专利名称：汽缸中分面密封结构及密封方法
技术领域：
本发明涉及汽轮机的汽缸，特别涉及一种汽轮机汽缸的中分面密封结构以及实现这种结构的密封方法。
背景技术：
汽轮机的汽缸一般为桶型结构，分为上下两个半缸体，其上下半缸体的结合面称为中分面，在汽轮机运行的时候其中分面需要保持密封。对于任何汽轮机机组，汽缸中分面的密封对汽轮机的经济性有着至关重要的作用。如果中分面密封不严造成内漏，将引起抽汽温度高于设计值，从而使得整个机组的效率降低，单位发电量的用煤量上升，增加碳排放量。目前汽轮机汽缸的中分面多采用法兰螺栓进行中分面的连接和密封，其利用螺栓伸长以后的紧力压住中分面法兰，使该处在汽轮机运行时存在接触应力，从而实现密封。这种技术应用普遍，但是受限于螺栓材料和法兰母材，螺栓紧力不可能无限增大，同时由于结构空间的限制，螺栓的数量也受到一定限制，所以有时该技术实际密封效果并不理想，使得很多电厂机组运行效率低于设计值。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、密封效果好、便于实施的汽轮机中分面密封结构。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种汽缸中分面密封结构，包括上、下两个半缸体，所述上、下两个半缸体通过螺栓连接，所述上半缸体或下半缸体的结合面上设有凹槽，所述凹槽内设有密封条。优选的，所述密封圈为“0”型密封条或“E”型密封条。本发明还公开了一种上述汽缸中分面密封结构的密封方法，其包括如下步骤1)对象汽缸进行三维建模，运用有限元计算方法对汽轮机汽缸进行仿真计算，从理论角度分析可能出现中分面漏汽的区域和可能的张开间隙；2)打开汽缸，查找中分面的蒸汽冲刷痕迹，并调阅运行记录寻找温度异常区域，与步骤1)计算结果相印证，确定汽缸中分面的漏汽区域；3)根据步骤1)的计算结果及步骤2、确定漏汽区域周围的环境温度、工质特性和压差选取合适截面和材料的密封条；4)根据最恶劣工况、密封条前后压差、机组起停次数对步骤幻选好的密封条进行疲劳校核计算，以确定该密封条在正常服役期内满足机组启动的疲劳要求，不会发生损坏， 如不会发生损坏则进入步骤幻，如会发生损坏则转入步骤幻重新选取密封条；5)在汽缸的中分面上开槽，安装密封条。进一步的，在步骤4)进行密封条的疲劳校核计算时，首先通过有限元方法计算出密封条应力循环的最大值，然后根据实验确定该密封条的应力循环次数Al，接着计算安装该密封条的汽轮机汽缸在运行一个大修周期内的应力循环次数A2 ；如Al >A2，则该密封条在正常服役期内满足机组启动的疲劳要求，不会发生损坏；如Al < A2，则该密封条在正常服役期内不满足机组启动的疲劳要求，会发生损坏。上述技术方案具有如下有益效果本发明通过在汽轮机汽缸中分面加装密封条， 利用密封条阻断蒸汽泄漏的通路达到密封效果。相比传统的螺栓密封技术，其密封效果好且受到结构限制较少，可以广泛应用于各种无法布置螺栓的结构中，并且非常易于实施，成本低廉。在汽缸的实际使用过程中，有时发生漏汽并不会在中分面上产生痕迹，因此本发明密封方法通过理论计算与实际检测相结合的方式来确定漏汽区域，最大可能的确定漏汽区域，避免漏汽区域被遗漏。并且采用模拟计算的方法可大概确定漏汽区域间隙的大小，从而方便选取合适的密封条截面厚度，在对选取的密封条还要进行疲劳校核计算，以保证密封条在一个大修周期内不会发生损坏，上述这些方法都可有效提高密封条的密封效果，进而提高汽轮机机组的效率。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图对本专利进行详细说明。
图1为本发明实施例采用“0”型密封条进行密封的结构示意图。图2为本发明实施例采用“E”型密封条进行密封的结构示意图。图3为本发明密封方法的流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细介绍。如图1所示，该汽缸中分面密封结构包括上半缸体1和下半缸体2，上半缸体1、下半缸体2通过螺栓连接，下半缸体2的结合面上设有凹槽3，凹槽3内设有密封条4，该密封条4为一 “0”型密封条。凹槽3也可设置在上半缸体1上，密封条4也可采用“E”型密封条(如图2所示)。本发明通过在汽轮机汽缸中分面加装密封条，利用密封条阻断蒸汽泄漏的通路达到密封效果。相比传统的螺栓密封技术，其密封效果好且受到结构限制较少，可以广泛应用于各种无法布置螺栓的结构中，并且非常易于实施，成本低廉。如图3所示，本发明还公开了一种上述汽缸中分面密封结构的密封方法，其包括如下步骤首先，对象汽缸进行三维建模，导入通用的有限元分析软件，运用有限元计算方法，进行前处理、分网格、根据工况加载边界条件后，对汽轮机汽缸进行仿真计算，从理论角度分析可能出现中分面漏汽的区域和可能的张开间隙。然后，在对汽缸进行检修时打开汽缸，查找中分面的蒸汽冲刷痕迹，并调阅运行记录寻找温度异常区域，将上述检修数据与模拟仿真计算的可能漏汽的进行比较、印证，确定汽缸中分面的漏汽区域。因为在汽缸的实际使用过程中，有时发生漏汽并不会在中分面上产生痕迹，因此本发明密封方法通过理论计算与实际检修数据相结合的方式来确定漏汽区域，最大可能的确定漏汽区域，避免漏汽区域被遗漏，从而可有效保证密封的效果。漏汽区域确定好后，根据漏汽区域周围的环境温度、工质特性和压差选取合适材料的密封条。如在高压缸内，汽缸温度最高能达到600摄氏度左右，密封前后压差比较大， 而所需要密封的间隙相对较小，可以采用耐高温镍基合金材质的0型密封条。如在低压缸， 温度比较低，密封前后压差也比较小，但是蒸汽进入湿蒸汽区含水量很大，容易锈蚀金属且所需要密封的间隙相对较大，则可以选用耐锈蚀不锈钢材质的E型密封条。因为在模拟仿真计算中以大概确定漏汽区域张开间隙的大小，因此可同时确定密封条截面的尺寸大小，从而保证密封条的密封效果。密封条确定好后，需根据最恶劣工况、密封条前后压差、机组起停次数对密封条进行疲劳校核计算。因为密封条装上汽缸后，在机组正常运行时会承受交变载荷，比如起停、 负荷变化等等。这些交变载荷会使密封条产生一个周期性的应力，力学里叫这个周期性的应力的过程为应力循环。根据这些外部的条件和密封条的截面及材料，用有限元方法计算出这个应力循环的最大值。每种材料对应一个最大值的应力循环有一个循环次数Al，该循环次数Al可由实验得来。然后再看使用该密封条机组运行一个大修周期内造成密封条应力循环的循环次数A2有多少。如Al >A2时，则该密封条在正常服役期内可满足机组启动的疲劳要求，不会发生损坏，这样即可在汽缸的中分面漏汽区域开凹槽安装密封条。如Al < A2时则该密封条在正常服役期内不满足机组启动的疲劳要求，会发生损坏，这样就需要重新选择密封条。该密封方法采用模拟计算的方法可大概确定漏汽区域间隙的大小，从而方便选取合适的密封条截面厚度。在对选取的密封条还要进行疲劳校核计算，以保证密封条在一个大修周期内不会发生损坏，上述这些方法都可有效提高密封条的密封效果，进而提高汽轮机机组的效率。以上对本发明实施例所提供的一种汽缸中分面密封结构及密封方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在
具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种汽缸中分面密封结构，包括上、下两个半缸体，所述上、下两个半缸体通过螺栓连接，其特征在于所述上半缸体或下半缸体的结合面上设有凹槽，所述凹槽内设有密封条、
2.根据权利要求1所述的汽缸中分面密封结构，其特征在于所述密封圈为“0”型密封条或“E”型密封条。
3.—种汽缸中分面密封方法，其特征在于，其包括如下步骤1)对象汽缸进行三维建模，运用有限元计算方法对汽轮机汽缸进行仿真计算，从理论角度分析可能出现中分面漏汽的区域和可能的张开间隙；2)打开汽缸，查找中分面的蒸汽冲刷痕迹，并调阅运行记录寻找温度异常区域，与步骤 1)计算结果相印证，确定汽缸中分面的漏汽区域；3)根据步骤1)的计算结果及步骤幻确定漏汽区域周围的环境温度、工质特性和压差选取合适截面和材料的密封条；4)根据最恶劣工况、密封条前后压差、机组起停次数对步骤幻选好的密封条进行疲劳校核计算，以确定该密封条在正常服役期内满足机组启动的疲劳要求，不会发生损坏，如不会发生损坏则进入步骤幻，如会发生损坏则转入步骤幻重新选取密封条；5)在汽缸的中分面上开槽，安装密封条。
4.根据权利要求3所述的汽缸中分面密封方法，其特征在于在步骤4)进行密封条的疲劳校核计算时，首先通过有限元方法计算出密封条应力循环的最大值，然后根据实验确定该密封条的应力循环次数Al，接着计算安装该密封条的汽轮机汽缸在运行一个大修周期内的应力循环次数A2 ；如Al >A2，则该密封条在正常服役期内满足机组启动的疲劳要求， 不会发生损坏；如Al <A2，则该密封条在正常服役期内不满足机组启动的疲劳要求，会发生损坏。
全文摘要
本发明公开了一种汽缸中分面密封结构，包括上、下两个半缸体，所述上、下两个半缸体通过螺栓连接，所述上半缸体或下半缸体的结合面上设有凹槽，所述凹槽内设有密封条。本发明通过在汽轮机汽缸中分面加装密封条，利用密封条阻断蒸汽泄漏的通路达到密封效果。相比传统的螺栓密封技术，其密封效果好且受到结构限制较少，可以广泛应用于各种无法布置螺栓的结构中，并且非常易于实施，成本低廉。
文档编号F01D25/28GK102322299SQ201110245419
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者胡怡丰, 蒋浦宁 申请人:上海电气电站设备有限公司