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CN106437873A - 一种拂配式汽封装置 - Google Patents

一种拂配式汽封装置 Download PDF

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CN106437873A
CN106437873A CN201610904146.8A CN201610904146A CN106437873A CN 106437873 A CN106437873 A CN 106437873A CN 201610904146 A CN201610904146 A CN 201610904146A CN 106437873 A CN106437873 A CN 106437873A
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CN
China
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steam
seal ring
steam seal
steam sealing
das
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Application number
CN201610904146.8A
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English (en)
Inventor
陈利
陈娇红
黄果
赵卫军
刘兴波
袁朝兴
赵琦
谢峰
金亮
伍文华
赵赞
彭国伟
邓宇
周华
尹瑞云
徐志辉
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DEC Dongfang Turbine Co Ltd
Original Assignee
DEC Dongfang Turbine Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/14—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing
    • F01D11/16—Adjusting or regulating tip-clearance, i.e. distance between rotor-blade tips and stator casing by self-adjusting means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

本发明公开了一种拂配式汽封装置，包括汽封圈；所述汽封圈圆弧内侧有汽封圈尖齿和DAS汽封齿，其圆弧外侧安装有弹簧；其特征在于：所述汽封圈周向密封面有两个拂配搭接结构；所述拂配搭接结构的凸凹拂配面在DAS汽封齿上，拂配处的DAS汽封齿在宽度方向上被分为两半，分别位于前后两段汽封圈上，两者拂配后组成一个完整宽度的DAS汽封齿。使用该装置，除了具有传统汽封圈的各种优点外，还能够克服传统汽封圈膨胀间隙不容易取准的不足，保证汽封圈在任何工况下都有足够的膨胀间隙余量，使得汽轮机在不同工况下都能够保证有效的密封，提高汽轮发电机组的发电效率。

Description

一种拂配式汽封装置
技术领域
本发明涉及汽轮机汽封，具体地讲是一种拂配式汽封装置。
背景技术
随着汽轮机技术的发展，为了提高汽轮发电机组的效率，汽轮发电机组的主蒸汽参数也越来越高。现阶段国内已投运的超超临界机组主蒸汽参数已达到了31Mpa/600℃/620℃。对于这些高参数的超超临界汽轮机组，汽封圈的密封性能能够极大地影响机组的效率。因此，如果能够提高汽轮机组汽封圈的密封性能，那么对提高汽轮发电机组的效率具有很大的现实意义。
如图1所示，传统的汽轮机T形槽汽封圈结构，包括安装在汽封圈槽1内的汽封圈3，汽封圈3圆弧内侧有汽封圈尖齿4和DAS汽封齿5；汽封圈3圆弧外侧安装弹簧2。该汽封装置以其结构简单，安装方便等优点被汽轮机厂家所广泛使用。此种结构的汽封装置在工作过程中依靠安装在汽封圈3背弧上的弹簧圈或是弹簧片将汽封圈3压向圆心，使得汽封圈3内环密封面与隔板汽封槽的密封面相互贴紧来密封蒸汽。整圈汽封圈的密封面包括有密封面A与密封面B，密封面A依靠弹簧反力密封，密封面B的密封则依靠汽封圈前后的压差来实现。
出于对工作应力水平以及生产成本的考虑，汽封圈与汽封圈槽的材质一般并不完全相同，两者的线性膨胀系数也不同，导致在高温工作条件下（例如高压前几级或中压前几级）两者会有不同的热膨胀量。传统汽封圈考虑到安装的方便，一圈汽封圈总是分为几段，段与段之间都是平面与平面贴紧密封。如图2所示，在汽封圈线膨胀系数大于汽封圈槽线膨胀系数的条件下，为了补偿两者之间在工作温度下的膨胀差值，必须在设计与安装阶段就在汽封圈3周向圆弧上预留一定的膨胀间隙C，该膨胀间隙C的大小取决于工作温度下汽封圈3与汽封圈槽的膨胀差值。在额定工况下如果汽封圈3膨胀间隙C偏小，那么汽封圈由于膨胀将使得自身的周长增大量大于汽封圈槽的周长增加值，将导致汽封圈与汽封槽的密封面A不再贴紧，进而无法密封高温高压的蒸汽；相反，如果膨胀间隙过大将导致汽封圈在额定工况下无法在圆周方向密封，进而导致高参数蒸汽从汽封圈周向膨胀间隙C中流失。因此，汽封圈3与汽封圈槽的膨胀间隙设计就必须要精确。
传统的T形槽汽封圈，汽封圈周向膨胀间隙设计通常以机组的额定参数工况为设计工况（蒸汽温度为机组额定温度），但汽轮发电机组在实际运行过程中并不都是按此参数运行。例如某百万超超临界汽轮机组的运行方式为定—滑—定，即在机组负荷达到900MW以上后，汽轮机的主蒸汽参数才会达到额定的600℃，而在此负荷以下，机组的主蒸汽温度是低于600℃的。如果T形汽封圈的膨胀间隙按照机组的额定温度来设计，那么当机组在低于额定参数的工况下运行时，汽封圈之间便不可避免的存在周向间隙，此周向间隙在汽封圈前后较高的压差下会泄漏不少高品质蒸汽，蒸汽参数越低，周向间隙就越大，蒸汽泄漏也就越严重。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种拂配式汽封装置。使用该装置，除了具有传统汽封圈的各种优点外，还能够克服传统汽封圈膨胀间隙不容易取准的不足，保证汽封圈在任何工况下都有足够的膨胀间隙余量，使得汽轮机在不同工况下都能够保证有效的密封，提高汽轮发电机组的发电效率。
实现本发明的技术方案是：一种拂配式汽封装置，包括汽封圈；所述汽封圈圆弧内侧有汽封圈尖齿和DAS汽封齿，其圆弧外侧安装有弹簧；其特征在于：所述汽封圈周向密封面有两个拂配搭接结构；所述拂配搭接结构的凸凹拂配面在DAS汽封齿上，拂配处的DAS汽封齿在宽度方向上被分为两半，分别位于前后两段汽封圈上，两者拂配后组成一个完整宽度的DAS汽封齿。
所述DAS汽封齿与汽封圈为一个整体结构，汽封圈圆周方向分为多段，段与段之间为拂配搭接结构。
所述弹簧为弹簧圈或是弹簧片。
所述汽封圈尖齿为镶嵌结构。
本发明的有益效果是：本专利设计的汽封圈与传统汽封圈相比，除了具有传统汽封圈的各种优点外，还能够克服传统汽封圈膨胀间隙不容易取准的不足，保证汽封圈在任何工况下都有足够的膨胀间隙余量，使得汽轮机在不同工况下都能够保证有效的密封，提高汽轮发电机组的发电效率。
附图说明
图1为传统的汽轮机T形槽汽封圈结构图；
图2为传统的汽轮机汽封圈分段结构图；
图3为本发明实施例汽封圈结构图；
图4为本发明实施例汽封圈两段连接结构示意图；
图5为图4的俯视图。
图中标号：1—汽封圈槽，2—弹簧，3—汽封圈，4—汽封圈尖齿，5—DAS汽封齿，6—拂配搭接结构，7—凹拂配面，8—凸拂配面，A、B—密封面，C—膨胀间隙。
具体实施方式
如图3至图5所示，一种拂配式汽封装置，包括汽封圈3；所述汽封圈3圆弧内侧有汽封圈尖齿4和DAS汽封齿5，其圆弧外侧安装有弹簧2；所述汽封圈3周向密封面有两个拂配搭接结构6；所述拂配搭接结构6的凸凹拂配面8、7在DAS汽封齿5上，拂配处的DAS汽封齿5在宽度方向上被分为两半，分别位于前后两段汽封圈3上，两者拂配后组成一个完整宽度的DAS汽封齿5。所述DAS汽封齿5与汽封圈3为一个整体结构，汽封圈3圆周方向分为多段，段与段之间为拂配搭接结构6。所述弹簧2为弹簧圈或是弹簧片。所述汽封圈尖齿4为镶嵌结构。
本发明工作原理是：所述汽封圈3凸凹槽周向膨胀间隙C与传统汽封圈一样，其设计的依据为汽封圈3与汽封圈槽1在额定工作温度下的热膨胀差值，该值可根据汽轮机的最高运行温度值计算选取，从而保证在其它任何工况下都能够补偿汽轮机汽封圈3与汽封圈槽1的热膨胀差值，保证汽封圈3与汽封槽1的A面能够有效密封。
汽封圈3在加工及安装过程中，预先预留膨胀间隙C，该膨胀间隙C能够保证在任何运行工况下都能够大于汽封圈3与汽封圈槽1的膨胀差值，使得汽封圈3在任何工况下都能够保证密封面A的密封；而在低参数运行工况下，虽然汽封圈3圆周方向上有膨胀间隙C，但因为汽封圈3为拂配结构，且其拂配面设计在汽封圈DAS汽封齿5上，拂配面在工作中能够起到密封作用，因此汽封圈3依然能够保证周向密封与径向密封，减少蒸汽从周向膨胀间隙中泄漏的可能性。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (4)

1.一种拂配式汽封装置，包括汽封圈；所述汽封圈圆弧内侧有汽封圈尖齿和DAS汽封齿，其圆弧外侧安装有弹簧；其特征在于：所述汽封圈周向密封面有两个拂配搭接结构；所述拂配搭接结构的凸凹拂配面在DAS汽封齿上，拂配处的DAS汽封齿在宽度方向上被分为两半，分别位于前后两段汽封圈上，两者拂配后组成一个完整宽度的DAS汽封齿。
2.根据权利要求1所述拂配式汽封装置，其特征在于：所述DAS汽封齿与汽封圈为一个整体结构，汽封圈圆周方向分为多段，段与段之间为拂配搭接结构。
3.根据权利要求1所述拂配式汽封装置，其特征在于：所述弹簧为弹簧圈或是弹簧片。
4.根据权利要求1所述拂配式汽封装置，其特征在于：所述汽封圈尖齿为镶嵌结构。
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