RU2013116553A - Система (варианты) и способ уплотнения вала - Google Patents

Система (варианты) и способ уплотнения вала Download PDF

Info

Publication number
RU2013116553A
RU2013116553A RU2013116553/06A RU2013116553A RU2013116553A RU 2013116553 A RU2013116553 A RU 2013116553A RU 2013116553/06 A RU2013116553/06 A RU 2013116553/06A RU 2013116553 A RU2013116553 A RU 2013116553A RU 2013116553 A RU2013116553 A RU 2013116553A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
seal
shaft
pressure
turbine
section
Prior art date
Application number
RU2013116553/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2621425C2 (ru
Inventor
Сяочин ДЖЕН
Дэниел Роберт КОФФИ
Гуокианг ЛУ
Джон Ричард ПАУЭРС
Стивен Пол СКАРЛАТА
Кристофер Дэвид САТТЛЗ
Original Assignee
Дженерал Электрик Компани
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 Дженерал Электрик Компани filed Critical Дженерал Электрик Компани
Publication of RU2013116553A publication Critical patent/RU2013116553A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2621425C2 publication Critical patent/RU2621425C2/ru

Links

Classifications

    • 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
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals
    • 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
    • F01D11/04—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type using sealing fluid, e.g. steam
    • 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
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines
    • 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
    • F05D2240/60—Shafts
    • F05D2240/63—Glands for admission or removal of fluids from shafts
    • 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
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/60—Fluid transfer
    • F05D2260/602—Drainage
    • F05D2260/6022—Drainage of leakage having past a seal
    • 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
    • F16J15/54—Other sealings for rotating shafts

Abstract

1. Система уплотнения вала, расположенная в первой секции турбины, содержащей вращающийся элемент, имеющий вал, и неподвижный элемент, окружающий вращающийся элемент и ограничивающий паровой проточный тракт, содержащая:по меньшей мере одно уплотнение, расположенное вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала,первую соединительную магистраль для проведения пара из первой секции турбины к расположенной ниже по потоку части турбины,причем расположенная ниже по потоку часть турбины имеет давление ниже давления в первой секции турбины,при этом первая секция турбины находится либо при высоком давлении, либо при среднем давлении, причем оба конца вала, первый и второй, находятся при давлении большем, чем атмосферное давление.2. Система по п.1, в которой первая секция турбины содержит секцию среднего давления.3. Система по п.1, в которой расположенная ниже по потоку часть содержит секцию низкого давления.4. Система по п.1, в которой первая секция турбины содержит секцию высокого давления, а указанная расположенная ниже по потоку часть содержит секцию среднего давления.5. Система по п.1, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, содержит основное уплотнение и паровое уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от самого внутреннего основного уплотнения.6. Система по п.5, дополнительно содержащая первое кольцевое пространство, расположенное между основным уплотнением и паровым уплотнением, как на первом конце вала, так и на втором конце вала, причем первая соединительная магистраль проточно со�

Claims (20)

1. Система уплотнения вала, расположенная в первой секции турбины, содержащей вращающийся элемент, имеющий вал, и неподвижный элемент, окружающий вращающийся элемент и ограничивающий паровой проточный тракт, содержащая:
по меньшей мере одно уплотнение, расположенное вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала,
первую соединительную магистраль для проведения пара из первой секции турбины к расположенной ниже по потоку части турбины,
причем расположенная ниже по потоку часть турбины имеет давление ниже давления в первой секции турбины,
при этом первая секция турбины находится либо при высоком давлении, либо при среднем давлении, причем оба конца вала, первый и второй, находятся при давлении большем, чем атмосферное давление.
2. Система по п.1, в которой первая секция турбины содержит секцию среднего давления.
3. Система по п.1, в которой расположенная ниже по потоку часть содержит секцию низкого давления.
4. Система по п.1, в которой первая секция турбины содержит секцию высокого давления, а указанная расположенная ниже по потоку часть содержит секцию среднего давления.
5. Система по п.1, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, содержит основное уплотнение и паровое уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от самого внутреннего основного уплотнения.
6. Система по п.5, дополнительно содержащая первое кольцевое пространство, расположенное между основным уплотнением и паровым уплотнением, как на первом конце вала, так и на втором конце вала, причем первая соединительная магистраль проточно соединяет первое кольцевое пространство с первой ступенью расположенной ниже по потоку части, при этом указанная расположенная ниже по потоку часть представляет собой секцию турбины с более низким давлением, чем давление в первой секции турбины.
7. Система по п.6, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, содержит воздушное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от парового уплотнения, причем система уплотнения вала дополнительно содержит второе кольцевое пространство, расположенное между паровым уплотнением и воздушным уплотнением, и вторую соединительную магистраль, проточно-соединяющую второе кольцевое пространство со второй ступенью расположенной ниже по потоку части, при этом расположенная ниже по потоку часть представляет собой секцию турбины с более низким давлением, чем давление в первой секции турбины, причем вторая ступень имеет более низкое давление, чем давление в первой ступени.
8. Система по п.1, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, содержит гидродинамическое бесконтактное уплотнение, которое содержит либо сегментированное кольцевое уплотнение, либо торцевое уплотнение, при этом гидродинамическое бесконтактное уплотнение дополнительно содержит углерод.
9. Система по п.1, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, расположено на безопасном расстоянии от вращающегося элемента, которое меньше или равно приблизительно 0,025 мм.
10. Система по п.1, дополнительно содержащая:
первое буферное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг первого конца вала, и
второе буферное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг второго конца вала, и
магистраль подачи отфильтрованного воздуха, обеспечивающую подачу отфильтрованного воздуха как к первой полости, расположенной между первым буферным уплотнением и указанным по меньшей мере одним уплотнением, так и ко второй полости, расположенной между вторым буферным уплотнением и указанным по меньшей мере одним уплотнением.
11. Система уплотнения вала, расположенная в первой секции турбины, содержащей вращающийся элемент, имеющий вал, и неподвижный элемент, окружающий вращающийся элемент и ограничивающий паровой проточный тракт, содержащая:
по меньшей мере одно уплотнение, расположенное вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала,
первое буферное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг первого конца вала,
второе буферное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг второго конца вала,
первую соединительную магистраль для проведения пара из первой секции турбины к расположенной ниже по потоку части турбины,
причем расположенная ниже по потоку часть турбины имеет давление ниже давления в первой секции турбины,
при этом первая секция турбины находится либо при высоком давлении, либо при среднем давлении, причем оба конца вала, первый и второй, находятся при давлении, большем, чем атмосферное давление.
12. Система по п.11, в которой расположенная ниже по потоку часть содержит секцию низкого давления.
13. Система по п.11, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, содержит основное уплотнение и паровое уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от самого внутреннего основного уплотнения.
14. Система по п.13, дополнительно содержащая первое кольцевое пространство, расположенное между основным уплотнением и паровым уплотнением, как на первом конце вала, так и на втором конце вала, причем первая соединительная магистраль гидравлически соединяет первое кольцевое пространство с первой ступенью расположенной ниже по потоку части, при этом расположенная ниже по потоку часть представляет собой секцию турбины с более низким давлением, чем давление в первой секции турбины.
15. Система по п.14, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, содержит воздушное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от парового уплотнения, при этом система уплотнения вала дополнительно содержит второе кольцевое пространство, расположенное между паровым уплотнением и воздушным уплотнением, и вторую соединительную магистраль, проточно-соединяющую второе кольцевое пространство со второй ступенью расположенной ниже по потоку части, при этом расположенная ниже по потоку часть представляет собой секцию турбины с более низким давлением, чем давление в первой секции турбины, причем вторая ступень имеет более низкое давление, чем давление в первой ступени.
16. Система по п.11, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, содержит гидродинамическое бесконтактное уплотнение, которое содержит либо сегментированное кольцевое уплотнение, либо торцевое уплотнение.
17. Система по п.11, в которой каждое уплотнение из указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, расположено на безопасном расстоянии от вращающегося элемента, которое меньше или равно приблизительно 0,025 мм.
18. Способ уплотнения вала в первой секции турбины, содержащей вращающийся элемент, имеющий вал, и неподвижный элемент, окружающий вращающийся элемент и ограничивающий паровой проточный тракт, причем способ включает:
использование по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, и
проведение пара из первой секции турбины в расположенную ниже по потоку часть турбины,
причем расположенная ниже по потоку часть турбины имеет давление ниже давления в первой секции турбины,
при этом первая секция турбины находится либо при высоком давлении, либо при среднем давлении, причем как первый конец вала, так и второй конец вала находится при давлении, большем, чем атмосферное давление.
19. Способ по п.18, в котором при использовании указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала, дополнительно:
используют основное уплотнение, расположенное вокруг как первого конца вала, так и второго конца вала,
используют паровое уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от каждого из основных уплотнений,
используют воздушное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от каждого из паровых уплотнений,
проточно соединяют первое кольцевое пространство, расположенное между основным уплотнением и паровым уплотнением, как на первом конце вала, так и на втором конце вала, с первой ступенью расположенной ниже по потоку части, и
проточно соединяют второе кольцевое пространство, расположенное между паровым уплотнением и воздушным уплотнением как на первом конце вала, так и на втором конце вала, со второй ступенью расположенной ниже по потоку части,
при этом расположенная ниже по потоку часть представляет собой секцию турбины, имеющую более низкое давление, чем давление в первой секции турбины, причем вторая ступень имеет более низкое давление, чем первая ступень.
20. Способ по п.18, в котором дополнительно:
используют первое буферное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг первого конца вала,
используют второе буферное уплотнение, расположенное в осевом направлении снаружи от указанного по меньшей мере одного уплотнения, расположенного вокруг второго конца вала, и
обеспечивают подачу отфильтрованного воздуха как к первой полости, расположенной между первым буферным уплотнением и указанным по меньшей мере одним уплотнением, так и ко второй полости, расположенной между вторым буферным уплотнением и указанным по меньшей мере одним уплотнением.
RU2013116553A 2012-04-13 2013-04-12 Система (варианты) и способ уплотнения вала RU2621425C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/446,707 US9540942B2 (en) 2012-04-13 2012-04-13 Shaft sealing system for steam turbines
US13/446,707 2012-04-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013116553A true RU2013116553A (ru) 2014-10-20
RU2621425C2 RU2621425C2 (ru) 2017-06-06

Family

ID=48050551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013116553A RU2621425C2 (ru) 2012-04-13 2013-04-12 Система (варианты) и способ уплотнения вала

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9540942B2 (ru)
EP (1) EP2650485B1 (ru)
JP (1) JP6228377B2 (ru)
CN (1) CN103375358B (ru)
RU (1) RU2621425C2 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013227208A1 (de) 2013-12-30 2015-07-02 Siemens Aktiengesellschaft Dichtsystem für eine Dampfturbine sowie Dampfturbine
US9611749B2 (en) * 2014-03-26 2017-04-04 General Electric Company Face seal with locally compliant hydrodynamic pads
CN105512419B (zh) * 2015-12-17 2018-10-16 东方电气集团东方汽轮机有限公司 自密封汽封动作点设定方法
US10480322B2 (en) * 2018-01-12 2019-11-19 General Electric Company Turbine engine with annular cavity

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL22091C (ru) * 1926-05-12
FR761991A (ru) * 1932-09-19 1934-03-30
US3003321A (en) * 1955-01-31 1961-10-10 English Electric Co Ltd Steam turbines
US3604206A (en) * 1968-07-31 1971-09-14 Gen Electric Shaft-sealing system for nuclear turbines
US3873817A (en) 1972-05-03 1975-03-25 Westinghouse Electric Corp On-line monitoring of steam turbine performance
CH550348A (de) * 1972-10-11 1974-06-14 Bbc Brown Boveri & Cie Sperrmedium-labyrinthdichtung.
US3885822A (en) 1974-06-21 1975-05-27 Westinghouse Electric Corp Automatic load and vacuum sensitive exhaust hood spray system
US3945760A (en) 1974-10-29 1976-03-23 Westinghouse Electric Corporation Outer cylinder for a low pressure turbine apparatus
US4350345A (en) * 1981-04-01 1982-09-21 General Electric Company Air-sealed oil deflector
US4725196A (en) 1986-09-19 1988-02-16 Hitachi, Ltd. Single-shaft multi-stage centrifugal compressor
US5137284A (en) * 1990-03-16 1992-08-11 Stein Seal Company Stationary seal ring assembly for use in dry gas face seal assemblies
EP0577908B1 (en) * 1992-07-10 1995-09-06 Ansaldo Energia S.P.A. A process for sealing the rotor of a turbine which uses wet geothermal steam
US5344160A (en) 1992-12-07 1994-09-06 General Electric Company Shaft sealing of steam turbines
DE4435322B4 (de) 1994-10-01 2005-05-04 Alstom Verfahren und Vorrichtung zur Wellendichtung und zur Kühlung auf der Abgasseite einer axialdurchströmten Gasturbine
US5749227A (en) 1995-06-07 1998-05-12 Electric Boat Corporation Steam seal air removal system
DE19720649C2 (de) 1997-05-16 2000-09-28 Mtu Muenchen Gmbh Bürstendichtung
DE19855742C1 (de) 1998-12-03 2000-09-14 Mtu Muenchen Gmbh Bürstendichtung mit abgewinkelten Borsten
DE19962316C2 (de) 1999-12-23 2002-07-18 Mtu Aero Engines Gmbh Bürstendichtung
DE10018273B4 (de) 2000-04-13 2005-10-20 Mtu Aero Engines Gmbh Bürstendichtung
JP3702212B2 (ja) 2001-09-28 2005-10-05 三菱重工業株式会社 軸シール機構及びタービン
JP3877992B2 (ja) * 2001-10-17 2007-02-07 株式会社タンケンシールセーコウ スチームタービン用軸封装置
DE10163804B4 (de) 2001-12-22 2005-07-07 Mtu Aero Engines Gmbh Bürstendichtung
CN1431387A (zh) 2002-01-08 2003-07-23 三菱重工业株式会社 旋转轴密封装置和使用该装置的氦气汽轮机发电系统
CN100396885C (zh) 2003-05-21 2008-06-25 三菱重工业株式会社 轴密封机构、轴密封机构的组装结构和大型流体机械
US7040861B2 (en) * 2004-03-04 2006-05-09 General Electric Company Method and apparatus for reducing self sealing flow in combined-cycle steam turbines
US7195443B2 (en) * 2004-12-27 2007-03-27 General Electric Company Variable pressure-controlled cooling scheme and thrust control arrangements for a steam turbine
CN2833118Y (zh) 2005-09-07 2006-11-01 朱恒军 新型汽轮机轴封系统
CN201292865Y (zh) 2008-12-04 2009-08-19 东北电力科学研究院有限公司 汽轮机低压轴封密封装置
US8147185B2 (en) * 2009-01-22 2012-04-03 General Electric Company Systems, methods, and apparatus for controlling gas leakage in a turbine
US20100284782A1 (en) * 2009-05-05 2010-11-11 General Electric Company Steam turbine, system, and method of operation
EP2261464A1 (de) * 2009-06-09 2010-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Turbomaschine
US8221056B2 (en) * 2009-06-11 2012-07-17 General Electric Company Mixing hotter steam with cooler steam for introduction into downstream turbine
JP5738184B2 (ja) 2009-06-16 2015-06-17 三菱重工業株式会社 軸シール装置
US8650878B2 (en) * 2010-03-02 2014-02-18 General Electric Company Turbine system including valve for leak off line for controlling seal steam flow
US8087872B2 (en) * 2010-03-23 2012-01-03 General Electric Company Steam seal system
US8545166B2 (en) * 2010-07-28 2013-10-01 General Electric Company System and method for controlling leak steam to steam seal header for improving steam turbine performance
JP5714945B2 (ja) 2010-12-27 2015-05-07 株式会社神戸製鋼所 水噴射式スクリュ圧縮機
US8899909B2 (en) * 2011-06-27 2014-12-02 General Electric Company Systems and methods for steam turbine wheel space cooling

Also Published As

Publication number Publication date
US9540942B2 (en) 2017-01-10
EP2650485A2 (en) 2013-10-16
JP2013221505A (ja) 2013-10-28
US20130272872A1 (en) 2013-10-17
RU2621425C2 (ru) 2017-06-06
EP2650485A3 (en) 2018-02-28
CN103375358A (zh) 2013-10-30
EP2650485B1 (en) 2019-03-27
JP6228377B2 (ja) 2017-11-08
CN103375358B (zh) 2017-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2013116553A (ru) Система (варианты) и способ уплотнения вала
EP2143888A3 (en) Steam turbine and method of cooling steam turbine
EA201890029A1 (ru) Система и способ запуска установки генерации мощности
MY171815A (en) Flange sealing system
JP2014055588A5 (ru)
EP2687681A3 (en) Seal apparatus of turbine and thermal power system
JP2013144980A (ja) エーロフォイル
GB201015781D0 (en) Vertical axis turbine
IN2014DE03228A (ru)
JP2016044630A5 (ru)
WO2015102702A3 (en) Tailored thermal control system for gas turbine engine blade outer air seal array
EP3026384A3 (en) Heat exchanger
EP2778375A3 (en) Axial-flow turbine and power plant including the same
EP2511482A3 (en) Turbine shroud segment cooling system and method
MX2014001013A (es) Propulsor centrifugo y turbomaquina.
JP2012092829A (ja) シール装置
RU2014124339A (ru) Система для обеспечения герметичности между полостью для масла и прилегающим наружным пространством и турбомашина, оснащенная такой системой герметичности
RU2017103183A (ru) Уплотнение вращательного соединения для системы централизированной накачки шин
RU2013104538A (ru) Комбинированная уплотнительная и балансировочная система для турбинного диска
US9732621B1 (en) Air riding seal with purge cavity
WO2016078895A3 (de) Kühlung eines axialen endbereichs eines stators einer rotierenden elektrischen maschine
GB2530216A (en) A seal assembly
JP2015090087A5 (ru)
RU2010138973A (ru) Паровая турбина и ротор
RU2013116548A (ru) Система (варианты) и способ уплотнения вала