專利名稱：密封發(fā)電機的密封系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封發(fā)電機的密封系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知密封的發(fā)電機包括外殼，該外殼包含定子和轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子經(jīng)由軸連接至原動機 (典型地為蒸汽輪機或燃氣輪機)。外殼(通常)設(shè)有兩個密封環(huán)(在軸/轉(zhuǎn)子的每側(cè)端部處有一個)，其相對于外部大氣(空氣)密封外殼的內(nèi)部(通常包含H2)。密封環(huán)連接至供給回路，該供給回路以連續(xù)質(zhì)量流速，以高于外殼內(nèi)部壓力的壓力連續(xù)泵油。在最簡單的實施例中，將油通過中心接頭供給至密封環(huán)；在密封環(huán)中，油被轉(zhuǎn)移， 從而一部分朝向發(fā)電機內(nèi)部流動，在發(fā)電機內(nèi)部經(jīng)由供給回路的內(nèi)部排放支路收集和排出這部分油，并且另一部分朝向發(fā)電機外部流動，在發(fā)電機外部經(jīng)由供給回路的外部支路收集和排放這部分油。具體地，在以下對具有三個軌道環(huán)的密封系統(tǒng)進行介紹。三個軌道環(huán)具有三個軌道，在同一環(huán)中彼此平行。富含H2的油在內(nèi)部軌道中(即，朝向發(fā)電機的內(nèi)部的軌道)循環(huán)，油(典型地是純的或真空的或排出的油)在中間軌道中循環(huán)，并且在外部軌道中富含空氣的油朝向發(fā)電機的外部循環(huán)。參照圖1，為了調(diào)節(jié)供給至密封環(huán)1的富含H2的油，將每個環(huán)1的內(nèi)部軌道3的出口 2連接至排放支路4，排放支路4向泵6供給，泵6經(jīng)由供給支路8將富含吐的油泵入同一環(huán)1的內(nèi)部軌道3的入口7中。此外，將具有控制閥10的第一旁路9設(shè)置在每個環(huán)1的排放支路4和供給支路8 之間，第二旁路11設(shè)置在兩個環(huán)1的兩個排放支路4之間。 為了控制富含吐的油的流速，該回路設(shè)置有機械傳感器12 (機械水平控制器)，其測量靠近出口 2的區(qū)域(以測量發(fā)電機內(nèi)部的壓力)和排放支路4 (靠近泵6)的最低區(qū)域之間的壓差。如果富含吐的油的高度增加(或者高于預設(shè)定的值)，機械傳感器12驅(qū)動控制閥 10關(guān)閉，因此出口 2處的富含H2的油的壓力增加，從而在環(huán)1中，富含H2的油從內(nèi)部導軌3 漂浮至外部軌道13 (此處，富含空氣的油循環(huán))，并且因此漂流至富含空氣的油的排放支路 14。因此，排放支路4中的富含H2的油的高度降低。相反，當排放支路4中的富含H2的油的高度降低(或低于預設(shè)定的值)時，機械傳感器12驅(qū)動控制閥10開啟，從而出口 2處的富含H2的油壓力降低，并且真空油從中間軌道16漂浮至內(nèi)部軌道3，并且因此漂浮入排放支路4，以再充滿富含H2的油的回路。機械傳感器12具有大約0.1巴的特性的滯后。因為該滯后，富含H2的油的高度可以在不需要任何機械傳感器操作的情況下改變+/-ι米。當滯后超出限度，并且機械傳感器12開始工作時，存在延時，直至調(diào)整在排放支路4中可測量。為了這些原因，必須是排放支路4中最小的富含H2的油的高度，以避免泵6的空轉(zhuǎn)。在這方面，安裝液位開關(guān)17，當富含H2的油的高度過低時，關(guān)閉泵6。在正常的操作以及調(diào)整過程中，這些開關(guān)并不給出警報。此外，富含H2的油的高度必須不漂浮入發(fā)電機。為此，安裝具有壓差控制器18a的排放支路18。萬一有增加的油高度，該控制器 18a開啟排放閥18b，以使得油漂浮入主容器(未示出)。另外，安裝最大高度開關(guān)19，如果油的高度過高，其給出警報。而且這些開關(guān)在正常操作和調(diào)整過程中不給出警報。第二旁路11產(chǎn)生進一步限制。實際上，第二旁路11 (虹吸管)限定出發(fā)電機的從動端和非從動端之間的壓差。由發(fā)電機冷卻風扇產(chǎn)生的該壓差移動填充在虹吸管中的油。不能壓出填充油，在該情況下，發(fā)生穿過虹吸管的禁止的循環(huán)。僅來自吐回路從動端的過量油量應溢出至吐回路的非從動端，其經(jīng)由支路18排
出ο為了確保這樣，在每個操作條件中，旁路或虹吸管11需要5至7米的高度。因此，因為所有這些限制，富含H2的油排放支路4必須具有8至10米的豎直長度， 從而從密封油系統(tǒng)的底部至發(fā)電機軸線的距離為12至15米。具有發(fā)電機的傳統(tǒng)發(fā)電廠可以實現(xiàn)這些限制，該發(fā)電機具有連接至單個電動機的轉(zhuǎn)子。然而，在具有帶轉(zhuǎn)子的發(fā)電機的新的發(fā)電廠中，其通常連接至兩個原動機，典型地燃氣輪機在一個轉(zhuǎn)子側(cè)，蒸汽輪機在另一轉(zhuǎn)子側(cè)，這些高度有苛刻限制，以便優(yōu)化發(fā)電廠的所有方面。此外，而且在具有單個原動機(例如燃氣輪機或蒸汽輪機)的應用中，高度限制非?？量蹋⑶覒敱豢朔?。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的技術(shù)目標在于提供密封的發(fā)電機的密封系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)，消除了現(xiàn)有技術(shù)中的所述問題。在該技術(shù)目標的范圍中，本發(fā)明的一方面在于提供一種密封系統(tǒng)，其中，密封環(huán)的供給回路具有受限制的高度。本發(fā)明的另一方面在于提供一種密封系統(tǒng)，其中，密封環(huán)的富含壓的油的排放支路可以具有受限制的高度，具體地比傳統(tǒng)密封中的低得多。通過提供一種根據(jù)所附權(quán)利要求的密封系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明來獲得技術(shù)目標以及這些和進一步的方面。


通過附圖中的非限制性實例的示例，本發(fā)明的進一步的特性和優(yōu)勢將從根據(jù)本發(fā)明的密封系統(tǒng)的優(yōu)選的、但非排他性的實施例的說明中更加明顯，其中圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的密封系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明的實施例中的密封系統(tǒng)的示意圖；以及圖3為示出本發(fā)明的實施例中的密封系統(tǒng)的操作范圍的圖示。
具體實施例方式參照附圖，這些示出了密封發(fā)電機的密封系統(tǒng)；該密封系統(tǒng)總得由附圖標記20標明。發(fā)電機包括定子(未示出)和在定子中可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子21 ；轉(zhuǎn)子21和定子兩者都容納在密封外殼(也未示出)中，典型地具有H2氣氛。此外，轉(zhuǎn)子21還設(shè)置有支撐軸承(未示出)和密封環(huán)22 ；典型地，密封環(huán)22在數(shù)量上為兩個，并且設(shè)置在軸/轉(zhuǎn)子的兩端處。密封環(huán)22布置成相對于外部大氣密封包含吐氣氛的外殼。此外，轉(zhuǎn)子21還被連接至一個為燃氣輪機或蒸汽輪機的原動機(motor)，或還連接至兩個原動機，一個為燃氣輪機，另一個為蒸汽輪機；自然，不同的結(jié)構(gòu)也是可能的，并且具體的轉(zhuǎn)子/原動機連接并不影響本發(fā)明。已知密封環(huán)22包括一個或多個周向軌道，其中，加壓的油漂浮，以保持密封環(huán)兩側(cè)之間的壓差。在以下，對三個軌道/三個回路的密封環(huán)作了具體說明，無論如何都清楚的是，相同的概念還可以應用于不同于三個軌道/三個回路的密封環(huán)的密封環(huán)，例如兩個軌道/兩個回路的密封環(huán)。三個回路的密封環(huán)具有內(nèi)部軌道、中間軌道以及外部軌道，富含壓的油在內(nèi)部軌道中循環(huán)，純的或真空的或排出的油在中間軌道內(nèi)循環(huán)，富含空氣的油在外部軌道中循環(huán)。密封系統(tǒng)包括兩個密封環(huán)22，一個位于發(fā)電機的從動端，一個位于發(fā)電機的非從動端。每個密封環(huán)22具有串聯(lián)連接至排放支路沈的油出口對、泵觀以及連接至相同密封環(huán)22的入口 32的供給支路30。此外，在每個密封環(huán)22的排放支路沈和供給支路30之間設(shè)置旁路34，旁路34具有控制閥36。每個排放支路沈具有貯存器40，油收集在其中；如圖所示，貯存器40連接至密封環(huán)22的內(nèi)部軌道的排放支路沈(即，其中富含吐的油循環(huán)的軌道)。每個貯存器40具有傳感器42，優(yōu)選地為水平傳感器，并且優(yōu)選地為電子水平傳感器(例如敏感的電操作的液位計)，布置成測量容納在貯存器40中的油，因此驅(qū)動相應旁路 34的控制閥36。密封環(huán)22的其他入口和出口連接至傳統(tǒng)回路；為此，在圖2中，示出了將油供給至密封環(huán)22的中間軌道的回路的僅一部分44，將富含空氣的油供給至密封環(huán)22的外部軌道的供給支路的僅一部分46，以及從密封環(huán)22的外部軌道收集富含空氣的油的排放支路的僅一部分48。傳感器42測量每個貯存器40中的油面高度，并且每個旁路34的控制閥36為例如經(jīng)由原動機50的電驅(qū)動閥。如圖所示，每個貯存器40被豎直布置于發(fā)電機(即，密封環(huán)2 和旁路34之間。密封系統(tǒng)20還包括連接至每個傳感器42和相應的控制閥36和/或原動機50的控制單元52 (其可能還是設(shè)有特定軟件的主控制系統(tǒng))，以基于從相應傳感器42接收的信號驅(qū)動控制閥36。有利地，控制單元52限定了允許操作的操作范圍(例如富含H2的油的高度范圍)， 換句話說，以便防止操作超出操作范圍之外。本發(fā)明的密封系統(tǒng)的操作從描述和示例中顯而易見，并且基本上都在以下呈現(xiàn)。貯存器40和傳感器42的使用使得機械傳感器被替換，此外，減少了豎直排放支路的長度。實際上，當出于任何原因，支路沈和30中的富含H2的油的流速改變時，其在貯存器40中的高度也改變了。因此，傳感器42探測貯存器40中的富含吐的油的高度改變，并因此將信號發(fā)送至控制單元52。例如，傳感器42可以周期性地(例如每隔一秒)將信號發(fā)送至指示貯存器40中的富含吐的油的高度的控制單元52 ；在該情況下，當貯存器40中的富含H2的油的高度改變時，從傳感器42發(fā)送至控制單元52的信號也因此改變(信號與富含吐的油的高度成比例)。控制單元52驅(qū)動原動機50，以相應地開啟或關(guān)閉旁通閥36。具體地，參照圖3，控制單元52限定出正常的操作范圍A，其限定在貯存器40中的富含H2的油的下限M和上限56之間；在范圍A中，限定出基準油高64，這個高度為正常操作過程中的油基準高度。當貯存器40中的富含吐的油的高度相對于基準油高64增加時，控制單元52成比例地關(guān)閉相應的控制閥36，從而經(jīng)過旁路34的油減少，并且相應密封環(huán)22處的富含吐的油壓增加。這使得富含吐的油漂浮至外部軌道(富含空氣的油在其中循環(huán))，并且因此漂浮至相應的排放支路48。因此，貯存器40中的富含H2的油的高度降低。當貯存器40中的富含吐的油的高度達到基準油高64時，控制單元52驅(qū)動控制閥36，以開啟至正常的操作結(jié)構(gòu)。相反，當貯存器40中的富含H2的油的高度相對于基準油高64降低時，控制單元 52驅(qū)動原動機50，以成比例地開啟控制閥36 ；這產(chǎn)生兩個效果。首先，經(jīng)由旁路34從支路30直接供給至支路26。其次，密封環(huán)22處的富含H2的油壓降低，從而純的或真空的油從中間軌道漂浮入外部富含吐的油的軌道，并且因此漂浮入排放支路26。這些效果使得貯存器40被再填充。在這種情況下，當貯存器40中的富含吐的油的高度達到基準油高64時，控制單元52驅(qū)動控制閥36關(guān)閉至正常操作結(jié)構(gòu)。如果高度M低于限度，通過控制單元52關(guān)閉泵觀(空轉(zhuǎn)保護)，并且不能再次開啟，直至達到和超過安全高度60 (高于高度54)。有利地，密封系統(tǒng)還設(shè)有電驅(qū)動溢流保護閥62(典型地為電磁閥)。這些閥62替代第二旁路或虹吸管11以及現(xiàn)有技術(shù)中的閥18b和控制器18a，以在故障情況(例如，泵故障)下排出油。實際上，如果高度56高于限度，通過控制單元52開啟溢流保護閥62，并且不再重新接通，直至安全高度58低于限度?？刂崎y36和溢流保護閥62彼此獨立工作。富含H2的油的高度上限56和下限M，安全高度58和60以及基準油高64例如限定為從傳感器42至控制單元52的最大信號的百分比；在該情況下，0%的信號對應于空貯存器40，100%的信號對應于滿貯存器40，并且富含壓的油的高度上限56和下限M以及安全高度58和60分別由從傳感器42至控制單元52的最大信號的80 %，20 %，70 %以及 30%限定；基準油高64由從傳感器42至控制單元52的最大信號的50%限定。以這種方式構(gòu)想的密封系統(tǒng)可進行許多修改和變化，這些都落入本發(fā)明概念范圍內(nèi)；而且，所有細節(jié)可以通過技術(shù)上的等同物來替換。實際上，使用的材料以及尺寸能夠根據(jù)需求和現(xiàn)有技術(shù)來任意選擇。附圖標記列表現(xiàn)有技術(shù)1 環(huán)2 出口3內(nèi)部軌道4排放支路6 泵7 入口8供給支路9第一旁路10控制閥11第二旁路12機械傳感器13外部軌道14排放支路16中間軌道17液位開關(guān)18排放支路18a壓差控制器1 排放閥19液位開關(guān)本發(fā)明實施例
20密封系統(tǒng)21 轉(zhuǎn)子22密封環(huán)M富含H2的油出口沈排放支路28 M30供給支路32 入口；34 旁路36控制閥40貯存器42傳感器44純油回路46富含空氣的油的供給支路48富含空氣的油的排放支路50原動機52控制單元54富含H2的油的高度下限56富含H2的油的高度上限58安全高度60安全高度62溢流保護閥64基準油高A操作范圍
權(quán)利要求
1.一種密封的發(fā)電機的密封系統(tǒng)(20)，包括兩個密封環(huán)(22)，其每個具有至少一個串聯(lián)連接至排放支路06)的油出口(M)、泵08)以及連接至同一密封環(huán)02)的入口(32) 的供給支路(30)，其中，在每個密封環(huán)0 的所述供給支路(30)和所述排放支路06)之間設(shè)置具有控制閥(36)的旁路(34)，其特征在于，每個排放支路06)具有貯存器(40)，油收集在該貯存器GO)中，并且，每個貯存器GO)具有布置成測量容納在其中的油的傳感器 (42)，以由此驅(qū)動相應旁路(34)的所述控制閥(36)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述密封環(huán)02)具有至少兩個軌道，其中，所述貯存器GO)連接至所述密封環(huán)0 的所述內(nèi)部軌道的所述排放支路 (26)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述密封環(huán)0 為三軌道密封環(huán)，并且，每個密封環(huán)具有朝向所述發(fā)電機的內(nèi)部的內(nèi)部軌道、中間軌道以及朝向所述發(fā)電機的外部的外部軌道，其中，所述貯存器GO)連接至所述密封環(huán)0 的所述內(nèi)部軌道的所述排放支路06)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，富含H2的油在所述內(nèi)部軌道中循環(huán)，油在所述中間軌道中循環(huán)，富含空氣的油在所述外部軌道中循環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述傳感器0 測量每個貯存器(40)中的油高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，每個旁路(34)的所述控制閥 (36)為電驅(qū)動閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，每個貯存器00)被豎直布置于所述發(fā)電機和所述旁路(34)之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，包括連接至每個傳感器02)的控制單元(5 和相應的控制閥(36)，所述控制單元(5 基于從相應的傳感器0 接收的信號驅(qū)動所述控制閥(36)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述控制單元(52)由集成于主控制系統(tǒng)中的軟件來限定。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述控制單元(52)限定了操作范圍，從而防止了操作超出所述操作范圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，包括由所述控制單元(52)驅(qū)動的溢流保護閥(62)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述密封環(huán)OO)被設(shè)置成在所述轉(zhuǎn)子的各端處有一個。
全文摘要
一種密封發(fā)電機的密封系統(tǒng)(20)，包括從動端和非從動端密封環(huán)(22)，每個均具有至少一個串聯(lián)連接至排放支路(26)的油出口、泵(28)以及連接至相同密封環(huán)(22)的入口(32)的供給支路(30)。在每個密封環(huán)(22)的供給支路(30)和排放支路(26)之間設(shè)置具有控制閥(36)的旁路(34)。每個排放支路(26)均具有貯存器(40)，油收集在其中，并且具有布置成測量包含在其中的油的傳感器(42)，以據(jù)此驅(qū)動相應的旁路(34)的控制閥(36)。
文檔編號F16J15/40GK102575775SQ201080045217
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月8日
發(fā)明者K·朗根巴赫爾, M·梅爾茨 申請人:阿爾斯通技術(shù)有限公司