03-06 斗山重工业株式会社 刷式密封组件
DE102014218937A1 (de) * 2014-09-19 2016-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Wellendichtung, Verfahren zum Betrieb
US10690251B2 (en) 2016-09-23 2020-06-23 General Electric Company Labyrinth seal system and an associated method thereof
CN108506490B (zh) * 2017-02-27 2021-01-26 西门子公司 蜂窝密封件及其制造方法和系统
CN107060900B (zh) * 2017-03-31 2023-06-16 沈阳北碳密封有限公司 蜂窝螺旋径向刷式梳齿剖分密封
CN109578086B (zh) * 2018-11-08 2021-07-30 北京北冶功能材料有限公司 一种复合刷式密封结构
CN112879106B (zh) * 2021-01-25 2022-07-22 青岛理工大学 一种蒸汽动力装置的汽封系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0894947A2 (en) * 1997-07-30 1999-02-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine interstage seal
US6131910A (en) * 1992-11-19 2000-10-17 General Electric Co. Brush seals and combined labyrinth and brush seals for rotary machines
EP1079069A2 (en) * 1999-08-24 2001-02-28 General Electric Company Steam cooling system for a gas turbine
US6402157B1 (en) * 2001-08-20 2002-06-11 General Electric Company Brush seal and method of using brush seal
US6499742B1 (en) * 2001-08-20 2002-12-31 General Electric Company Brush seal assembly and method of using brush seal assembly

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58152974A (ja) * 1982-03-08 1983-09-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タ−ボ機械のシ−ル装置
US4986737A (en) * 1988-12-29 1991-01-22 General Electric Company Damped gas turbine engine airfoil row
US5318309A (en) 1992-05-11 1994-06-07 General Electric Company Brush seal
US5308088A (en) 1992-08-20 1994-05-03 General Electric Company Brush seal with flexible backing plate
IT1284468B1 (it) 1995-07-28 1998-05-21 Mtu Muenchen Gmbh Guarnizione a spazzola per turbomacchine
US5738488A (en) * 1996-11-12 1998-04-14 General Electric Co. Gland for transferring cooling medium to the rotor of a gas turbine
DE19828065A1 (de) 1998-06-24 1999-12-30 Bmw Rolls Royce Gmbh Wabenstruktur-Dichtung insbesondere für eine Gasturbine
JP2003161108A (ja) * 2001-11-27 2003-06-06 Toshiba Corp シール装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6131910A (en) * 1992-11-19 2000-10-17 General Electric Co. Brush seals and combined labyrinth and brush seals for rotary machines
EP0894947A2 (en) * 1997-07-30 1999-02-03 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine interstage seal
EP1079069A2 (en) * 1999-08-24 2001-02-28 General Electric Company Steam cooling system for a gas turbine
US6402157B1 (en) * 2001-08-20 2002-06-11 General Electric Company Brush seal and method of using brush seal
US6499742B1 (en) * 2001-08-20 2002-12-31 General Electric Company Brush seal assembly and method of using brush seal assembly

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308926B6 (cs) * 2020-03-27 2021-09-08 Vysoké Učení Technické V Brně Úprava hydrodynamických spár hydraulických prvků

Also Published As

Publication number Publication date
US20040084849A1 (en) 2004-05-06
CN100368656C (zh) 2008-02-13
JP4490670B2 (ja) 2010-06-30
DE10350209A1 (de) 2004-05-19
RU2326245C2 (ru) 2008-06-10
CN1499045A (zh) 2004-05-26
RU2003131867A (ru) 2005-04-10
KR20040038792A (ko) 2004-05-08
CZ20032960A3 (cs) 2004-07-14
US6827350B2 (en) 2004-12-07
KR100854193B1 (ko) 2008-08-26
JP2004150430A (ja) 2004-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ301515B6 (cs) Systém tesnení pro parní ucpávku
RU2392449C2 (ru) Турбина, содержащая сменные носители истираемого уплотнения для создания уплотнения между вращающимся и стационарным компонентами турбины
JP5491874B2 (ja) ガスタービン中の２次空気流を低減する装置およびシステム
US8277177B2 (en) Fluidic rim seal system for turbine engines
EP2573329B1 (en) Air system architecture for a mid-turbine frame module
RU2435039C2 (ru) Корпус для турбины, турбина, а также турбомашина, содержащая такую турбину
US7052240B2 (en) Rotating seal arrangement for turbine bucket cooling circuits
RU2132474C1 (ru) Узел кольцеобразный подшипниковой опоры (варианты)
RU2589415C2 (ru) Вставка уплотнения вала
CN1948718B (zh) 涡轮覆环组合件及组装燃气涡轮发动机的方法
US8388310B1 (en) Turbine disc sealing assembly
EP1116906A2 (en) A seal arrangement
US7013652B2 (en) Gas turbo set
CZ292410B6 (cs) Ucpávka
JP2009503341A (ja) ステータアッセンブリ、モジュールおよび回転機械製造方法
JP5968474B2 (ja) タービンディスクにおける応力を軽減するガスタービン配列および対応するガスタービン
EP1249592A2 (en) Steam cooled turbine
US4863341A (en) Turbine having semi-isolated inlet
JP2004060657A (ja) 蒸気タービンダイアフラムの段間パッキンシールのための端面間隙シール及びそれを組込む方法
JP2009243299A (ja) ターボチャージャ
CN109184808A (zh) 分段式涡轮导向器连接结构、安装方法及燃气涡轮发动机
KR20190108560A (ko) 터빈, 대응 증기 터빈 및 작동 방법
JP6033476B2 (ja) 軸流式エキスパンダ
FR2895021A1 (fr) Systeme d&#39;etancheite inter-etages dans une turbomachine
JP7471476B2 (ja) メカニカルシール及びポンプ装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20151030