一种具有气体悬浮效应的密封间隙自调整汽封装置的制造方法_2

文档序号:9906675阅读:来源:国知局
小,汽封弧段与转子的相对位置将主要 受重力影响,会导致局部密封间隙过小,可能产生碰磨。为了避免启停机阶段和极低负荷阶 段汽封与转子发生碰磨,在汽封弧段之间增设弹簧,使初始汽封间隙保持最大值。
[0019]上述设在汽封弧段之间的弹簧为螺旋压缩弹簧或弧形板式弹簧。优选,设在汽封 弧段之间的弹簧为弧形板式弹簧。通过选用合适厚度的高温合金板材,较容易制造满足设 计要求的弧形板式弹簧。
[0020] 上述弧形板式弹簧卡接在汽封弧段的端面。为了方便安装调试,弧形板式弹簧用 螺钉固定,防止脱落。
[0021] 上述弧形板式弹簧接近转子的边沿基本与汽封齿的低齿齐平,但不高于低齿。采 用上述设计方案,弧形板式弹簧还起到阻隔蒸汽周向流动的作用,有利于提供更为稳定的 闭合力和开启力,还能抑制汽流激振,减小轴系振动幅值。
[0022] 申请人经研究发现,当转子由于涡动相对汽封圈偏心时,转子表面将由于压差的 作用产生与转子偏心方向相反的径向力,增大轴系阻尼,从而减小振动,提高汽轮机轴系的 稳定性。
[0023] 优选,上述高压侧汽封齿间隙比低压侧汽封齿间隙大0.1~0.8mm,且高压侧若干 汽封齿沿汽流流向密封间隙逐渐缩小,低压侧若干汽封齿沿汽流流向密封间隙保持不变。 采用上述设计方案,加工误差、安调偏差等因素对本发明汽封的工作特性影响极小。
[0024] 为了减小本发明汽封背部高压蒸汽向低压侧泄漏,上述辅助密封条至少包括设置 在汽封脖颈内侧面的C型密封,C型密封开口与高压侧相连通,在压差作用下自胀紧,实现良 好密封。
[0025] 为进一步提高汽封背部密封的可靠性,辅助密封条还包括设置在汽封挂耳内侧面 的0型密封,0型密封内侧开小孔,一旦有高压蒸汽进入,在压差作用下自胀紧,实现良好密 封。上述C型密封与0型密封所起作用基本相同,采用了冗余设计的理念,提高密封的可靠 性。
[0026] 为了方便安装调试,上述C型密封分割为多个弧段,每个汽封弧段对应一个C型密 封弧段,且C型密封安装槽内侧设置铆接槽,用于固定C型密封弧段。
[0027] 为了方便安装调试,上述0型密封分割为两个半圆,分别放置在上下汽缸的T型槽 内,与汽封挂耳的内侧面压接。
[0028] 上述高压通汽槽和低压通汽槽一般设置在汽封弧段的周向中间位置,具体形状不 限定,只要能分别连通汽封上游和下游,但需保证与T型槽配合形成的通汽槽流通面积至少 达50mm 2〇
[0029] 本发明未提及的技术均参照现有技术。
[0030] 本发明具有气体悬浮效应的密封间隙自调整汽封不仅实现了根据汽轮机启停机 和正常运行两种状态自动改变密封间隙,而且能实时根据转子的位置自动调整密封间隙, 始终保持运行状态密封间隙在设计范围之内,长期保持良好的密封性能,且兼具减小轴系 振动幅值的功能,能够全面提高汽轮机运行的安全性和经济性。
【附图说明】
[0031] 图1是本发明实施例1汽封在弧形板式弹簧作用下处于张开状态的示意图。
[0032] 图2是本发明实施例1汽封在压差作用下处于闭合状态的示意图。
[0033] 图3是本发明实施例1汽封弧段的结构示意图。
[0034] 图4为本发明实施例1汽封弧段端面局部结构示意图。
[0035]图5为本发明实施例1弧形板式弹簧的三视图。
[0036]图6为本发明实施例1汽封与汽轮机转子和静子配合的径向断面示意图。
[0037]图7为本发明实施例1采用面积法表示的汽封张开状态下闭合力与开启力相对大 小示意图。
[0038]图8为本发明实施例1高压侧汽封齿间隙与低压侧汽封齿间隙的比值不同时沿轴 向(蒸汽流动方向)的齿间静压变化趋势图,随着比值增大,闭合力显著减小,而开启力显著 增大。
[0039]图9为本发明实施例1低压侧汽封齿间隙与闭合合力(闭合力-开启力)的关系图。 [0040]图10为为本发明实施例2汽封与汽轮机转子和静子配合的径向断面示意图。
[0041 ]上述各图中,1为汽封弧段,2为转子表面,3为弧形板式弹簧,4为螺钉,5为高压通 汽槽,6为低压通汽槽,7为C型密封,8为静子,9为转子,10为0型密封,11为面积法表示的闭 合力大小,12为面积法表示的开启力大小;H为高压侧,L为低压侧;Fl为闭合力方向(沿转子 径向且靠近转子表面的方向),F2为开启力方向(沿转子径向且远离转子表面的方向),F3为 轴向推力方向(沿转子轴向),f为摩擦力方向(沿转子径向,靠近或远离转子表面的方向);a 为高压侧汽封齿间隙与低压侧汽封齿间隙的比值为2.5/2.3时沿轴向(蒸汽流动方向)的压 降趋势线,b为高压侧汽封齿间隙与低压侧汽封齿间隙的比值为0.8/0.6时沿轴向(蒸汽流 动方向)的压降趋势线,c为高压侧汽封齿间隙与低压侧汽封齿间隙的比值为0.4/0.2时沿 轴向(蒸汽流动方向)的压降趋势线,d为高压侧汽封齿间隙与低压侧汽封齿间隙的比值为 0.3/0.1时沿轴向(蒸汽流动方向)的压降趋势线,e为高压侧汽封齿间隙与低压侧汽封齿间 隙的比值为〇. 2/0时沿轴向(蒸汽流动方向)的压降趋势线。
【具体实施方式】
[0042]为了更好地理解本发明,下面结合本发明实施例中的附图,对本发明做进一步阐 明,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术 人员在没有创造性劳动前堤下所获得的其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0043] 实施例1
[0044]如图1-9所示,一种具有气体悬浮效应的密封间隙自调整汽封装置,包括多个汽封 弧段、辅助密封条和设在汽封弧段之间的弹簧。汽封弧段上设有多个汽封齿,共8个高齿和 16个低齿(合计16个当量齿),汽封弧段的轴向宽度为104mm;高压侧有5个高齿和12个低齿 (合计11个当量齿),高压侧轴向宽度为72.2mm;低压侧有3个高齿和4个低齿(合计5个当量 齿),低压侧轴向宽度为31.2mm。汽封齿与转子表面配合形成密封间隙,高压侧汽封齿的设 计间隙为〇 · 4 ± 0 · 05mm,低压侧汽封齿的设计间隙为0 · 2 ± 0 · 05mm,因此,加工制造阶段,需 保证高压侧汽封齿内径比低压侧汽封齿内径大〇.4mm(高压侧高齿和低齿分别比低压侧高 齿和低齿短0.2mm);从另一角度表述,不考虑公差时,16个当量齿的设计间隙依次为0.4_ 0 · 4-0 · 4-0 · 4-0 · 4-0 · 4-0 · 4-0 · 4-0 · 4-0 · 4-0 · 4-0 · 2-0 · 2-0 · 2-0 · 2-0 · 2〇
[0045] 上述高压侧和低压侧通过辅助密封条阻隔,辅助密封条为C型密封,铆接在汽封脖 颈内侧,开口与高压侧相连通,在压差作用下自胀紧,实现良好密封。上述C型密封分割为多 个弧段,每个汽封弧段对应一个C型密封弧段。
[0046] 整圈汽封共6个弧段,故共有6个接缝,每个接缝中间均设置了弧形板式弹簧。为了 方便安装调试,弧形板式弹簧卡接在紧邻汽封弧段的端面上,并用螺钉固定,防止脱落。上 述弧形板式弹簧接近转子的边沿基本与汽封齿的低齿齐平,由于汽封弧段退让时弹簧也随 之退让,因此可保证转子不与弧形板式弹簧碰磨。
[0047] 在每个汽封弧段的高压侧和低压侧周向中间位置,均设置高压通气槽和低压通汽 槽。加工制造时,采用铣削工艺很容易实现,最终成型的
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