蒸汽輪機(jī)的密封裝置,其中使用封閉液體和蒸汽抽吸部的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的軸(16)引導(dǎo)穿過固定的殼體的穿通部的密封裝置(22)，其中使用密封液體代替封閉蒸汽以進(jìn)行密封。
【專利說明】蒸汽輪機(jī)的密封裝置，其中使用封閉液體和蒸汽抽吸部

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的軸穿過固定的殼體的穿通部的密封裝置，所述殼體包圍可以流體來加載的內(nèi)腔，軸從所述內(nèi)腔中離開，所述密封裝置包括具有蒸汽抽吸部的密封部。
[0002]本發(fā)明還涉及一種用于密封蒸汽輪機(jī)的殼體和軸的方法。

【背景技術(shù)】
[0003]在流體機(jī)械制造中、尤其在蒸汽輪機(jī)構(gòu)造中，它們被實施為，使得實現(xiàn)密封，以至于沒有環(huán)境空氣能夠滲入到蒸汽輪機(jī)中。為此使用不同類型的密封部。例如使用封閉蒸汽以防止空氣進(jìn)入到渦輪機(jī)中。當(dāng)然，為此所使用的封閉蒸汽從蒸汽循環(huán)中取出進(jìn)而不利于能量轉(zhuǎn)換，這造成整個渦輪機(jī)組的效率變差。
[0004]圖1示出已知的現(xiàn)有技術(shù)。對低壓而言所構(gòu)成的蒸汽輪機(jī)4經(jīng)由入流口 10供給有新鮮蒸汽。新鮮蒸汽的產(chǎn)生在圖1中未詳細(xì)示出。新鮮蒸汽的一部分在分支11上經(jīng)由抽汽管路7a引向密封部9。抽汽管路7a隨后構(gòu)成為封閉蒸汽管路12進(jìn)而將封閉蒸汽引導(dǎo)到封閉蒸汽區(qū)域13中。在封閉蒸汽區(qū)域13中封閉蒸汽穿過密封部向左和向右運(yùn)動，其中封閉蒸汽流向左引導(dǎo)到蒸汽室14中。在該蒸汽室14中存在比周圍環(huán)境略低的壓力，使得蒸汽抽吸部8將由從周圍環(huán)境中抽吸的空氣和從封閉蒸汽區(qū)域13引導(dǎo)出的蒸汽組成的混合物吸出。由此，在蒸汽輪機(jī)4中被引導(dǎo)的蒸汽不能排出到周圍環(huán)境中。
[0005]其熱能在蒸汽輪機(jī)4中被轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的蒸汽經(jīng)由排出口 15流向冷凝器5。在冷凝器5中，蒸汽冷凝成水并且經(jīng)由泵6再次輸送給水蒸汽循環(huán)。封閉蒸汽的壓力大于環(huán)境壓力。為了盡可能小地保持對封閉氣體的需求和與之相關(guān)聯(lián)的損耗，安裝盡可能有效率的密封部。這能夠通過大結(jié)構(gòu)長度的密封部或通過高效率的密封系統(tǒng)，例如刷式密封部來實現(xiàn)。在文獻(xiàn) US 6, 198, 252.DE 43 13 805,US 4，191，021 和 DE 10 2007037311 中公開了不同的密封可能性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]現(xiàn)在借助于本發(fā)明提出一種新的應(yīng)實現(xiàn)所需要的封閉蒸汽的途徑。由此，本發(fā)明的目的是提高蒸汽輪機(jī)的效率。
[0007]該目的通過一種用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的軸引導(dǎo)穿過固定的殼體的穿通部的密封裝置實現(xiàn)，所述殼體包圍可以流體來加載的內(nèi)腔，所述軸從所述內(nèi)腔中離開，所述密封裝置具有包括蒸汽抽吸部的密封部，其中具有導(dǎo)入部，所述導(dǎo)入部設(shè)置在內(nèi)腔和蒸汽抽吸部之間并且構(gòu)成為用于輸送封閉液體，其中封閉液體在輸送之后經(jīng)歷相變。
[0008]此外，所述目的通過一種蒸汽動力設(shè)備來實現(xiàn)，所述蒸汽動力設(shè)備包括具有根據(jù)本發(fā)明的密封裝置的蒸汽輪機(jī)。
[0009]此外，所述目的通過一種用于密封蒸汽輪機(jī)的殼體和軸的方法來實現(xiàn)，其中設(shè)有蒸汽抽吸部并且使用封閉液體。
[0010]由此，本發(fā)明提出將損耗最小化，通過完全放棄使用封閉蒸汽的方式。更確切地說，本發(fā)明提出，使用封閉液體來代替封閉蒸汽。例如使用水作為封閉液體。由此，優(yōu)點在于，能夠完全取消蒸汽輪機(jī)組的之前所需要的封閉蒸汽系統(tǒng)。這引起由封閉蒸汽系統(tǒng)的管路鋪設(shè)而必然產(chǎn)生的成本的節(jié)約。由此，之前不參與能量轉(zhuǎn)換的封閉蒸汽現(xiàn)在能夠參與能量轉(zhuǎn)換，這引起效率的提高。
[0011]在從屬權(quán)利要求中給出有利的改進(jìn)方案。
[0012]因此，在第一有利改進(jìn)方案中使用迷宮式密封部，以便最小化封閉液體的損耗。
[0013]在其他有利改進(jìn)方案中，蒸汽輪機(jī)與冷凝器連接，其中對于封閉液體所需要的水從冷凝器中取出。由此，水能夠直接從水蒸氣循環(huán)中取出。有利地，導(dǎo)入部與冷凝器的熱井連接。
[0014]在一個尤其有利的改進(jìn)方案中，蒸汽動力設(shè)備改進(jìn)為，使得水和軸具有如下溫度，使得水在碰到軸時或在經(jīng)過密封部時蒸發(fā)。由此得到非常好的冷卻和密封性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]在下文中，根據(jù)圖2和3示出本發(fā)明的一個實施例。
[0016]附圖示出:
[0017]圖2示出貫穿示意性示出的蒸汽輪機(jī)的剖視圖；
[0018]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的密封部的示意圖。

【具體實施方式】
[0019]圖2以示意性的方式示出蒸汽輪機(jī)4的軸16。在軸16上設(shè)置有多個轉(zhuǎn)子葉片17，在所述轉(zhuǎn)子葉片之間多個導(dǎo)向葉片18牢固地設(shè)置在殼體19上。為了使位于流動通道20中的過程蒸汽不流入到周圍環(huán)境21中，設(shè)置第一密封部3。第二密封部2和第三密封部I設(shè)有一定間隔朝向周圍環(huán)境21設(shè)置。
[0020]在第一密封部3和軸16之間過程蒸汽能夠出流。由此源自抽汽管路7的封閉液體在第二密封部2和第一密封部3之間流過。該封閉液體能夠朝向周圍環(huán)境21并且朝向流動通道20擴(kuò)展。在第三密封部I和第二密封部2之間設(shè)置有蒸汽抽吸部8。由此沒有過程蒸汽能夠從流動通道20流入到周圍環(huán)境21中。
[0021]根據(jù)圖3，現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明將抽汽管路7與泵6的輸出端連接，使得用封閉液體代替封閉蒸汽接觸軸。
[0022]第一密封部3、第二密封部2和第三密封部I由此形成密封裝置22。借助于該密封裝置22實現(xiàn)了圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的軸16的穿過固定的殼體(未詳細(xì)示出)的穿通部23。在該固定的殼體中包括可以流體來加載的內(nèi)腔，軸16從所述內(nèi)腔中伸出。作為密封部能夠使用常規(guī)的迷宮式密封部、具有金屬刷毛的刷式密封部、具有由天然纖維構(gòu)成的刷毛的刷式密封部和/或具有人造纖維(芳族聚酰胺)構(gòu)成的刷毛的刷式密封部。此外，簡單的環(huán)形間隙或圓錐形的環(huán)形間隙作為密封部是可能的。
[0023]使用軟化水或給水作為封閉液體。該封閉液體本來存在于蒸汽發(fā)電廠中，使得不必考慮附加的封閉液體源。
[0024]給水在近旁使用是有利的，因為這種使用在空間上鄰近于蒸汽輪機(jī)時，例如在冷凝器5的熱井中被提供。提高壓力水平以供給密封區(qū)域或者能夠通過輔助機(jī)組來實現(xiàn)或者能夠通過現(xiàn)有的用于將給水輸送給冷凝器5的泵實現(xiàn)。簡單的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)使環(huán)境和封閉液體之間的壓力差僅略微下降。由此，用于封閉的流體的量能夠少地保持。一個特別的優(yōu)點能夠在使用人造纖維、例如填料箱中的人造纖維的情況下，在蒸汽輪機(jī)4的密封部的區(qū)域中實現(xiàn)。在此，限定溫度的所引入的水在鄰近沸點時，當(dāng)壓力在密封流體的壓力和待密封的處于真空中的蒸汽腔的壓力之間時，由于壓力差在熱透的軸上被蒸發(fā)。所伴隨的、因數(shù)為1000的在纖維束之上連續(xù)的體積增加當(dāng)密封流體需要大幅降低時引起填料箱的最佳的密封作用。
[0025]在此，尤其是人造纖維束的相對于其他可能的解決方案的特性能夠積極地起作用，因為所述特性由于小的纖維直徑提供有非常大的蒸發(fā)表面以及關(guān)于毛細(xì)管作用提供良好的運(yùn)輸特性。經(jīng)由纖維的適合的覆層系統(tǒng)能夠進(jìn)一步改進(jìn)相對于其他纖維較小的附著性傾向。
【權(quán)利要求】
1.一種用于圍繞軸線旋轉(zhuǎn)的軸(16)穿過固定的殼體的穿通部的密封裝置(22)， 所述殼體包圍能以流體來加載的內(nèi)腔，所述軸(16)從所述內(nèi)腔中離開， 所述密封裝置具有密封部(9)，所述密封部包括蒸汽抽吸部(8)， 其特征在于， 所述密封裝置具有導(dǎo)入部，所述導(dǎo)入部設(shè)置在所述內(nèi)腔和所述蒸汽抽吸部(8)之間并且構(gòu)成為用于輸送封閉液體， 其中設(shè)置有迷宮式密封部、具有金屬刷毛的刷式密封部、具有由天然纖維構(gòu)成的刷毛的刷式密封部、由芳族聚酰胺制成的人造纖維構(gòu)成的刷式密封部以相對于所述內(nèi)腔和所述蒸汽抽吸部(8)進(jìn)行密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封裝置(22)， 其中所述導(dǎo)入部構(gòu)成為用于輸送作為封閉液體的水。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的密封裝置(22)， 其中所述密封部(9)構(gòu)成為填料箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封裝置(22)， 其中纖維、尤其是人造纖維被用作為填料箱。
5.一種蒸汽動力設(shè)備， 包括具有根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的密封裝置(22)的蒸汽輪機(jī)(4)， 所述蒸汽動力設(shè)備具有冷凝器(5)， 其中導(dǎo)入部與所述冷凝器(5)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸汽動力設(shè)備， 其中所述導(dǎo)入部與所述冷凝器(5)的熱井連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的蒸汽動力設(shè)備， 其中水和軸(16)具有使得水在碰到所述軸(16)時蒸發(fā)的溫度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的蒸汽動力設(shè)備， 所述蒸汽動力設(shè)備在所述導(dǎo)入部和所述蒸汽抽吸部(8)之間具有構(gòu)成為填料箱的密封部(9)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸汽動力設(shè)備， 其中所述填料箱包括人造纖維。
10.一種用于密封蒸汽輪機(jī)⑷的軸(16)和殼體的方法， 其特征在于， 設(shè)有蒸汽抽吸部(8)并且使用封閉液體。
【文檔編號】F16J15/40GK104508252SQ201380039667
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月24日
【發(fā)明者】約翰·弗萊格勒, 托馬斯·海爾米斯, 諾貝特·聚爾肯 申請人:西門子公司