旋转机械抽吸密封组件及其装配方法_2

文档序号:8315296阅读:来源:国知局
,旋转机械处于无压力或低压操作条件中的一者,并且在第二位置中,旋转机械处于相对较高压操作条件。
[0023]技术方案17.—种组装用于在旋转机械中使用的密封系统的方法,方法包括:将旋转密封环联接至限定中心线轴线的可旋转轴;紧接旋转密封环联接固定密封环,使得第一间隙限定在它们之间,其中,固定密封环能够在打开位置与密封位置之间沿着中心线轴线移动,并且其中,固定密封环包括延伸跨过第一间隙的延伸部件;和从旋转密封环径向向外形成辅助密封件,其中,辅助密封件包括至少一个密封齿,至少一个密封齿包括密封齿顶端,并且其中,至少一个密封齿从延伸部件径向向内延伸,使得第二间隙限定在密封齿顶端与倾斜部分之间。
[0024]技术方案18.根据技术方案17的方法,其特征在于,形成辅助密封件还包括约束工艺流体的穿过第一间隙的流,使得第一间隙的上游的高压区域与第一间隙的下游的低压区域之间的压差引起固定密封环从第一位置到第二位置的轴向移动。
[0025]技术方案19.根据技术方案17的方法,其特征在于,形成辅助密封件还包括降低压差,以有助于在从第一位置到第二位置的过渡期间降低固定密封环接近旋转密封环的速度。
[0026]技术方案20.根据技术方案17的方法,其特征在于,紧接旋转密封环联接固定密封环还包括紧接旋转密封环联接固定密封环,使得当固定密封部件处于第一位置时,第一间隙限定第一宽度且第二间隙限定比第一宽度短的第二宽度,并且使得当固定密封部件处于第二位置时,第一间隙限定第三宽度且第二间隙限定比第三宽度长的第四宽度。
【附图说明】
[0027]图1是示范蒸汽涡轮发动机的示意图;
图2是在图1中限定的区域附近取得的蒸汽涡轮发动机的一部分的更详细的示意图; 图3是处于打开位置的示范抽吸面密封组件的示意剖面图; 图4是处于中间位置的图3所示的抽吸面密封组件的示意剖面图;图5是处于密封位置的图3所示的抽吸面密封组件的示意剖面图。
[0028] 部件列表
10蒸汽涡轮发动机
11入口侧
12涡轮级
14轴
16壳体
18上半区段
20蒸汽入口管道
22蒸汽出口管道
24中心线轴线
26入口碗状物
30轴端部
32密封部件
34密封部件
36密封部件
38动叶
40蒸汽
42定子构件
44内壳
48入口喷嘴
50泄漏区
52抽吸面密封组件
54低压区域
56高压区域
58旋转密封环
60固定密封环
62密封外罩
64泄漏路径
66初级密封件
68旋转密封表面
70凹槽
72固定密封表面
74轴向间隙
76径向次级密封
78弹簧座
80偏置构件
82对齐部件 84对齐槽道
86辅助密封件
88径向外端
90径向外表面
92上游表面
94倾斜部分
96延伸部件
98密封齿
100齿顶端
102径向间隙。
【具体实施方式】
[0029]在本文中描述的示范设备和系统克服了与旋转机械相关的缺点中的至少一些,该旋转机械可在从旋转机械向外部环境的流体泄漏的情况下操作。在本文中描述的实施例提供了定位于旋转机械的固定(非旋转)构件与旋转构件之间的抽吸面密封组件,其有助于改善旋转机械性能。更具体地,在本文中描述的抽吸面密封组件包括辅助密封件,其显著降低了旋转机械内的低压区域与高压区域之间的流体泄漏。辅助密封件包括固定构件上的密封齿,该密封齿沿着旋转构件上的倾斜定向的表面轴向地行进以引起压降,该压降在蒸汽涡轮发动机操作期间阻止固定构件碰撞旋转构件。
[0030]图1是示范蒸汽涡轮发动机10的示意图。虽然图1描述了示范蒸汽涡轮发动机,但应当注意的是,在本文中描述的密封设备和系统不限于任一具体类型的涡轮发动机。本领域专业人员将理解,在本文中描述的现有密封设备和系统可与任何旋转机械一起使用,包括处于使这种设备和系统能够如在本文中进一步所描述地操作的任何适当构造的燃气涡轮发动机。
[0031]在示范实施例中,蒸汽涡轮发动机10是单流蒸汽涡轮发动机。备选地,蒸汽涡轮发动机10可以是任何类型的蒸汽涡轮,诸如但不限于低压涡轮、反流、高压和中压蒸汽涡轮组合、双流蒸汽涡轮发动机等。此外,如上所述,本发明不限于仅在蒸汽涡轮发动机中使用,并且可以在其他涡轮系统(例如燃气涡轮发动机)中使用。
[0032]在示范实施例中,蒸汽涡轮发动机10包括联接至可旋转轴14的多个涡轮级12。壳体16水平地分为上半区段18和下半区段(未显示)。蒸汽涡轮发动机10包括高压(HP)蒸汽入口管道20和低压(LP)蒸汽出口管道22。轴14沿着中心线轴线24延伸穿过壳体16。轴14由轴颈轴承(未显示)在轴14的相对端部30处支撑。多个端部封装区或密封部件32、34和36联接在可旋转轴端部30与壳体16之间,以有助于围绕轴14密封壳体16。
[0033]在操作期间,高压且高温蒸汽40从蒸汽源(例如锅炉等(未显示))引导至涡轮级12,其中,热能通过涡轮级12转变为机械旋转能。更具体地,蒸汽40经由蒸汽入口管道20引导穿过壳体16进入入口碗状部26中,在此,其冲击联接至轴14的多个涡轮叶片或动叶38,以引起轴14围绕中心线轴线24的旋转。蒸汽40在蒸汽出口管道22处离开壳体16。蒸汽40可然后引导至锅炉(未显示),在此,其可再热或引导至系统的其他构件,例如低压涡轮区段或冷凝器(未显示)。
[0034]图2是在图1中限定的区域2附近取得的蒸汽涡轮发动机10的一部分的更详细的示意图。在图2所示的示范实施例中,蒸汽涡轮发动机10包括轴14、联接至壳体16内壳44的定子构件42、和附连至定子构件42的多个密封部件34。壳体16、内壳44、和定子构件42各自绕轴14和密封部件34周向地延伸。在示范实施例中,密封部件34形成定子构件42与轴14之间的曲折密封路径。轴14包括多个涡轮级12,高压高温蒸汽40经由蒸汽涡轮发动机10的入口侧11处的一个或更多个入口碗状物26行进穿过该涡轮级12。涡轮级12包括多个入口喷嘴48。蒸汽涡轮发动机10可包括使蒸汽涡轮发动机10能够如在本文中所述地运行的任意数量的入口喷嘴48。例如,蒸汽涡轮发动机10可包括比图2所示多或少的入口喷嘴48。涡轮级12还包括多个涡轮叶片或动叶38。蒸汽涡轮发动机10可包括使蒸汽涡轮发动机10能够如在本文中所述地操作的任意数量的动叶38。例如,蒸汽涡轮发动机10可包括比在图2中示出的多或少的动叶38。蒸汽40穿过蒸汽入口管道20进入入口碗状物26,并沿轴14的长度行进穿过涡轮级12。
[0035]引入的高压高温蒸汽40的一部分经由泄漏区50行进穿过端部封装密封部件34。蒸汽40的穿过泄漏区域50的损失导致蒸汽涡轮发动机10的
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