節(jié)流膨脹式密集齒汽封的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽封技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)流膨脹式密集齒汽封。所述節(jié)流膨脹式密集齒汽封，由數(shù)段汽封環(huán)首尾相接組成，所述汽封環(huán)包括環(huán)體，所述環(huán)體與轉(zhuǎn)子相對的周面上設(shè)置有至少兩個高齒密封條，相鄰的兩個所述高齒密封條之間密集設(shè)置有低齒密封條。本發(fā)明由于低齒密封條比較密集，氣流通過小腔室多次節(jié)流膨脹降壓，形成多級“有效齒”，提高了汽封的密封性能，而且能適應(yīng)轉(zhuǎn)子在運行過程中出現(xiàn)的軸向位移，保證密封效果，利于機組在較小的密封間隙下安全運行，特別適合大型轉(zhuǎn)子機械設(shè)備特別是汽輪機的密封。
【專利說明】
節(jié)流膨脹式密集齒汽封
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽封技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)流膨脹式密集齒汽封，特別適合汽輪發(fā)電機組的汽輪機等大型轉(zhuǎn)子機械設(shè)備的動密封使用。
【背景技術(shù)】
[0002]基于火力發(fā)電企業(yè)屬“技術(shù)密集型”產(chǎn)業(yè)的特點，針對企業(yè)當(dāng)前發(fā)展中的突出矛盾，以理論為依據(jù)，闡述汽輪機組存在的問題，提高整體性能的方向，實施綜合改造的技術(shù)思想、路線、方法、措施與方案?；鹆Πl(fā)電企業(yè)發(fā)展中一直存在“高投入、高消耗、高排放、難循環(huán)、低效率”的問題。如何改造進而提高經(jīng)濟性能是擺在企業(yè)決策者面前的一個現(xiàn)實問題。
[0003]研究提出汽輪機通流部“汽封有效齒”的概念，汽封是指不同形狀的汽封齒與對應(yīng)被密封處結(jié)構(gòu)二者的組合，主要矛盾的主要方面是轉(zhuǎn)動部分被密封處的結(jié)構(gòu)。為減少工質(zhì)泄漏量，汽輪機設(shè)計者是根據(jù)汽輪機的結(jié)構(gòu)與特點，首先確定轉(zhuǎn)子被密封處表面結(jié)構(gòu)，再配套相應(yīng)的汽封齒與安裝結(jié)構(gòu)，若不能對汽輪機轉(zhuǎn)子被密封處的結(jié)構(gòu)進行改造，僅對汽封齒的結(jié)構(gòu)形式進行更換，其效果與采用原汽封相比，提高經(jīng)濟型是非常有限的。另外，當(dāng)汽輪機的結(jié)構(gòu)特點和轉(zhuǎn)動部分被密封表面的結(jié)構(gòu)一旦確定，影響密封效果的因素大小依次分別為汽封”進出口壓差、被密封處的汽封有效長度、轉(zhuǎn)動部分被密封處的結(jié)構(gòu)、有效齒的數(shù)量、汽封塊設(shè)計、安裝工藝、汽封齒的結(jié)構(gòu)形式和安裝間隙等。
[0004]現(xiàn)役汽輪機影響因素最大的是有效齒的數(shù)量和汽封塊結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝工藝。汽封塊改造或汽封齒形式更換，可通俗比喻為一條河，為什么有些河段河面水流很平靜，而有些河段漩渦較多水流較大。汽封改造或汽封齒形式更換，實質(zhì)就是千方百計的在河流通道里，如何深挖坑，制作更多的漩渦，多扔石頭，制作更大的波浪而已。另外，由于影響汽輪機效率、煤耗和汽耗等經(jīng)濟因素很多，其中汽輪機通流動、靜葉汽封和軸封的泄漏是導(dǎo)致汽輪機效率降低的重要原因，特別是汽輪機參數(shù)越來越高，相同密封間隙下，通過級間汽封蒸汽的密度升高，質(zhì)量流量增大。漏汽不僅旁路且有可能作功于動(靜)葉，而且造成下一級主流道憂動，雙重負(fù)面效果嚴(yán)重影響級效率。以國產(chǎn)引進型上汽300MW機組為例，在中間過橋汽封的泄漏量設(shè)計值為20.8噸/小時；其它300MW以下的機組，由于受到以前的技術(shù)和生產(chǎn)工藝的影響，其泄漏量比例就更大了。由此可見，汽輪機的泄漏量是非常大的，改進潛力也是很大的。
[0005]現(xiàn)代汽輪機目前最常用的汽封圈仍為梳齒式結(jié)構(gòu)，梳齒式結(jié)構(gòu)的汽封圈的工作原理是迫使流體通過曲折的途徑遞減其壓力以減小泄漏，在裝配時，汽封環(huán)通過放置在汽封弧塊背部的彈簧片壓緊到設(shè)計位置，當(dāng)汽封齒與轉(zhuǎn)子碰磨時，汽封環(huán)有一定的退讓，不至嚴(yán)重?fù)p傷軸和汽封環(huán)，但不能防止摩擦。近幾年來，隨著技術(shù)的發(fā)展從國外引進了多種新型汽封，較為典型的如:接觸式汽封、側(cè)齒汽封、蜂窩汽封等，但仍存在密封性能不好，泄漏量大，軸易振動，易損傷等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有汽封圈的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種密封性能好、能適應(yīng)轉(zhuǎn)子軸向位移的節(jié)流膨脹式密集齒汽封，在保證安全的前提下盡量減小密封間隙，增加汽封的阻尼作用，利于機組更加穩(wěn)定經(jīng)濟地運行，適合大型轉(zhuǎn)子機械設(shè)備特別是汽輪機的密封。
[0007]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案:
[0008]節(jié)流膨脹式密集齒汽封，由數(shù)段(一般由4段或4段以上)汽封環(huán)首尾相接組成，所述汽封環(huán)包括環(huán)體，所述環(huán)體與轉(zhuǎn)子相對的周面上設(shè)置有至少兩個高齒密封條，相鄰的兩個所述高齒密封條之間密集設(shè)置有低齒密封條。
[0009]作為優(yōu)選，相鄰的兩個所述高齒密封條之間密集設(shè)置的低齒密封條均勻間隔設(shè)置。
[0010]作為優(yōu)選，相鄰的兩個所述低齒密封條之間沿軸向的間隙不超過3.5_。
[0011 ]作為進一步優(yōu)選，相鄰的兩個所述低齒密封條之間沿軸向的間隙為2.0?3.5_。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本節(jié)流膨脹式密集齒汽封具有至少以下有益效果:
[0013]首先，由于低齒密封條比較密集，使得氣流通過小腔室多次節(jié)流膨脹降壓，形成多級“有效齒”，當(dāng)汽封圈與轉(zhuǎn)子相碰磨時，有效齒較多從而對轉(zhuǎn)子的磨損較少，對汽封本體也起到有效保護作用，這樣保證了機組在小間隙下的安全運行；
[0014]其次，由于低齒密封條密集較多，使均勻的來流進入密集齒中就變得不均勻了，并且從密集齒區(qū)域向兩邊區(qū)域偏流，這些偏流在汽封體內(nèi)逐漸形成同向流和射流，并產(chǎn)生隨機的二次流和旋渦流，而當(dāng)一射流遇到前面的較多有效齒，就會改變運動方向而變成與主流方向垂直的橫向流動，即橫向流，正由于產(chǎn)生的橫向流可使流體產(chǎn)生了自密封效應(yīng)，它能使橫向流過有效齒的總壓降增大從而進一步減少泄漏。
[0015]再者，由于低齒密封條密集較多，有效避免了由于汽輪機轉(zhuǎn)子在運行過程中會出現(xiàn)軸向竄動而導(dǎo)致部分低齒偏離轉(zhuǎn)子凸臺造成的密封效果差的問題，提高了機組的經(jīng)濟效益。
【附圖說明】
[0016]以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中:
[0017]圖1是本發(fā)明實施例一中汽封環(huán)的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實施例二中汽封環(huán)的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實施例三中汽封環(huán)的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:1-環(huán)體;2-高齒密封條;3-低齒密封條。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例，進一步闡述本發(fā)明。在下面的詳細(xì)描述中，只通過說明的方式描述了本發(fā)明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識到，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護范圍。
[0022]實施例1
[0023]如圖1所示，節(jié)流膨脹式密集齒汽封，由數(shù)段(一般為4段或更多段)汽封環(huán)首尾相接組成，汽封環(huán)的弧段結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)汽封弧段基本相同，所述汽封環(huán)包括環(huán)體I，所述環(huán)體I與轉(zhuǎn)子相對的周面上設(shè)置有至少兩個高齒密封條2，本實施例中以兩個為例進行介紹，相鄰的兩個所述高齒密封條2之間密集設(shè)置有多個低齒密封條3，形成密集齒組，每個密集齒組的低齒密封條3的數(shù)量可以根據(jù)環(huán)體的寬帶及轉(zhuǎn)子被密封處的結(jié)構(gòu)適當(dāng)設(shè)置，一般每個密集齒組的低齒密封條為至少5個以上。
[0024]為機械加工方便，相鄰的兩個所述高齒密封條2之間密集設(shè)置的低齒密封條3最好均勻間隔設(shè)置。在保證安全的前提下盡量減小密封間隙，增加汽封的阻尼作用，相鄰的兩個所述低齒密封條之間沿軸向的間隙最好不超過3.5_，在加工條件允許情況下，相鄰的兩個所述低齒密封條之間沿軸向的間隙可以設(shè)置為2.0mm或更小間隙。
[0025]由于低齒密封條3比較密集，使得氣流通過小腔室多次節(jié)流膨脹降壓，形成多級“有效齒”，當(dāng)汽封圈與轉(zhuǎn)子相碰磨時，有效齒較多從而對轉(zhuǎn)子的磨損較少，對汽封本體也起到有效保護作用，這樣保證了機組在小間隙下的安全運行；同時由于低齒密封條密集較多，使均勻的來流進入密集齒中就變得不均勻了，并且從密集齒區(qū)域向兩邊區(qū)域偏流，這些偏流在汽封體內(nèi)逐漸形成同向流和射流，并產(chǎn)生隨機的二次流和旋渦流，而當(dāng)一射流遇到前面的較多有效齒，就會改變運動方向而變成與主流方向垂直的橫向流動，即橫向流，正由于產(chǎn)生的橫向流可使流體產(chǎn)生了自密封效應(yīng)，它能使橫向流過有效齒的總壓降增大從而進一步減少泄漏。另外，由于低齒密封條密集較多，有效避免了由于汽輪機轉(zhuǎn)子在運行過程中會出現(xiàn)軸向竄動而導(dǎo)致部分低齒偏離轉(zhuǎn)子凸臺造成的密封效果差的問題。
[0026]實施例2
[0027]參考圖2，本實施例與實施例1的結(jié)構(gòu)原理基本相同，其唯一區(qū)別在于:所述環(huán)體I與轉(zhuǎn)子相對的周面上設(shè)置有三個高齒密封條2，相鄰的兩個所述高齒密封條2之間密集設(shè)置有多個低齒密封條3，相鄰的兩個所述低齒密封條3之間沿軸向的間隙為2.5_左右。
[0028]實施例3
[0029]參考圖3，本實施例與實施例1的結(jié)構(gòu)原理基本相同，其唯一區(qū)別在于:所述環(huán)體I與轉(zhuǎn)子相對的周面上設(shè)置有四個高齒密封條2，相鄰的兩個所述高齒密封條2之間密集設(shè)置有多個低齒密封條3，相鄰的兩個所述低齒密封條3之間沿軸向的間隙為2.0mm左右。
[0030]實驗證明，本密集齒汽封的漏汽量僅為原梳齒式汽封的20%?30%，具有密封性能好和結(jié)構(gòu)簡單合理等優(yōu)點，可適合大型轉(zhuǎn)子機械設(shè)備作動密封使用，特別適合對現(xiàn)有汽輪機的動密封進行更換升級使用。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明示意性的【具體實施方式】，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.節(jié)流膨脹式密集齒汽封，由數(shù)段汽封環(huán)首尾相接組成，所述汽封環(huán)包括環(huán)體(I)，其特征在于:所述環(huán)體(I)與轉(zhuǎn)子相對的周面上設(shè)置有至少兩個高齒密封條(2)，相鄰的兩個所述高齒密封條(2)之間密集設(shè)置有低齒密封條(3)。2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)流膨脹式密集齒汽封，其特征在于:相鄰的兩個所述高齒密封條(2)之間密集設(shè)置的低齒密封條(3)均勻間隔設(shè)置。3.如權(quán)利要求2所述的節(jié)流膨脹式密集齒汽封，其特征在于:相鄰的兩個所述低齒密封條(2)之間沿軸向的間隙不超過3.5_。4.如權(quán)利要求3所述的節(jié)流膨脹式密集齒汽封，其特征在于:相鄰的兩個所述低齒密封條(2)之間沿軸向的間隙為2.0?3.5mm。
【文檔編號】F01D11/02GK105927291SQ201610453405
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】周惠
【申請人】周惠