RU2244182C1 - Labyrinth packing - Google Patents

Labyrinth packing Download PDF

Info

Publication number
RU2244182C1
RU2244182C1 RU2003124166/06A RU2003124166A RU2244182C1 RU 2244182 C1 RU2244182 C1 RU 2244182C1 RU 2003124166/06 A RU2003124166/06 A RU 2003124166/06A RU 2003124166 A RU2003124166 A RU 2003124166A RU 2244182 C1 RU2244182 C1 RU 2244182C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
annular
ridges
ridge
stator
Prior art date
Application number
RU2003124166/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003124166A (en
Inventor
А.Ф. Ивах (RU)
А.Ф. Ивах
А.А. Салихов (RU)
А.А. Салихов
Ю.А. Сахнин (RU)
Ю.А. Сахнин
нский А.С. Лис (RU)
А.С. Лисянский
К.В. Горлицын (RU)
К.В. Горлицын
С.П. Путилов (RU)
С.П. Путилов
С.В. Ушинин (RU)
С.В. Ушинин
М.П. Юшка (RU)
М.П. Юшка
Original Assignee
ИВАХ Александр Фёдорович
Салихов Азат Асханович
Сахнин Юрий Абрамович
Лисянский Александр Степанович
Горлицын Константин Витальевич
Путилов Сергей Потапович
Ушинин Сергей Владимирович
Юшка Михаил Павиласович
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 ИВАХ Александр Фёдорович, Салихов Азат Асханович, Сахнин Юрий Абрамович, Лисянский Александр Степанович, Горлицын Константин Витальевич, Путилов Сергей Потапович, Ушинин Сергей Владимирович, Юшка Михаил Павиласович filed Critical ИВАХ Александр Фёдорович
Priority to RU2003124166/06A priority Critical patent/RU2244182C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2244182C1 publication Critical patent/RU2244182C1/en
Publication of RU2003124166A publication Critical patent/RU2003124166A/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: ring comb of the turbine is mounted with a spaced relation to the stator. The distance from the comb is no less than the distance from the ring rotor to the cell.
EFFECT: improved design.
3 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к лабиринтным уплотнениям с использованием мелкоячеистых сот в осевых турбинах с большим перепадом температур рабочей среды. Преимущественной областью применения изобретения являются паровые турбины.The invention relates to labyrinth seals using fine-mesh cells in axial turbines with a large temperature difference in the working environment. The preferred field of application of the invention are steam turbines.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Наиболее близко к предлагаемому решению сотовое уплотнение, раскрытое на чертеже и в описании изобретения по патенту RU №2150627. Осевые зазоры в уплотнениях выбираются с учетом расширения ротора и цилиндра при пуске турбины, при установившемся режиме и при остановке, в том числе аварийной (В.П.Банник и М.А.Случаев “Монтаж паровых турбин”,1954).Closest to the proposed solution, the honeycomb seal disclosed in the drawing and in the description of the invention according to patent RU No. 2150627. Axial clearances in seals are selected taking into account the expansion of the rotor and cylinder when starting the turbine, during steady state and when stopping, including emergency (V. P. Bannik and M. A. Sluchaev “Installation of steam turbines”, 1954).

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Изобретение решает задачу оптимизации осевых и радиальных зазоров элементов уплотнения для повышения его эффективности в широком диапазоне режимов работы.The invention solves the problem of optimizing axial and radial clearances of sealing elements to increase its effectiveness in a wide range of operating modes.

Лабиринтное уплотнение включает в себя кольцевой гребень ротора турбины, установленный с осевыми зазорами между кольцевыми гребнями статора. В статоре установлены мелкоячеистые соты. Соты установлены между кольцевыми гребнями статора с кольцевым радиальным зазором относительно кольцевого гребня ротора.The labyrinth seal includes an annular turbine rotor ridge mounted with axial clearances between the annular stator ridges. In the stator, fine-mesh honeycombs are installed. Honeycombs are installed between the annular ridges of the stator with an annular radial clearance relative to the annular ridge of the rotor.

Согласно изобретению, мелкоячеистые соты выполнены из материала с твердостью, существенно меньшей твердости материала гребня ротора. Соты установлены с перекрытием, препятствующим перетеканию пара или газа через радиальный зазор в осевом направлении. Расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из краев мелкоячеистых сот в направлении, приблизительно параллельном оси ротора, в нерабочем состоянии турбины при приблизительно равных температурах ротора и статора составляет от 40% до 60% ширины сот. Расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из кольцевых гребней статора не менее расстояния от кольцевого гребня ротора до соответствующего края мелкоячеистых сот.According to the invention, the fine-mesh cells are made of a material with a hardness substantially lower than the hardness of the material of the rotor ridge. The honeycombs are installed with an overlap preventing the flow of steam or gas through the radial clearance in the axial direction. The distance from the annular ridge of the rotor to each of the edges of the fine-mesh cells in a direction approximately parallel to the axis of the rotor in the idle state of the turbine at approximately equal rotor and stator temperatures is from 40% to 60% of the cell width. The distance from the annular ridge of the rotor to each of the annular ridges of the stator is not less than the distance from the annular ridge of the rotor to the corresponding edge of the fine-mesh cells.

Лабиринтное уплотнение бандажа ступени турбины может быть снабжено средством турбулизации пара или газа, выполненным в виде острой кромки гребня бандажа ротора с возможностью отрыва потока при ее обтекании и ограничения его расхода через уплотнение.The labyrinth seal of the band of the turbine stage may be provided with steam or gas turbulization means made in the form of a sharp edge of the ridge of the rotor band with the possibility of separation of the flow during its flow and restrict its flow through the seal.

Лабиринтное уплотнение вала турбины может содержать несколько разнесенных вдоль оси ротора секций мелкоячеистых сот, охватывающих соответствующие гребни ротора. При этом цилиндрическая поверхность ротора между его каждыми двумя гребнями может быть расположена относительно кольцевого гребня статора с кольцевым радиальным зазором, разделяющим расширительные кольцевые полости, сформированные статором, ротором и их кольцевыми гребнями. Каждый из кольцевых гребней статора выполнен из материала с твердостью, существенно меньшей твердости материала цилиндрической поверхности ротора.The labyrinth seal of the turbine shaft may contain several spaced apart sections of fine-meshed honeycomb spaced along the rotor axis, covering the corresponding rotor combs. In this case, the cylindrical surface of the rotor between each of its two ridges can be located relative to the annular ridge of the stator with an annular radial clearance separating the expansion ring cavities formed by the stator, rotor and their annular ridges. Each of the annular ridges of the stator is made of a material with a hardness substantially lower than the hardness of the material of the cylindrical surface of the rotor.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображены:The invention is further illustrated by specific examples of its implementation with reference to the accompanying drawings, which depict:

Фигура 1 - надосевая часть паровой турбины, продольный разрез;Figure 1 - supra-part of the steam turbine, a longitudinal section;

Фигура 2 - узел А фигуры 1 в увеличенном масштабе;Figure 2 - node A of figure 1 on an enlarged scale;

Фигура 3 - узел Б фигуры 1 в увеличенном масштабе;Figure 3 - node B of figure 1 on an enlarged scale;

Фигура 4 - узел В фигуры 1 в увеличенном масштабе.Figure 4 - node In figure 1 on an enlarged scale.

Варианты осуществления изобретенийEmbodiments of the Inventions

Далее описаны возможные варианты реализации изобретения применительно к паровой турбине. Турбина расположена между входным 51 и выходным 52 устройствами. Ротор 11 турбины включает в себя вал 41 с большим числом ступеней, рабочие лопатки которых снабжены бандажами 38, 39, 40. Рабочие лопатки ступеней разделены направляющими аппаратами на диафрагмах.The following describes possible embodiments of the invention as applied to a steam turbine. The turbine is located between the input 51 and output 52 devices. The turbine rotor 11 includes a shaft 41 with a large number of stages, the working blades of which are provided with bandages 38, 39, 40. The working blades of the stages are separated by guide devices on the diaphragms.

Лабиринтное уплотнение включает в себя кольцевые гребни 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ротора 11 турбины. Гребни ротора 11 установлены с осевыми зазорами между кольцевыми гребнями статора: гребень 2 между гребнями 12 и 13 (Фиг.2), гребень 3 между гребнями 13 и 14 (Фиг.2), гребень 5 между гребнями 15 и 16 (Фиг.3), гребень 6 между гребнями 17 и 18 (Фиг.3), гребень 7 между гребнями 19 и 20 (Фиг.3), гребень 8 между гребнями 21 и 22 (Фиг.3), гребень 9 между гребнями 23 и 24 (Фиг.4), гребень 10 между гребнями 25 и 26 (Фиг.4).The labyrinth seal includes annular ridges 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 of the turbine rotor 11. The ridges of the rotor 11 are installed with axial gaps between the annular ridges of the stator: ridge 2 between the ridges 12 and 13 (Figure 2), ridge 3 between the ridges 13 and 14 (Figure 2), ridge 5 between the ridges 15 and 16 (Figure 3) ridge 6 between ridges 17 and 18 (FIG. 3), ridge 7 between ridges 19 and 20 (FIG. 3), ridge 8 between ridges 21 and 22 (FIG. 3), ridge 9 between ridges 23 and 24 (FIG. 4), ridge 10 between ridges 25 and 26 (Figure 4).

Мелкоячеистые соты 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 установлены в статоре: соты 29 между гребнями 12 и 13, соты 30 между гребнями 13 и 14, соты 32 между гребнями 15 и 16, соты 33 между гребнями 17 и 18, соты 34 между гребнями 19 и 20, соты 35 между гребнями 21 и 22, соты 36 между гребнями 23 и 24, соты 37 между гребнями 25 и 26. Соты установлены с кольцевым радиальным зазором относительно соответствующего кольцевого гребня ротора. Мелкоячеистые соты выполнены из материала с твердостью меньше твердости материала гребней ротора и установлены с возможностью ограничения перетекания пара или газа через радиальный зазор в осевом направлении.Small cell honeycombs 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 are installed in the stator: cells 29 between ridges 12 and 13, cells 30 between ridges 13 and 14, cells 32 between ridges 15 and 16, cells 33 between ridges 17 and 18, honeycomb 34 between ridges 19 and 20, honeycomb 35 between ridges 21 and 22, honeycomb 36 between ridges 23 and 24, honeycomb 37 between ridges 25 and 26. Honeycombs are installed with an annular radial clearance relative to the corresponding annular rotor ridge . The fine-mesh cells are made of material with a hardness less than the hardness of the material of the rotor flanges and are installed with the possibility of restricting the flow of steam or gas through the radial clearance in the axial direction.

Ротор турбины выставляют таким образом, чтобы гребни бандажа ротора находились относительно гребней статора на расстоянии от 40% до 60% ширины сот. Это обусловлено разностью температур и коэффициентов расширения ротора и корпусных деталей турбины. Как при запуске турбины, так и при ее останове ротор имеет большее осевое смещение как в положительную, так и в отрицательную сторону от упорного подшипника.The turbine rotor is set so that the ridges of the rotor brace are relative to the stator ridges at a distance of 40% to 60% of the width of the cells. This is due to the difference in temperature and expansion coefficients of the rotor and turbine body parts. Both when starting the turbine and when it stops, the rotor has a greater axial displacement both in the positive and in the negative direction from the thrust bearing.

В нерабочем состоянии турбины при приблизительно равных температурах ротора и статора расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из краев мелкоячеистых сот в направлении, приблизительно параллельном оси ротора, составляет от 40% до 60% ширины сот. Ширина сот равна наибольшей разнице линейных расширений ротора и статора в том же направлении при выходе турбины на рабочий режим или при ее остановке. Расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из кольцевых гребней статора не менее расстояния от кольцевого гребня ротора до соответствующего края мелкоячеистых сот.In the idle state of the turbine at approximately equal temperatures of the rotor and stator, the distance from the annular ridge of the rotor to each of the edges of the fine-mesh cells in a direction approximately parallel to the axis of the rotor is from 40% to 60% of the width of the cells. The width of the cells is equal to the largest difference in the linear expansions of the rotor and stator in the same direction when the turbine enters the operating mode or when it stops. The distance from the annular ridge of the rotor to each of the annular ridges of the stator is not less than the distance from the annular ridge of the rotor to the corresponding edge of the fine-mesh cells.

Лабиринтное уплотнение каждого из бандажей 38, 39 и 40 ступени турбины снабжено средством турбулизации пара или газа. Это средство выполнено в виде острой кромки соответствующего гребня бандажа ротора. Острая кромка гребня обеспечивает отрыв потока при ее обтекании и ограничение расхода газа или пара через уплотнение.The labyrinth seal of each of the bandages 38, 39 and 40 of the turbine stage is provided with means for turbulizing steam or gas. This tool is made in the form of a sharp edge of the corresponding crest of the rotor brace. The sharp edge of the ridge provides separation of the flow during its flow and limitation of the flow of gas or steam through the seal.

Как показано на фигуре 2, лабиринтное уплотнение ротора турбины по валу 41 содержит несколько разнесенных вдоль оси ротора секций мелкоячеистых сот, охватывающих соответствующие гребни ротора. Цилиндрическая поверхность вала ротора между его каждыми двумя гребнями расположена относительно кольцевого гребня статора с кольцевым радиальным зазором, разделяющим расширительные кольцевые полости 42, 43, 44, 45, 46, 47. Полости сформированы статором, ротором и их кольцевыми гребнями.As shown in figure 2, the labyrinth seal of the turbine rotor along the shaft 41 contains several spaced apart sections of fine-meshed honeycomb spaced along the rotor axis, covering the corresponding rotor ridges. The cylindrical surface of the rotor shaft between each two ridges is located relative to the annular ridge of the stator with an annular radial clearance separating the expansion annular cavities 42, 43, 44, 45, 46, 47. The cavities are formed by the stator, rotor and their annular ridges.

Каждый из кольцевых гребней статора выполнен из материала с твердостью, существенно меньшей твердости материала цилиндрической поверхности вала ротора.Each of the stator annular ridges is made of a material with a hardness substantially less than the hardness of the material of the cylindrical surface of the rotor shaft.

Claims (3)

1. Лабиринтное уплотнение, включающее в себя кольцевой гребень ротора турбины, установленный с осевыми зазорами между кольцевыми гребнями статора, мелкоячеистые соты, установленные в статоре между его кольцевыми гребнями с кольцевым радиальным зазором относительно кольцевого гребня ротора, отличающееся тем, что мелкоячеистые соты выполнены из материала с твердостью меньше твердости материала гребня ротора и установлены с возможностью ограничения перетекания пара или газа через радиальный зазор в осевом направлении, при этом в нерабочем состоянии турбины с приблизительно равными температурами ротора и статора расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из краев мелкоячеистых сот в направлении, приблизительно параллельном оси ротора, составляет 40 - 60% ширины сот, а расстояние от кольцевого гребня ротора до каждого из кольцевых гребней статора не менее расстояния от кольцевого гребня ротора до соответствующего края мелкоячеистых сот.1. A labyrinth seal comprising an annular turbine rotor ridge mounted with axial gaps between the stator annular ridges, fine-mesh cells installed in the stator between its annular ridges with an annular radial clearance with respect to the annular rotor ridge, characterized in that the fine-mesh honeycombs are made of material with hardness less than the hardness of the material of the rotor ridge and installed with the possibility of limiting the flow of steam or gas through the radial clearance in the axial direction, while not working In the state of a turbine with approximately equal rotor and stator temperatures, the distance from the annular rotor ridge to each of the edges of the fine-mesh cells in a direction approximately parallel to the rotor axis is 40-60% of the honeycomb width, and the distance from the annular rotor ridge to each of the annular stator ridges does not less than the distance from the annular ridge of the rotor to the corresponding edge of the fine-mesh cells. 2. Лабиринтное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено средством турбулизации пара или газа, которое выполнено в виде острой кромки гребня ротора с возможностью отрыва потока при ее обтекании и ограничения его расхода через уплотнение.2. The labyrinth seal according to claim 1, characterized in that it is provided with steam or gas turbulization means, which is made in the form of a sharp edge of the rotor ridge with the possibility of separation of the flow during its flow and limiting its flow through the seal. 3. Лабиринтное уплотнение по п.1, отличающееся тем, что оно содержит несколько разнесенных вдоль оси ротора секций мелкоячеистых сот, охватывающих соответствующие гребни ротора, цилиндрическая поверхность ротора между его каждыми двумя гребнями расположена относительно кольцевого гребня статора с кольцевым радиальным зазором, разделяющим расширительные кольцевые полости, сформированные статором, ротором и их кольцевыми гребнями, каждый из кольцевых гребней статора выполнен из материала с твердостью, меньше твердости материала цилиндрической поверхности ротора.3. The labyrinth seal according to claim 1, characterized in that it contains several sections of fine-mesh cells spaced along the axis of the rotor, covering the respective rotor ridges, the cylindrical surface of the rotor between each of its two ridges is located relative to the annular ridge of the stator with an annular radial clearance separating the expansion ring cavities formed by the stator, rotor and their annular ridges, each of the annular stator ridges is made of a material with a hardness less than the hardness of the cylinder material rotor surface.
RU2003124166/06A 2003-08-05 2003-08-05 Labyrinth packing RU2244182C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124166/06A RU2244182C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Labyrinth packing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003124166/06A RU2244182C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Labyrinth packing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2244182C1 true RU2244182C1 (en) 2005-01-10
RU2003124166A RU2003124166A (en) 2005-02-27

Family

ID=34881871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003124166/06A RU2244182C1 (en) 2003-08-05 2003-08-05 Labyrinth packing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2244182C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010021566A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-25 Lisyanskiy Aleksandr Stepanovi Labyrinth shroud seal for a steam turbine
RU2563423C1 (en) * 2011-09-12 2015-09-20 Альстом Текнолоджи Лтд Labyrinth packing
RU2572467C2 (en) * 2010-11-05 2016-01-10 Дженерал Электрик Компани Sealing device (versions) and rotary unit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010021566A1 (en) * 2008-08-06 2010-02-25 Lisyanskiy Aleksandr Stepanovi Labyrinth shroud seal for a steam turbine
RU2572467C2 (en) * 2010-11-05 2016-01-10 Дженерал Электрик Компани Sealing device (versions) and rotary unit
RU2563423C1 (en) * 2011-09-12 2015-09-20 Альстом Текнолоджи Лтд Labyrinth packing
US9650907B2 (en) 2011-09-12 2017-05-16 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Labyrinth seal

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003124166A (en) 2005-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5670789B2 (en) Active tip clearance control and related methods for shrouded gas turbine blades.
US5029876A (en) Labyrinth seal system
US7549835B2 (en) Leakage flow control and seal wear minimization system for a turbine engine
KR101830065B1 (en) Labyrinth seal
RU2287063C1 (en) Steam turbine labyrinth seal
US20100066024A1 (en) Seal member, assembly and method
JP2004353673A (en) Nozzle interstage seal for steam turbine
DE60127391D1 (en) BRUSH SEAL FOR TURBINES AND THE SAME TURNING DEVICES
US9732621B1 (en) Air riding seal with purge cavity
RU2244182C1 (en) Labyrinth packing
JP2010106778A (en) Seal structure for steam turbine and steam turbine
US8047767B2 (en) High pressure first stage turbine and seal assembly
US20160290511A1 (en) Shaft seal and method for producing same
CN112292510A (en) Angled section of a turbine blade with improved sealing
RU33406U1 (en) LABYRINTH SEAL
EP2984318B1 (en) Gas turbine engine seal
RU2416752C1 (en) Cellular structure finger-type seal
JP5367469B2 (en) Steam turbine and its stationary part seal structure
RU2682222C2 (en) Multiridge seals for a steam turbines
US9011083B2 (en) Seal arrangement for a gas turbine
US20210285339A1 (en) Steam Turbine Diaphragm Manufacturing Method
JP4031699B2 (en) Shaft seal mechanism and turbine
RU2086777C1 (en) Turbomachine end seal
CN115163213B (en) Rotary power generation equipment with isolation steam seal structure
RU49940U1 (en) ROOT SEAL OF STEAM TURBINE