本實用新型涉及汽輪機領域，尤其涉及一種插管密封結構、插管組件及汽輪機。

背景技術：

汽輪機是火電站建設中的關鍵動力設備之一，是把熱能轉換成機械能進而轉換成電能的能量轉換裝置。由鍋爐產生的高溫、高壓蒸汽，經高壓進汽管進入汽輪機，經過各葉片級逐級膨脹作功。汽輪機轉子將旋轉機械能傳遞給發(fā)電機，從而將機械能轉換成巨大的電能輸出。

現有汽輪機大多是在高壓進汽口內安裝插管用以引進高溫高壓蒸汽，并在插管與進汽口的壁之間安裝呈封閉圓環(huán)形式的密封環(huán)。為了防止汽輪機運行過程中密封環(huán)與插管在壓力作用下發(fā)生咬合現象，會在密封環(huán)與插管之間留有較大間隙，且密封環(huán)的熱膨脹系數要大于插管的熱膨脹系數。這樣會導致大量蒸汽在汽輪機運行時通過密封環(huán)與插管之間的間隙泄漏，造成汽輪機機組熱耗上升和能源浪費。

因此，行業(yè)內存在著對插管的密封結構進行改進以減少蒸汽泄漏并確保密封環(huán)與插管無咬合現象的需求。

技術實現要素：

本實用新型旨在提供一種能夠解決上述問題的插管密封結構。

本實用新型還旨在提供一種應用上述改進的插管密封結構的插管組件。

本實用新型還旨在提供一種應用上述改進的插管組件的汽輪機。

根據本實用新型的一個技術方案，提供一種插管密封結構，包括：第一密封環(huán)；以及第二密封環(huán)，其圍繞所述第一密封環(huán)設置，在所述第二密封環(huán)與所述第一密封環(huán)之間限定出第一間隙，所述第二密封環(huán)具有斷開的狹縫。

第一密封環(huán)借助于第一間隙能夠徑向向外自由膨脹，從而避免與被其包圍的插管咬合。而第二密封環(huán)借助于狹縫可以防止與圍繞其的汽輪機進汽口的壁咬合。第一密封環(huán)和第二密封環(huán)相配合能夠最大限度減小蒸汽泄漏，且結構簡單緊湊、易于組裝。

優(yōu)選地，所述第二密封環(huán)為整體式的，所述狹縫為單個狹縫。

優(yōu)選地，所述第一密封環(huán)限定出外側的第一臺階，所述第二密封環(huán)坐放在所述第一臺階上。

優(yōu)選地，所述第二密封環(huán)的頂面高于所述第一密封環(huán)的頂面。這樣，當第一密封環(huán)的頂面處會由于高度差而形成縫隙，以允許第一密封環(huán)沿軸向自由膨脹。

根據本實用新型的另一個技術方案，提供一種插管組件，包括：插管，具有中央通孔并在其外周限定出環(huán)形容置部；以及安置在所述容置部中的一個或多個插管密封結構，所述插管密封結構為前述技術方案及優(yōu)選實施例中任一項所述的插管密封結構。

第一密封環(huán)借助于第一間隙能夠徑向向外自由膨脹，從而避免與被其包圍的插管咬合。而第二密封環(huán)借助于狹縫可以防止與圍繞其的汽輪機進汽口的壁咬合。第一密封環(huán)和第二密封環(huán)相配合能夠最大限度減小蒸汽泄漏，且結構簡單緊湊、易于組裝。

優(yōu)選地，所述多個插管密封結構沿軸向疊置。通過這種軸向疊置的布置形式，提供了曲折的密封結構，從而以簡單的結構獲得良好的密封效果。

優(yōu)選地，還包括用于徑向插入插管中的定位銷，所述定位銷定位在所述插管密封結構下方以至少部分限定所述插管密封結構的位置。這樣可以很容易地定位插管密封結構，防止其從插管軸向脫出。

優(yōu)選地，還包括圍繞所述插管的擋圈，所述擋圈具有容納所述定位銷的徑向孔并限定出外側的第二臺階，所述第二臺階中放置有第二密封環(huán)，所述插管密封結構坐放在所述擋圈上。這樣提供一種簡單的方式支承插管密封結構。

優(yōu)選地，所述插管具有周向突緣，所述容置部的頂部由所述周向突緣限定出。

根據本實用新型的又一個技術方案，提供一種汽輪機，其特征在于，包括：汽缸，其具有相連通的進汽口和出汽口；以及前述的插管組件，其中所述插管置于所述進汽口中，所述插管密封結構安裝在所述插管與所述進汽口的壁之間。

第一密封環(huán)借助于第一間隙能夠徑向向外自由膨脹，從而避免與被其包圍的插管咬合。而第二密封環(huán)借助于狹縫可以防止與圍繞其的汽輪機進汽口的壁咬合。第一密封環(huán)和第二密封環(huán)相配合能夠最大限度減小蒸汽泄漏，且結構簡單緊湊、易于組裝。

本實用新型的其它特征和優(yōu)點的一部分將會是本領域技術人員在閱讀本申請后顯見的，另一部分將在下文的具體實施方式中結合附圖描述。

附圖說明

以下，結合附圖來詳細說明本實用新型的實施例，其中：

圖1是根據本實用新型的實施例的插管組件安裝在進汽口處的示意圖；

圖2是圖1的A處放大圖；

圖3是根據本實用新型的實施例的第一密封環(huán)的示意圖；

圖4是圖3的B-B向剖視圖；以及

圖5是根據本實用新型的實施例的第二密封環(huán)的示意圖。

附圖標記說明(以具體實施方式中出現的順序為準)

100.插管密封結構；210.進汽口；200.插管；202.中央通孔；110.第一密封環(huán)；120.第二密封環(huán)；114.筒部；115.凸緣部；116.第一臺階；121.狹縫；112.第一間隙；113.第二間隙；140.擋圈；141.徑向孔；130.定位銷；117.第三間隙；201.周向突緣。

具體實施方式

現參考附圖來詳細說明本實用新型所公開的插管密封結構、插管組件及汽輪機的示意性方案。盡管提供附圖是為了呈現本實用新型的一些實施方式，但附圖不必按具體實施方案的尺寸繪制，且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解釋本實用新型的公開內容。附圖中的部分構件可在不影響技術效果的前提下根據實際需求進行位置調整。在說明書中出現的短語“在附圖中”或類似用語不必參考所有的附圖或示例。

在下文中被用于描述附圖的某些方向性術語，例如“內”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性術語，將被理解為具有其正常含義并且指正?？锤綀D時所涉及的那些方向。除另有指明，本說明書所述方向性術語基本按照本領域技術人員所理解的常規(guī)方向。

本實用新型所使用的術語“第一”、“第二”及其類似術語在本實用新型中并不表示任何順序、數量或重要性，而是用于將一個部件與其它同類部件進行區(qū)分。

圖1總體示出了根據本實用新型的實施例的插管密封結構100的示意圖。所示出的插管密封結構100優(yōu)選應用于汽輪機例如超高壓沖動式汽輪機中。在一個優(yōu)選實施例中，該超高壓沖動式汽輪機為超高壓中間再熱單軸單缸單排汽沖動式汽輪機，包括呈回轉圓筒體狀以整體形式構造的汽缸，即單個汽缸、設置在該單個汽缸中可以繞中心線轉動的單個轉子以及沿轉子的中心線方向布置的多個葉片級。汽缸具有與其內腔流體連通的進汽口210和出汽口，在進汽口210內安裝有插管200，插管200具有中央通孔202，在插管200外周限定出用于容納插管密封結構100的環(huán)形容置部。符合進汽參數的高溫高壓蒸汽經由插管200的中央通孔202由上向下進入汽輪機的內腔后，在各個葉片級之間流過，逐級膨脹作功，帶動汽輪機的轉子高速旋轉。多個插管密封結構100位于插管200和進汽口210的壁之間，以防止蒸汽泄漏。

參考圖1和圖2，具體示出了插管密封結構100。如圖所示，每個插管密封結構100包括圍繞插管200的第一密封環(huán)110和圍繞該第一密封環(huán)110的第二密封環(huán)120。結合參考圖3和圖4，第一密封環(huán)110包括筒部114和從筒部144的底部徑向向外突伸出的凸緣部115，從而在筒部114與凸緣部115之間限定出背向于第一密封環(huán)110的中軸線且向上敞開的第一臺階116。結合參考圖5，第二密封環(huán)120為周向不封閉的整體式結構，其具有斷開的狹縫121。第二密封環(huán)120圍繞第一密封環(huán)110的筒部114并坐放在第一臺階116中。雖然圖中示出了每個第一密封環(huán)110的第一臺階116中落置有一個第二密封環(huán)120，但本領域技術人員可以想到在第一臺階116中安裝一個以上、例如沿軸向落置兩個、三個第二密封環(huán)120，這落入本實用新型的保護范圍。

圖1和圖2僅示例性示出第一密封環(huán)110和第二密封環(huán)120之間的位置關系，但本領域技術人員能夠想到其它替代形式，例如在一個未示出的實施例中，第一密封環(huán)110為圍繞插管200的直筒狀結構，第二密封環(huán)120位于第一密封環(huán)110徑向外側并圍繞第一密封環(huán)110。在另一個未示出的實施例中，第一密封環(huán)110具有背向于第一密封環(huán)110的中軸線且向下敞開的臺階，第二密封環(huán)120容納在該臺階中。

繼續(xù)參考圖2，在第二密封環(huán)120的內周面與第一密封環(huán)110的筒部114的外周面之間形成第一間隙112，從而允許第一密封環(huán)110沿徑向自由向外膨脹。而第二密封環(huán)120的高度大于第一密封環(huán)110的筒部114的高度，從而第二密封環(huán)120的頂面高于第一密封環(huán)110的筒部114的頂面。當多個插管密封結構100沿軸向疊置時，較高的第二密封環(huán)120使得相鄰兩個第一密封環(huán)110之間形成第二間隙113，從而允許第一密封環(huán)110沿軸向自由膨脹。

回到圖1，圍繞插管200設置有擋圈140，擋圈140具有沿其周向布置的四個徑向孔141，四個定位銷130穿過徑向孔141并插入插管200中，從而定位擋圈140。擋圈140外側形成第二臺階，在該第二臺階中坐放有第二密封環(huán)120。第二密封環(huán)120的頂面高于擋圈140的頂面，從而允許擋圈140的頂面與相鄰的第一密封環(huán)110之間形成允許擋圈140軸向自由膨脹的第三間隙117。插管密封結構100置于擋圈140上以防止軸向脫出。定位銷130優(yōu)選為四個，但也可以根據實際需要而設置為例如兩個、三個、五個等。在定位銷130下方安裝有套在插管200上的擋圈140。在汽輪機運行時，由于壓差作用，擋圈140不承受第一密封環(huán)110和第二密封環(huán)120的作用力。在另一個未示出的實施例中，定位銷插入進汽口的壁中，同樣可以起到支承定位第一密封環(huán)110的作用。

優(yōu)選地，插管200的上部形成徑向向外伸出的周向突緣201以限定出上述的容置部，插管密封結構100定位在周向突緣201與擋圈140之間。周向突緣201至少徑向延伸至覆蓋第二密封環(huán)120的一部分，從而防止第一密封環(huán)110和第二密封環(huán)120軸向脫出。

當汽輪機運行時，第一密封環(huán)110受熱膨脹，且優(yōu)選第一密封環(huán)110的熱膨脹系數小于插管200的熱膨脹系數，從而使第一密封環(huán)110的內周面與插管200的外周面盡量貼合，最大量的減小第一密封環(huán)110與插管200之間的間隙，減小兩者之間的蒸汽泄漏。而第一密封環(huán)110與第二密封環(huán)120之間形成的第一間隙112允許第一密封環(huán)110徑向向外膨脹，從而第一密封環(huán)110不會與插管200咬合。汽輪機機組運行時，第二密封環(huán)120的內側所受壓力遠大于外側，這種內外壓差可以最大限度地減小第二密封環(huán)120與進汽口210的壁之間的間隙，減小兩者之間的蒸汽泄漏。而第二密封環(huán)120上的狹縫121可以有效地防止第二密封環(huán)120與進汽口210的壁之間發(fā)生咬合現象。本實用新型的插管密封結構100占用空間較小，可在有限的空間內盡量布置更多的插管密封結構100，達到更好的密封效果。雖然一個插管密封結構100就可以起到防止蒸汽泄漏的效果，但更多的插管密封結構100可以提高這種密封效果。

應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其它實施方式。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結合，均應屬于本實用新型保護的范圍。