一种减少汽轮机静叶叶片顶部蒸汽泄漏的汽封装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种减少汽轮机静叶叶片顶部蒸汽泄漏的汽封装置。


背景技术：

2.近年来随着我国社会与经济发展进入新常态，国家对于燃煤火电机组的高效清洁发展越来越重视，对燃煤机组节能减排各项指标不断细化，引导和规范发电企业向高效、清洁方向发展。汽轮机是燃煤发电机组的重要设备，其运行经济性对发电企业经济性有重要影响，减少汽轮机漏汽损失提高汽轮机运行效率的措施之一，有利于发电企业节能降耗工作的开展。
3.汽轮机在高速运转时，转动部分与静止部分之间需要留有适当的间隙，才能保证转动部分与静止部分不致发生摩擦，这种间隙虽然减少了动静碰磨的几率，同时也造成了蒸汽在此间隙中的流动，产生了漏汽损失。汽轮机各级损失中，漏汽损失是其中的重要组成部分，蒸汽的泄漏对机组产生的不利影响主要体现在两方面：一方面减少了通过动静叶的蒸汽量，使得参与有效做功的蒸汽量减少，从而使汽轮机缸效率下降；另一方面使该处轴向推力增大，对机组运行经济性及安全性均产生不利影响。
4.减小汽轮机各级漏汽损失是提高汽轮机缸效率的重要措施，汽封装置在减少蒸汽泄漏方面效果明显，被广泛采用。汽封装置能够保证动、静部分有适当间隙，同时又能防止蒸汽从动、静部分间隙泄漏，防止蒸汽从轴端漏入大气或者空气从轴端漏入汽缸真空部分的一种设备。如何提高汽缸效率，减少汽轮机漏汽损失成为广泛研究的课题，随着科学技术的不断进步，先进型式的汽封不断被应用，取得了一定的节能效果，但在汽轮机漏汽损失的控制措施方面存在诸多不足之处，仍存在一定的节能潜力。
5.汽轮机汽封型式多种多样，按照安装位置的不同可以分为静叶叶顶汽封、动叶叶顶汽封、平衡盘汽封及端部汽封等型式。汽轮机内蒸汽在动叶及静叶间流动，做功蒸汽由动叶出口进入静叶时，做功蒸汽沿主通道方向流动，泄漏蒸汽由动叶根部出汽侧泄漏至静叶叶顶处；当蒸汽由静叶出口进入静叶时，做功蒸汽沿主通道方向流动，泄漏蒸汽沿静叶根部出汽侧进入动叶叶顶处；漏汽量的多少取决于叶顶处的间隙及汽封的密封效果。
6.随着汽封技术的不断发展，可调式汽封、侧齿汽封、蜂窝汽封及接触式汽封等型式的汽封得到广泛应用，新型汽封应用于静叶叶顶、动叶叶顶等部位，在减少蒸汽泄漏方面取得了一定效果，但从实际效果运行来看，单从叶顶处采取防泄漏措施不足以最大限度的减少蒸汽泄漏。目前，减少汽轮机级间蒸汽泄漏的措施主要集中在减少汽轮机动叶叶顶和静叶叶顶的漏汽损失，即通过采用新型汽封减少漏汽损失，但减少汽轮机漏汽损失是一项系统工程，单单采用新型汽封是有局限性的。通常情况下减少汽封漏汽损失的方法通常有三种：改变汽封结构、减小汽封间隙和增加汽封齿数，其中，改变汽封结构和减小汽封间隙对减少漏汽损失的效果较为明显。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理的减少汽轮机静叶叶片顶部蒸汽泄漏的汽封装置，突破上述思维限制，不再是在静叶叶顶处选用新型汽封，而是改变静叶叶顶汽封结构，减少动静叶叶顶漏汽损失，在设计理念上具有突破性，可以起到良好的密封效果。
8.本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该减少汽轮机静叶叶片顶部蒸汽泄漏的汽封装置，其结构特点在于：包括可进行汽封间隙调整、以减少静叶叶顶漏汽的汽封齿，所述汽封齿镶嵌在静叶叶顶出汽边侧面上，所述汽封齿的数量为两道，两道汽封齿的高度相同，两道汽封齿采取平行、面对面的方式进行布置。
9.进一步地，所述静叶叶顶出汽边侧面设置在静叶叶顶上。
10.进一步地，所述两道汽封齿与静叶叶顶出汽边侧面组成u型密封腔室。
11.进一步地，当蒸汽流经该u型密封腔室时会形成紊流、以减小蒸汽泄漏。
12.进一步地，所述动叶叶根进汽边侧面设置在动叶叶根上。
13.进一步地，所述汽封齿的齿尖与动叶叶根的间隙为0.75
±
0.10 mm。
14.相比现有技术，本实用新型具有以下优点：
15.1、该汽封装置对静叶叶顶汽封结构进行优化，在汽轮机的静叶叶顶出汽边侧面增加一u型密封腔室，将汽封结构由静叶叶顶汽封结构改变为静叶叶顶汽封和静叶叶顶出汽边侧面汽封结构，双重密封可最大程度减少蒸汽泄漏；
16.2、该汽封装置通过增加汽封齿，将静叶叶顶出汽边侧面由无汽封密封改变为镶嵌式汽封密封，增加了汽流扰动，可以有效减少漏汽损失；
17.3、该汽封装置在设计过程中综合考虑了汽封间隙、径向间隙、缸涨及差涨等因素，在减少漏汽损失、提高汽缸效率的同时，不影响机组运行安全性。
18.该汽封装置对以下机组有广阔的应用前景：
19.1、对于新投产机组，该汽封装置可以在机组选型设计阶段采用，进行设计及制造；
20.2、对于在役机组，可在机组进行通流改造过程中同步实施；
21.3、对于机组运行中存在某处温度偏高、漏汽量大等明显问题的机组，可结合实际情况作为处理措施之一，解决机组实际问题。
附图说明
22.图1是现有技术的汽封装置的结构示意图。
23.图2是本实用新型实施例的汽封装置的结构示意图。
24.图3是图2中的局部放大结构示意图。
25.图中：汽封齿1、静叶叶顶出汽边侧面2、动叶叶根进汽边侧面3、u型密封腔室4、静叶叶顶5、动叶叶根6、汽轮机转子7。
具体实施方式
26.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
27.实施例
28.参见图2至图3所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
29.本实施例中的减少汽轮机静叶叶片顶部蒸汽泄漏的汽封装置，包括可进行汽封间隙调整、以减少静叶叶顶5漏汽的汽封齿1，汽封齿1镶嵌在静叶叶顶出汽边侧面2上，汽封齿1的数量为两道，两道汽封齿1的高度相同，两道汽封齿1采取平行、面对面的方式进行布置。
30.本实施例中的静叶叶顶5上设置有静叶叶顶出汽边侧面2，两道汽封齿1镶嵌在静叶叶顶出汽边侧面2；两道汽封齿1与静叶叶顶出汽边侧面2组成u型密封腔室4。
31.本实施例中当蒸汽流经该u型密封腔室4时会形成紊流、以减小蒸汽泄漏；动叶叶根进汽边侧面3设置在动叶叶根6上；汽封齿1的齿尖与动叶叶根6的间隙为0.75
±
0.10 mm。
32.具体的说，该汽封装置减少静叶叶顶5蒸汽泄漏的技术方案为：在、静叶叶顶出汽边侧面2增加一汽封装置，该汽封装置由两道镶嵌式汽封齿1组成，分别为静叶叶顶出汽边侧部下汽封齿和静叶叶顶出汽边侧部上汽封齿，两道汽封齿1面对面、等高布置、且与静叶叶顶出汽边侧面2组合成形成一u型密封腔室4。加装汽封装置后汽轮机的静叶叶顶5汽封结构发生改变，由原来静叶叶顶5汽封结构，改变为静叶叶顶5汽封和静叶叶顶出汽边侧面2汽封两部分，双重密封可最大程度减少蒸汽泄漏。
33.该汽封装置的结构原理如图2所示，该汽封装置在结构上由一个u型密封腔室4组成，该u型密封腔室4由静叶叶顶出汽边侧面2的下汽封齿、静叶叶顶出汽边侧面2的上汽封齿和静叶叶顶出汽边侧面2组成。泄漏蒸汽由上一级动叶叶根的出汽侧流出，顺着上一级动叶叶根流动，遇汽轮机转子7后流向发生改变，沿汽轮机转子7方向经过静叶叶顶5的顶部汽封齿，经过静叶叶顶5后泄漏蒸汽流量减少，泄漏蒸汽继续向前流动，遇到动叶叶根6后流向发生改变，沿动叶叶根6向上流动，进入u型密封腔室4，蒸汽在u型密封腔室4内形成回旋流动，由于u型密封腔室4空间相对狭小，相对阻尼效果明显，加上转子汽封间隙较小，容易形成涡流扰动，蒸汽的流动沿程阻力和局部阻力明显增大，从而达到良好的密封效果。
34.该汽封装置使得泄漏蒸汽通流由直道改变为u型密封腔室4，由原来无汽封密封改变为镶嵌式汽封齿1密封，汽封间隙得到合理控制，本设计通过改变汽封结构和减小汽封间隙的方法，有效的减少了蒸汽泄漏，将漏汽损失控制到最小，可有效提高汽缸效率。
35.该汽封装置涉及静叶叶顶出汽边侧面2的汽封齿1，选用硬度不高的铁素体材质，汽封齿尖厚度很小，即使与动叶叶根6发生接触也不会对转子造成伤害，不会影响机组运行安全性。
36.汽封间隙的取值对机组运行经济性和安全性都有重要影响，间隙太小会增加动、静叶的碰磨几率，影响机组安全运行；间隙太多会增加漏汽损失，汽封齿1的密封效果变差，该汽封装置的汽封间隙的取值原则是在不影响机组安全运行的前提下，最大限度的减少漏汽损失。汽封齿1的齿尖与动叶叶根6的间隙以0.75
±
0.10 mm为宜，并要求高于机组差涨值
的设计上限，以保证机组运行中不会发生动静碰磨。机组建设期间可以现场进行间隙调整工作，随着机组运行时间的增加，检修期间可对静叶叶顶出汽边侧面2的汽封间隙进行测量，若汽封间隙超标，可以对汽封齿1的间隙进行调整或重新镶嵌，控制在标准间隙范围以内。以上分析可以看出，该汽封装置在提高机组运行经济性的同时，对机组运行安全性不产生负面影响。
37.该汽封装置对漏汽的控制效果主要体现在两方面：一方面在汽轮机的静叶叶顶出汽边侧面2增加一u型密封腔室4，将汽封结构由静叶叶顶5汽封结构改变为静叶叶顶5汽封和静叶叶顶出汽边侧面2汽封结构，双重密封可最大程度减少蒸汽泄漏；另一方面通过增加汽封齿1，由原来无汽封密封改变为镶嵌式汽封密封，汽封间隙得到合理控制；本设计通过改变汽封结构和减小汽封间隙的方法，有效的减少了蒸汽泄漏，将漏汽损失控制到最小，可有效提高汽缸效率。
38.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。