RU2066008C1 - Method of gas dynamic sealing - Google Patents
Method of gas dynamic sealing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2066008C1 RU2066008C1 RU93035692A RU93035692A RU2066008C1 RU 2066008 C1 RU2066008 C1 RU 2066008C1 RU 93035692 A RU93035692 A RU 93035692A RU 93035692 A RU93035692 A RU 93035692A RU 2066008 C1 RU2066008 C1 RU 2066008C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- pressure
- chamber
- leakage collection
- ejector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам уплотнения вала лопаточной машины, включающим различные конструктивные решения и уплотнительные элементы. The invention relates to methods for sealing a shaft of a vane machine, including various structural solutions and sealing elements.
Наиболее совершенным и широко применяемым в настоящее время являются уплотнения "газ-масло" торцевого и других типов /1/. The most perfect and widely used at present are gas-oil seals of mechanical and other types / 1 /.
Работа таких уплотнений основана на превышении давления масла в узле уплотнения над давлением газа, которое поддерживается с помощью специального регулятора. При этом некоторая часть уплотнительного масла попадает в газ, а затем в газоотделитель и снова участвует в процессе уплотнения. Для работы такой системы требуется насос, емкость и теплообменник, т.е. автономная система маслоподачи. На машинах большей мощности применение такой системы конечно приводит к усложнению конструкции, но не является определяющим. На машинах малой мощности 50 300 кВт традиционное уплотнение "газ-масло" настолько переусложняет конструкцию и обслуживание машины, что можно поставить вопрос о целесообразности ее применения. The operation of such seals is based on the excess of the oil pressure in the seal assembly over the gas pressure, which is supported by a special regulator. In this case, some of the sealing oil enters the gas, and then into the gas separator and again participates in the compaction process. Such a system requires a pump, a tank and a heat exchanger, i.e. autonomous oil supply system. On machines of higher power, the use of such a system of course leads to a complication of the design, but it is not decisive. On low-power machines of 50 300 kW, the traditional gas-oil seal makes the design and maintenance of the machine so complicated that it may raise the question of whether it is worth using.
Предлагаемый способ как и существующие предусматривает наличие узла уплотнения вала, содержащего камеру, из которой выходит вал через стенку, с наружной стороны которой находится в атмосферном воздухе, а с внутренней стороны находится уплотняющий агент. The proposed method, like the existing ones, provides for a shaft seal assembly containing a chamber, from which the shaft exits through a wall, on the outside of which is in atmospheric air, and on the inside there is a sealing agent.
Задача изобретения состоит в упрощении конструкции машин средней и большой мощности и создании высоконадежных и лопаточных машин малой мощности. The objective of the invention is to simplify the design of machines of medium and high power and the creation of highly reliable and blade machines of low power.
Технический результат достигается тем, что в качестве уплотняющего агента используется не дополнительный агент смазочное масло или другое вещество, а тот же самый газ, который сжимается или расширяется в лопаточной машине, но при давлении, равным атмосферному. Этим исключается возможность как утечки газа из машины, так и проникновение воздуха в технологический газ. Достигается это за счет того, что в специальную камеру, из которой выходит вал, постоянно при работе из машины подается до 5 7 технологического газа низкого давления через редуктор-регулятор для поддержания на выходе давления газа близким к атмосферному, а дополнительный компрессор постоянно отсасывает газ из камеры, сжимает его до давления на 0,05 МПа выше нижнего давления технологического газа в лопаточной машине. При таком газодинамическом способе на цель уплотнения используется определенная энергия, что безусловно несколько снижает энергетическую эффективность лопаточной машины, но существенно упрощается ее конструкция и обеспечивается высоконадежное уплотнение. The technical result is achieved in that the sealing agent is not an additional agent lubricating oil or other substance, but the same gas, which is compressed or expanded in a spatula, but at a pressure equal to atmospheric. This eliminates the possibility of gas leakage from the machine, as well as the penetration of air into the process gas. This is achieved due to the fact that up to 5 7 low-pressure process gas is constantly supplied from the machine to the special chamber from which the shaft exits while working from the machine through a pressure regulator to maintain the gas pressure at the outlet close to atmospheric pressure, and an additional compressor constantly sucks gas from chamber, compresses it to a pressure of 0.05 MPa above the lower pressure of the process gas in the blade machine. In this gas-dynamic method, a certain energy is used for the purpose of compaction, which certainly slightly reduces the energy efficiency of the blade machine, but its design is greatly simplified and highly reliable compaction is ensured.
Применение газодинамического уплотнения открывает широкие возможности для создания высоконадежных лопаточных машин малой мощности и позволяет существенно упростить конструкцию машин средней и большой мощности. The use of gas-dynamic compaction opens up great opportunities for creating highly reliable blade machines of low power and can significantly simplify the design of machines of medium and high power.
Наиболее эффективно такое уплотнение может быть использовано например, при создании лопаточного пневмодвигателя, использующего энергию перепада давления природного газа на газораспределительных (ГРС) и компрессорных станциях (КС) для привода электрогенератора. Such a seal can be most effectively used, for example, when creating a blade air motor using the energy of the differential pressure of natural gas at gas distribution (GDS) and compressor stations (CS) to drive an electric generator.
Это позволит использовать "бpосовую энергию, т.е. энергию, диссипируемую на дросселях ГРС и КС при затрате тепловой энергии на подогрев газа перед дросселированием, для выработки электрической энергии без расхода энергоресурсов и отрицательного воздействия на окружающую среду. This will make it possible to use “brass energy, that is, energy dissipated on the HRS and CS throttles during the expenditure of heat energy for heating the gas before throttling, to generate electric energy without the consumption of energy resources and negative impact on the environment.
Располагаемая энергия для этих целей на ГРС и КС России составляет около 50 млрд. кВт часов в год, что эквивалентно 20 25 млн. тонн топлива. The available energy for these purposes at the gas distribution stations and compressor stations of Russia is about 50 billion kWh per year, which is equivalent to 20 25 million tons of fuel.
Реализация предлагаемого способа газодинамического уплотнения вала лопаточной машины иллюстрируется чертежом. The implementation of the proposed method of gas-dynamic sealing of the shaft of a vane machine is illustrated in the drawing.
Например, лопаточной машиной является турбодетандер. Коллектор 1 через задвижку 2 трубопроводом, оснащенным предохранительным клапаном 3, соединен с турбодетандером 4, вал которого через лабиринтное уплотнение 5 и камеру 6 сбора утечек через манжету 7 выходит наружу. Камера 6 соединена с компрессором 8, имеющим механическую связь с валом турбодетандера или газовую связь с коллектором высокого и низкого давления при применении эжектора. Кроме того, камера 6 трубопроводом, на котором установлен редуктор-регулятор 9, соединена с коллектором низкого давления 10, а редуктор-регулятор обратной газовой связью с рабочей полостью машины. For example, a blade machine is a turboexpander. The collector 1 through the valve 2 by a pipe equipped with a safety valve 3 is connected to a turboexpander 4, the shaft of which through the labyrinth seal 5 and the chamber 6 for collecting leaks through the cuff 7 out. The chamber 6 is connected to a compressor 8, having a mechanical connection with the shaft of the turboexpander or gas connection with a high and low pressure manifold when using an ejector. In addition, the chamber 6 is connected by a pipeline on which a pressure regulator-regulator 9 is connected to a low-pressure manifold 10, and a pressure regulator-gas regulator is connected by a gas connection to the working cavity of the machine.
Предлагаемое уплотнение работает следующим образом. The proposed seal works as follows.
Газ из коллектора высокого давления через задвижку 2 по трубопроводу, оборудованному предохранительным клапаном 3, поступает в турбодетандер 4, где срабатывается определенный перепад и развивается мощность на валу. Gas from the high-pressure manifold through the valve 2 through a pipeline equipped with a safety valve 3, enters the turbine expander 4, where a certain differential is triggered and the power on the shaft develops.
По зазору между валом и корпусом некоторая часть газа под сниженным давлением через лабиринтное уплотнение 5 поступает в камеру 6. На выходе вала из камеры 6 установлена уплотнительная манжета 7. In the gap between the shaft and the housing, some of the gas under reduced pressure through the labyrinth seal 5 enters the chamber 6. At the outlet of the shaft from the chamber 6, a sealing sleeve 7 is installed.
Суть предлагаемого способа уплотнения состоит в поддержании в камере 6 давления, равным атмосферному за счет отсоса из нее газа. Это осуществляется с помощью компрессора 8, который имеет привод от вала турбодетандера или газовую связь в случае применения эжектора. Для обеспечения соответствия количества газа, отсасываемого компрессора 8 из камеры 6, и поступления газа в нее /для поддержания давления, равного атмосферному/, кроме нерегулируемой протечки газа через лабиринтное уплотнение обеспечивается регулируемая подача газа из коллектора низкого давления 10 по трубопроводу через редуктор-регулятор 9 /например, мембранного типа/ с обратной газовой связью. The essence of the proposed sealing method is to maintain in the chamber 6 a pressure equal to atmospheric due to suction of gas from it. This is done using a compressor 8, which is driven by a turboexpander shaft or gas connection in the case of an ejector. To ensure that the amount of gas sucked off by the compressor 8 from the chamber 6 and the gas flow into it / to maintain a pressure equal to atmospheric / matches, in addition to uncontrolled gas leakage through the labyrinth seal, an adjustable gas supply from the low pressure manifold 10 is provided through the pipeline through the pressure regulator 9 / e.g. membrane type / gas feedback.
В качестве компрессора используется эжектор, подключенный к коллектору газа высокого давления для подвода рабочего газа сообщенный с камерой для отсоса утечек газа, а выход газа из эжектора соединен с коллектором газа низкого давления. As a compressor, an ejector is used, connected to a high-pressure gas manifold for supplying working gas in communication with a chamber for suctioning gas leaks, and the gas outlet from the ejector is connected to a low-pressure gas collector.
При увеличении давления уплотняемого газа можно осуществить ступенчатый отвод утечек. Это производят из нескольких, расположенных по ходу газа камер сбора утечек, с помощью последовательно включенных эжекторов. При этом каждый из эжекторов подключается к коллектору газа высокого давления для подвода рабочего газа, а выход первого по ходу эжектора сообщается с последующей камерой сбора утечек, из которой он отсасывается последующим эжектором. By increasing the pressure of the gas being sealed, it is possible to carry out step-by-step leakage diversion. This is done from several leakage collection chambers located along the gas, using ejectors connected in series. In this case, each of the ejectors is connected to a high-pressure gas collector for supplying a working gas, and the output of the first ejector along the way is connected with a subsequent leakage collection chamber, from which it is sucked off by the subsequent ejector.
Применение изобретения позволяет создать высоконадежные пневмодвигатели лопаточного типа турбодетандеры для привода электрогенератора и других энергопотребителей, использующих энергию давления природного газа. The application of the invention allows the creation of highly reliable blade-type pneumatic engines of turbo-expanders for driving an electric generator and other energy consumers using pressure energy of natural gas.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93035692A RU2066008C1 (en) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Method of gas dynamic sealing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93035692A RU2066008C1 (en) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Method of gas dynamic sealing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93035692A RU93035692A (en) | 1996-05-20 |
RU2066008C1 true RU2066008C1 (en) | 1996-08-27 |
Family
ID=20144844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93035692A RU2066008C1 (en) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Method of gas dynamic sealing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2066008C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555089C2 (en) * | 2010-06-23 | 2015-07-10 | Дженерал Электрик Компани | Device for regulation of total axial load of steam turbine (versions) and steam turbine |
RU2562688C2 (en) * | 2010-06-23 | 2015-09-10 | Дженерал Электрик Компани | Control device of total axial load of steam turbine (versions) |
-
1993
- 1993-07-07 RU RU93035692A patent/RU2066008C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Комиссар А.Г. Уплотнительные устройства опор качения. - М.: Машиностроение, 1980, с. 49. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555089C2 (en) * | 2010-06-23 | 2015-07-10 | Дженерал Электрик Компани | Device for regulation of total axial load of steam turbine (versions) and steam turbine |
RU2562688C2 (en) * | 2010-06-23 | 2015-09-10 | Дженерал Электрик Компани | Control device of total axial load of steam turbine (versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN209800100U (en) | sealing system for reducing oil leakage | |
GB1398456A (en) | Gas turbine engines | |
CN203547804U (en) | Airtight turbine shaft seal system | |
EP2142803B1 (en) | Screw-rotor machine, energy-conversion system and method for energy conversion | |
CN207349104U (en) | A kind of middle-size and small-size superpressure boiler feed pump | |
RU2066008C1 (en) | Method of gas dynamic sealing | |
CN109236493A (en) | A kind of efficient waste heat for gas turbines recycling power generator and control method | |
CN210829503U (en) | Air supercharging system for reducing leakage of gas turbine lubricating oil | |
CN108019243A (en) | A kind of integral bearing A seating turbine | |
CN209539405U (en) | A kind of steam turbine end axle envelope compressed air sealing device | |
CN203835469U (en) | Turbine low-pressure shaft seal steam supply system | |
CN200993028Y (en) | Steam turbine low-pressure shaft seal water-sealing system | |
SE409222B (en) | WAY TO COMPRESS ENG, WHICH IS GENERATED IN A LOW PRESSURE ANGER | |
CN203670124U (en) | Water feed pump system of combined cycle power station | |
CN105604610A (en) | Nitric acid tail gas excess pressure recovery equipment | |
GB461887A (en) | Improvements relating to internal combustion turbines | |
JP3879213B2 (en) | Steam turbine ground leakage steam recovery system | |
CN219494069U (en) | Pressure energy recovery system of deaerator heating steam | |
JPH0941905A (en) | Gland steam control equipment | |
CN219197411U (en) | Steam supply system of steam turbine shaft seal | |
CN213711120U (en) | Shaft seal system of small-sized steam turbine thermodynamic system | |
CN217897976U (en) | Steam sealing system of steam turbine of waste incineration power plant | |
CN209244622U (en) | A kind of multiaxis four-in-one ORC machine waste heat recovery group | |
CN117759924B (en) | High-pressure deaerator steam heat cooperative cascade utilization equipment and system thereof | |
CN112594013B (en) | Device and method for sealing shaft end of organic working medium turbine and recycling working medium |