一种抑制密封油窜流流量的氢冷发电机双流环密封瓦的制作方法

本实用新型具体涉及一种抑制密封油窜流流量的氢冷发电机双流环密封瓦。

背景技术：

氢冷发电机指利用氢气冷却发电机的机器，发电机内的氢气在发电机的两端风扇的驱动下，以闭式循环方式在发电机内部作强制循环流动，使发电机的铁芯和转子绕组得到冷却。其间，氢气流经位于发电机四角处的四个氢气冷却器，经氢气冷却器冷却后的氢气又重新进入铁芯和转子绕组作反复循环。氢气冷却器的冷却水来自闭式循环冷却水系统。

常温下的氢气不怎么活跃，但当氢气与氧气或空气混合后，如果被点燃则会发生爆炸，后果不堪设想。因此，要求发电机内的氢气纯度不低于96％，氧气含量不超过2％，而且在置换气体时，使用惰性气体进行过渡，或采用真空置换，以避免氢气和氧气直接触、混合，防止发生爆炸。

氢冷发电机组经长期运行后，发电机密封瓦的密封面和发电机主轴的轴径处都会磨损，从而使密封间隙增大，密封瓦密封性能降低，导致发电机内部氢气泄漏，危及机组安全运行，而且发电机补氢量增大，经济性变差；更为严重的是，发电机密封瓦及发动机主轴磨损后难以修复，造成密封瓦甚至发动机转子报废。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种抑制密封油窜流流量的氢冷发电机双流环密封瓦，以解决氢冷发电机组经长期运行后，发电机密封瓦的密封面和发电机主轴的轴径处都会磨损，从而使密封间隙增大，密封瓦密封性能降低，导致发电机内部氢气泄漏的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：提供一种抑制密封油窜流流量的氢冷发电机双流环密封瓦，发电机主轴上安装有密封瓦和安装支座，密封瓦位于安装支座内，密封瓦与发电机主轴之间有密封间隙；所述安装支座左端外侧为发电机外空气侧，安装支座右端外侧为发电机内氢气侧，密封瓦外面由左至右排布有空侧密封油入口和氢侧密封油入口，密封瓦内面由左至右排布有空侧密封结合面、空侧环状配油槽、氢空间隔密封结合面、氢侧环状配油槽和氢侧密封结合面，空侧密封油入口与空侧环状配油槽连通，氢侧密封油入口与氢侧环状配油槽连通；

所述密封瓦内面的空侧密封结合面、氢空间隔密封结合面和氢侧密封结合面均与发电机主轴的外圆柱面平行，氢空间隔密封结合面上设有至少一条与其同轴的环形阻流槽，空侧密封结合面和氢侧密封结合面上均布有若干密封储油阻流泡，密封储油阻流泡为内凹的凹坑。

作为优选，所述密封瓦内面浇铸有抗磨损、抗黏合、抗腐蚀、抗疲劳和抗污染的轴承合金层，密封结合面、氢空间隔密封结合面和氢侧密封结合面位于轴承合金层的内面上，空侧环状配油槽、氢侧环状配油槽、环形阻流槽和密封储油阻流泡的深度小于轴承合金层的厚度。

作为优选，所述环形阻流槽的宽度与深度的比值为0.5-1。

作为优选，所述密封储油阻流泡开口面积总和与氢空间隔密封结合面面积的比值为0.1-0.4。

作为优选，所述密封储油阻流泡的深度为0.3-0.5mm。

作为优选，所述轴承合金层最大厚度为4-6mm。

作为优选，所述密封储油阻流泡的横截面为矩形、半圆形或梯形。

作为优选，所述氢空间隔密封结合面上的环形阻流槽共有1-5条。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型密封瓦内面的环形阻流槽能较大部分阻隔氢侧密封结合面和空侧密封结合面两处的密封油相互窜流，在密封间隙增大的情况下达到与传统密封瓦较小间隙相同或更小的密封油窜流量；密封瓦内面的储油阻流泡既可以储存密封油便于密封瓦与发电机主轴硬接触摩擦时对接触面有效润滑，同时还能部分阻止溶解有氢气气泡的密封油窜流到发电机外空气侧的能力；因此，氢空间隔密封结合面上的环形阻流槽，以及空侧密封结合面和氢侧密封结合面上的储油阻流泡，能够有效提高密封瓦密封氢气的能力，在密封瓦和发电机主轴互相磨损而使两者之间的密封间隙增大时，密封瓦的密封性能也不会降低，能够降低甚至防止发电机内部出现氢气泄漏的问题。

2.本实用新型密封瓦内面浇铸有抗磨损、抗黏合、抗腐蚀、抗疲劳和抗污染的轴承合金层，密封结合面、氢空间隔密封结合面和氢侧密封结合面位于轴承合金层的内面上，能够有效提高密封瓦的使用寿命并降低对发电机主轴表面的磨损。

附图说明

图1为传统氢冷发电机双流环密封瓦结构及正常间隙下密封油流向的示意图；

图2为传统环密封瓦间隙增大后密封油窜流量增加的示意图；

图3为抑制密封油窜流流量的氢冷发电机双流环密封瓦的结构示意图。

其中：1、发电机主轴；2、氢侧密封油入口；3、发电机内氢气侧；4、密封瓦；5、空侧密封油入口；6、安装支座；7、发电机外空气侧；8、空侧密封结合面；9、空侧环状配油槽；10、氢空间隔密封结合面；11、氢侧环状配油槽；12、氢侧密封结合面；13、环形阻流槽；14、储油阻流泡。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1-3，本实施例提供一种抑制密封油窜流流量的氢冷发电机双流环密封瓦，发电机主轴1上安装有密封瓦4和安装支座6，密封瓦4位于安装支座6内，密封瓦4与发电机主轴1之间有密封间隙；所述安装支座6左端外侧为发电机外空气侧7，安装支座6右端外侧为发电机内氢气侧3，密封瓦4外面由左至右排布有空侧密封油入口5和氢侧密封油入口2，密封瓦4内面由左至右排布有空侧密封结合面8、空侧环状配油槽9、氢空间隔密封结合面10、氢侧环状配油槽11和氢侧密封结合面12，空侧密封油入口5与空侧环状配油槽9连通，氢侧密封油入口2与氢侧环状配油槽11连通；

所述密封瓦4内面的空侧密封结合面8、氢空间隔密封结合面10和氢侧密封结合面12均与发电机主轴1的外圆柱面平行，氢空间隔密封结合面10上设有至少一条与其同轴的环形阻流槽13，空侧密封结合面8和氢侧密封结合面12上均布有若干密封储油阻流泡14，密封储油阻流泡14为内凹的凹坑。

所述密封瓦4内面浇铸有抗磨损、抗黏合、抗腐蚀、抗疲劳和抗污染的轴承合金层，密封结合面、氢空间隔密封结合面10和氢侧密封结合面12位于轴承合金层的内面上，空侧环状配油槽9、氢侧环状配油槽11、环形阻流槽13和密封储油阻流泡14的深度小于轴承合金层的厚度。

所述环形阻流槽13的宽度与深度的比值为0.5-1。

所述密封储油阻流泡14开口面积总和与氢空间隔密封结合面10面积的比值为0.1-0.4。

所述密封储油阻流泡14的深度为0.3-0.5mm。

所述轴承合金层最大厚度为4-6mm。

所述密封储油阻流泡14的横截面为矩形、半圆形或梯形。

所述氢空间隔密封结合面10上的环形阻流槽13共有1-5条。

参考图1，传统氢冷发电机双流环密封瓦4结构及正常间隙下密封油流向如图1所示。氢冷发电机的密封瓦4作用是将发电机内部的氢气在动、静部件之间密封，运行中氢气不能泄漏出发电机外部，以免发生危险。正常运行过程中发电机内示意图中发电机内氢气侧3充满具有一定压力的用于冷却发电机定、转子的氢气，氢侧密封油入口2的进油压力与空侧密封油入口5的进油压力趋近相等，并且空侧密封油入口5的进油压力始终保持略大于氢侧密封油入口2的进油压力，发电机空气侧与大气相通。正常工作过程中，密封油在压力作用下进入并充满氢侧密封结合面12、空侧密封结合面8与发电机主轴1之间的密封间隙，阻挡发电机内氢气侧3的氢气泄漏到发电机外空气侧7的空气当中。氢空间隔密封结合面10上的环形阻流槽13的宽度之和约为氢空间隔密封结合面10的宽度的一半。

参考图2，由于密封瓦4与发电机主轴1之间的密封间隙较小，机组长时间运行后将相互磨损而使密封间隙增大，此时溶解有氢气气泡的氢侧密封油经过氢空间隔密封结合面10窜流至空侧密封结合面8的流量增大，该部分氢侧密封油将流过空侧密封结合面8进入发电机外空气侧7，该部分氢侧密封油中溶解的氢气将析出进入空气中，这就出现了漏氢量增加，其结果将导致氢气耗气量增加，同时存在氢爆隐患。

参考图3，在氢空间隔密封结合面10上设有至少一条环形阻流槽13，空侧密封结合面8和氢侧密封结合面12上均布有若干密封储油阻流泡14；环形阻流槽13能较大部分阻隔氢侧密封结合面12和空侧密封结合面8两处的密封油相互窜流，在密封间隙增大的情况下达到与传统密封瓦4较小间隙相同或更小的密封油窜流量，从而提高密封瓦4密封氢气的能力；储油阻流泡14既可以储存密封油便于密封瓦4与发电机主轴1硬接触摩擦时对接触面有效润滑，同时还能部分阻止溶解有氢气气泡的密封油窜流到发电机外空气侧7的能力，从而进一步提高密封瓦4密封氢气的能力。

经过实际检验，氢空间隔密封结合面10上的环形阻流槽13的宽度之和等于氢空间隔密封结合面10的宽度的一半较为适宜，环形阻流槽13的宽度与深度的比值为0.5-1较为适宜，密封储油阻流泡14开口面积总和与氢空间隔密封结合面10面积的比值为0.1-0.4较为适宜，密封储油阻流泡14的深度为0.3-0.5mm较为适宜。

密封瓦4内面浇铸有抗磨损、抗黏合、抗腐蚀、抗疲劳和抗污染的轴承合金层，密封结合面、氢空间隔密封结合面10和氢侧密封结合面12位于轴承合金层的内面上，能够有效提高密封瓦4的使用寿命并降低对发电机主轴1表面的磨损。

综上所述可知，本实用新型密封瓦4内面的环形阻流槽13能较大部分阻隔氢侧密封结合面12和空侧密封结合面8两处的密封油相互窜流，在密封间隙增大的情况下达到与传统密封瓦4较小间隙相同或更小的密封油窜流量；密封瓦4内面的储油阻流泡14既可以储存密封油便于密封瓦4与发电机主轴1硬接触摩擦时对接触面有效润滑，同时还能部分阻止溶解有氢气气泡的密封油窜流到发电机外空气侧7的能力；因此，氢空间隔密封结合面10上的环形阻流槽13，以及空侧密封结合面8和氢侧密封结合面12上的储油阻流泡14，能够有效提高密封瓦4密封氢气的能力，在密封瓦4和发电机主轴1互相磨损而使两者之间的密封间隙增大时，密封瓦4的密封性能也不会降低，能够降低甚至防止发电机内部出现氢气泄漏的问题。

上述实施方式用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型做出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。