一种新型自调整弹簧式汽封

摘要

本发明公开了一种新型自调整弹簧式汽封，属于汽轮机技术领域，所述的汽封本体上设有以相互错位重叠，且每个活动倾斜弹性薄片以一定角度倾斜方式组合成的活动倾斜弹性薄片与薄片压块，所述薄片压块的一侧设有活动倾斜弹性薄片的薄片镶嵌凹槽，所述活动倾斜弹性薄片与薄片镶嵌凹槽相互配合，且活动倾斜弹性薄片的一端互重叠铆在薄片镶嵌凹槽中，汽封本体底部的薄片角度支撑齿与转子相互配合，所述活动倾斜弹性薄片的内圆周与转子的外径相互配合。它结构设计合理，既能够大幅度提高密封性能、又能满足机组安全运行这一两难问题。克服了现有技术的不足。

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机技术领域，具体涉及一种新型自调整弹簧式汽封。

背景技术

汽轮机是高速旋转的大型、精密热功转换动力机械。在汽缸、隔板等静体与主轴、叶片等转体间必须预留一定的轴向和径向间隙，以免机组在工作时动静部件发生碰摩。为了减小汽封间隙的漏汽，必须设置汽封装置，在保证不发生动静摩擦前提下，使汽封间隙处于标准范围内并趋向最小值。这样才能保证多级汽轮机各级和各缸之间减少漏汽损失，提高机组热效率。

在汽轮机热功转换的各项损失中，汽封漏汽损失占有很大比重，对汽轮机的热功转换效率有重要影响。汽轮机出现一百多年来，其技术理论已日趋完善，在现有的汽轮机技术理论，制造工艺和应用材料基础上，大幅度提高汽轮机内效率是不现实的，但是通过减小汽轮机汽封与转子动静配合间隙达到减少漏汽的目的，是提高汽轮机运行效率主要途径，同时改造成本远低于通流改造，尤其现代大容量高参数的汽轮机，间隙漏汽对汽轮机效率的影响更大。以国产引进型MW300机组为例，高中压间汽封实际运行间隙均在0.8mm以上，根据实验测得的数据，仅通过这部分汽封漏汽所造成的漏汽损失就使机组热耗增加60kJ/kWh以上，折合标准煤2克以上。因此减少汽封间隙漏汽对汽轮机效率的提高至关重要。但是，汽轮机是高速旋转机械，在减少通流间隙漏汽(即汽封漏汽)的同时又要兼顾到机组动静碰磨的安全性。汽封是汽轮机动静部件之间的过渡部件，极易因汽封体故障而引起汽轮机动静部件之间直接摩擦碰撞，伤及汽轮机大轴，严重时造成大轴永久性弯曲的重大事故。尽管机组运行中启机不畅，甚至造成重大弯轴重大事故得原因可能是多方面的，但是结果所反映出来的根本原因是由于动静碰磨所造成的，事故反映出来的是动静间隙的问题。以MW200机组为例，80年代初期，弯轴现象时有发生，针对MW200机组的弯轴现象，90年原能源部下文要求电厂和将MW200机组前轴封部分汽封间隙调为1-1.2mm，以牺牲机组的经济性来保证安全性。

汽封兼顾着安全、经济的双重责任，所以人们一直在探求新的汽封结构型式，以解决既能够大幅度提高密封性能、又能满足机组安全运行这一长期困扰汽机专业人员的两难问题。因此研究及推广应用高效、安全的汽轮机汽封，一直是汽轮机专家们追求的目标，也是各汽轮机制造商及各发电厂追求的目标。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种能够避免在汽轮机组未正常运转前保持较大的工作间隙，当汽轮机组正常运转后，能够随机组压力的增高而将密封间隙变小的新型自调整弹簧式汽封。

本发明工作原理：

本发明操作时，每个活动倾斜弹性薄片一相互重叠的方式(如瓦片形式)镶嵌至薄片压块上，并铆合固定；自调整活动倾斜弹性薄片式汽封在机组安装时预留较大的安全运行间隙，保证机组开机时的稳定运行；当机组各项指标趋于稳定运转后，汽轮机进气压力增大，在汽封弹片前后形成压差，压力会推动弹片做角度变化，由于弹片角度的变化，使弹片与转子的间隙由大间隙向小间隙改变。汽封的弹片会根据每级汽封齿级之间的压差值，自动调整汽轮机转子或转子动叶之间的间隙，当机组停止运转的过程中，汽封齿间的压差值不断降低，当达到某个固定设计值时，活动倾斜弹性薄片就会自动归位至与汽轮机转子或转子动叶较大间隙的原初始状态，就能避免汽封活动倾斜弹性薄片与轴颈发生碰磨。

本发明采用如下技术方案：

一种新型自调整弹簧式汽封，其特征在于它包含汽封本体、活动倾斜弹性薄片、薄片压块、压块上的薄片角度支撑齿；所述的汽封本体上设有相互错位重叠方式组合的活动倾斜弹性薄片，通过所述薄片压块将所述活动倾斜弹性薄片固定，再通过汽封本体的槽道，将所述薄片压块与汽封本体固定，当所述活动倾斜弹性薄片的左右产生压差时，压力大的一端气流，推动所述活动倾斜弹性薄片产生角度倾斜，当倾斜到所述薄片压块的所述薄片角度支撑齿时，所述活动倾斜弹性薄片固定，最后通过所述活动倾斜弹性薄片的角度变化来达到活动倾斜弹性薄片与转子的间隙闭合，构成所述一种新型自调整弹簧式汽封。

进一步地，所述汽封本体上设有相互错位重叠方式组合的活动倾斜弹性薄片，通过所述薄片压块将所述活动倾斜弹性薄片固定，再通过所述汽封本体的槽道，将所述薄片压块与汽封本体固定。

进一步地，当所述活动倾斜弹性薄片的左右产生压差时，压力大的一端气流，推动所述活动倾斜弹性薄片产生角度倾斜，当倾斜到所述薄片压块的薄片角度支撑齿时，所述活动倾斜弹性薄片固定，这时所述活动倾斜弹性薄片与转子的间隙随着角度的变化，从大间隙变为小间隙，大间隙保护所述活动倾斜弹性薄片不被转子碰磨，当达到小间隙时，所述转子稳定性增强，也不会与所述活动倾斜弹性薄片产生碰磨，最终封闭间隙。

本发明的有益技术效果是:

本发明公开了一种新型自调整弹簧式汽封，能够避免在汽轮机组未正常运转前保持较大的工作间隙，当汽轮机组正常运转后，能够随机组压力的增高而将密封间隙变小的新型自调整弹簧式汽封。

它结构设计合理，既能够大幅度提高密封性能、又能满足机组安全运行这一两难问题。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是活动倾斜弹性薄片不工作的状态图；

图中：汽封本体1、薄片压块2、活动倾斜弹性薄片3、薄片角度支撑齿4、薄片镶嵌凹槽5、转子6。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

实施例:

如图1至图2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含汽封本体1、薄片压块2、活动倾斜弹性薄片3、薄片角度支撑齿4、薄片镶嵌凹槽5、转子6；所述的汽封本体1上设有设有两圈以相互错位重叠方式组合成的活动倾斜弹性薄片与薄片压块2，薄片压块2的一侧设有薄片镶嵌凹槽5，活动倾斜弹性薄片3与薄片镶嵌凹槽5相互配合，且活动倾斜弹性薄片3的一端互重叠铆在薄片镶嵌凹槽5中，汽封本体1底部的薄片角度支撑齿4与转子6相互配合，活动倾斜弹性薄片3的内圆周与转子6的外径相互配合。

本具体实施方式操作时，每个活动倾斜弹性薄片一相互重叠的方式(如瓦片形式)镶嵌至薄片压块上，并铆合固定；自调整活动倾斜弹性薄片式汽封在机组安装时预留较大的安全运行间隙，保证机组开机时的稳定运行；当机组各项指标趋于稳定运转后，汽封的弹片会根据每级汽封齿级之间的压差值，自动调整汽轮机转子或转子动叶之间的间隙，当活动倾斜弹性薄片自动调整至一定的角度设计值后，活动倾斜弹性薄片就会固定不动，就能保持动叶与汽封极小的动叶间隙。当机组停止运转的过程中，汽封齿间的压差值不断降低，当达到某个固定设计值时，活动倾斜弹性薄片就会自动归位至与汽轮机转子或转子动叶较大间隙的原初始状态，就能避免汽封活动倾斜弹性薄片与轴颈发生碰磨。

本具体实施方式结构设计合理，既能够大幅度提高密封性能、又能满足机组安全运行这一两难问题。完成一种新型自调整弹簧式汽封的实施。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。