专利名称：海洋潮流能发电机组主轴密封等压零渗漏方法
技术领域：
本发明涉及一种海洋潮流能发电机组主轴密封等压零渗漏方法。
背景技术：
潮流发电直接利用涨落潮水的水流冲击叶轮等机械装置进行发电，无需建设拦海提坝，降低了建设投资。且叶轮的转速很低，对水文环境及海洋生物的影响甚微，可较好地平衡能源的经济性以及环境保护之间的关系，潮流发电对弥补能源短缺、缓解环境污染及典型海岛综合开发利用有重要意义。在潮流发电研究中，如何防止海水通过常年浸没在海底的发电机组的主轴密封渗漏到发电机组内部从而对发电机组造成损害已经成为了一个世界性技术难点。因此迫切需要开发出一种有效的海洋潮流能发电机组主轴密封防渗漏方法。
发明内容
本发明的目的是公开一种能有效地实现海洋潮流能发电机组主轴密封等压零渗漏的方法。本发明的技术方案为一种海洋潮流能发电机组主轴密封等压零渗漏方法，主轴密封环与发电机外壳围成密封腔体，通过压力管路向密封腔体内通入压力等于或略大于外部水压的压缩空气，即Pp通入压缩空气产生的压力P3^n该处海水压力同时作用于主轴密封的内外两侧，设定压差Δρ = P内-P夕卜彡0(P内=P空，P夕卜=P水)，各个呼号表示的中文含义
Ps:通入空气的压力
P水海水的压力
P内机舱内压力
P夕卜机舱外压力。
海洋潮流能发电机组完全淹没在海水中。海流低于一定流速时，海洋潮流能发电机组不工作。涨潮退潮期间具有一定流速的海流推动海洋潮流能发电机组的叶轮转动并通过转轴将海流的能量传至发电机组内部的发电机上，实现利用海洋潮流能发电的目的。作为在海平面下工作的发电机组，实现有效的密封以保证海水不能进入海洋潮流能发电机组内部的发电机工作区域无疑是该发电机组能否作为一个安全可靠的动力源的首要条件。
在海洋潮流能发电机组的发电机工作区域，除了与叶轮相联的转轴处为动密封外，其他部件间的密封均为静密封。实现类似静密封这种密封部件间无相对运动时的密封功能就目前技术而言是很容易实现的。同时，由于发电机组内部结构的限制，没有办法实现将发电机工作区域内的积水有效地排出，故实现像海洋潮流能发电机组转轴这样在静止与转动状态下交替变化工作的水下动密封结构能够滴水不漏地阻止海水进入发电机工作区域就变得极为重要了。
密封的基本功能即为阻止高压侧的流体流到低压侧。而对于目前海洋潮流能发电机组转轴可采用的所有类型的动密封而言，其密封原理均为利用增大阻尼的办法，尽量使海水的压力在流经密封时尽可能地被降低，从而使流至发电机工作区域的海水最少。然而，不论泄漏到低压侧的海水有多么少，日积月累，发电机工作区域内势必会达到足以危害机组安全运行的程度。因此，采用目前常规的动密封无法满足海洋潮流能发电机组转轴密封的需要。
有鉴于此，我们不妨改变一下思路既然海洋潮流发电机组转轴动密封处向发电机工作区域的海水渗漏是由于外侧海水压力大于发电机工作区域压力所致，且在选定的转轴动密封情况下，内外压力差相差越小，则进入海洋潮流发电机组发电机工作区域的海水就越少，反之亦然。那么，不妨做一个推理既然内外压力差越小，进入海洋潮流发电机组发电机工作区域的海水就越少，那么，如果内外压力差为零，即内外压力差相等不就可以实现动密封的滴水不漏的理想了吗？如此，在合理选择转轴动密封结构形式的前提下，只要实现海洋潮流发电机组转轴动密封处的内外压力相同就可以到达保证无一滴海水进入到海洋潮流发电机组发电机工作区域的目的。而实现上述方案的最具工程意义的方法就是向向海洋潮流能发电机组内部充入与外部海水相同压力的压缩空气。由于海洋潮流能发电机组发电机工作区域内其他部件接合面均为密封性能极佳的静密封，仅有转轴处为动密封，形成一个相对密闭的空间，能够使注入海洋潮流能发电机组内部的压缩空气保持住压力，从而实现海洋潮流能发电机组内外压力相同的目的，保证转轴动密封除滴水不漏。
图1为本发明的示意图具体实施方式
如图1所示，一种海洋潮流能发电机组主轴密封等压零渗漏方法，主轴密封环1与发电机外壳2围成密封腔体4，通过压力管路3向密封腔体4内通入压力等于或略大于外部水压的压缩空气，即Pp通入压缩空气产生的压力P3^n该处海水压力同时作用于主轴⑶密封的内外两侧，设定压差Ap = PfPnXKP^=Ps, ρ夕卜=P水)，各个呼号表示的中文含义
Ps:通入空气的压力
P水海水的压力
P内机舱内压力
P夕卜机舱外压力。
本发明主轴密封1与发电机2围成密封腔体4，通过压力管路3向密封腔体4内通入与外部海水压力相同的压缩空气，使密封腔体4内的压力与外部海水的压力相同，从而保证了主轴密封5外部海水侧与发电机内部压力相同，进而实现了海洋潮流能发电机组主轴密封的零渗漏。本发明工作原理通过压力管路3向主轴密封1与发电机2围成的密封腔体4内注入压力空气，使密封腔体4内的压力与外部海水压力相同，从而保证了主轴密封 5外部海水侧与发电机内部压力相同，进而实现了海洋潮流能发电机组主轴密封的零渗漏。
权利要求
1. 一种海洋潮流能发电机组主轴密封等压零渗漏方法，其特征是主轴密封环(1)与发电机外壳( 围成密封腔体G)，通过压力管路C3)向密封腔体(4)内通入压力等于或略大于外部水压的压缩空气，即Pp通入压缩空气产生的压力P3^n该处海水压力同时作用于主轴⑶密封的内外两侧，设定压差Δρ = PfP夕卜彡0(Ρ内=P空，P ^h= P水)，各个呼号表示的中文含义 Ps:通入空气的压力 P* 海水的压力 Prt 机舱内压力 P夕卜机舱外压力。
全文摘要
本发明涉及一种海洋潮流能发电机组主轴密封防渗漏方法，该方法的特征为主轴密封与发电机围成密封腔体，通过压力管路向密封腔体内通入压力等于或略大于外部水压的压缩空气，即P空≥P水，通入压缩空气产生的压力P空和该处海水压力P水同时作用于主轴密封的内外两侧，当压差Δp＝P内一P外≥0(P内＝P空，P外＝P水)时，该密封处海水就不会向发电机组腔体内流动。这就从根本上解决了海洋潮流能发电机组主轴防渗漏的问题。
文档编号F03B11/00GK102494143SQ20111038002
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者孙铎, 张仁江, 张金伟, 曹大伟, 覃大清, 赵越 申请人:哈尔滨电机厂有限责任公司