一种水轮机主轴密封结构和密封方法与流程

本发明涉及水电站，具体而言，涉及一种水轮机主轴密封结构和密封方法。

背景技术：

1、水电站发电机组中，水轮机用来驱动发电机发电，水轮机主轴一端为近水端，一端为远水端，远水端安装发电机。在水电站中，上游水库中的水经引水管引向水轮机，推动水轮机转轮旋转，带动发电机发电。水轮机的主轴密封套筒是穿设于水轮机顶盖上的通孔中，水轮机工作时，主轴带动与之固定连接的转轮，主轴密封套筒固定在水轮机顶盖，主轴和转轮在主轴密封套筒内旋转。其中，转轮和主轴密封套筒的连接处具有缝隙，为了防止转轮室内的水进入主轴密封套筒内，常常设置密封环对水轮机主轴和密封套筒之间的缝隙进行密封。

2、申请人所在电厂有个别水轮机出现转轮室内的水进入主轴密封套筒内，需要增设水泵每隔2-5分钟自动对主轴密封套筒进行抽水，使水不容易蔓延到发电机处，影响水电站发电机组安全运行。经过分析发现，水轮机运行时间久了，由于气蚀作用会使水轮机主轴和密封套筒的接触面出现腐蚀槽，增大水轮机主轴和密封套筒的间隙，导致密封环对水轮机主轴和密封套筒之间的缝隙的密封性减弱，容易出现密封套筒渗漏的问题，从而影响水轮机主轴的正常工作。

技术实现思路

1、本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种水轮机主轴密封结构和密封方法，利用弹簧的弹性作用使密封环紧贴水轮机主轴外表面，减少水轮机主轴和密封套之间缝隙，不容易出现泄漏现象。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、水轮机主轴密封结构

4、本发明提供一种水轮机主轴密封结构，包括主轴、密封套、密封环和弹簧，主轴可转动的插入密封套内，密封套固定安装在水轮机顶盖上；弹簧首尾两端连接形成环且套设于密封环上，密封套内壁设有安装槽，密封环外侧嵌入安装槽内，密封环内侧在弹簧弹性作用下可伸出安装槽外且紧贴主轴外表面。

5、作为上述技术方案的进一步改进：

6、所述密封环为两个，两个密封环沿主轴轴向间隔设置；安装槽包括第一环形槽和第二环形槽，一密封环嵌入第一环形槽内，另一密封环嵌入第二环形槽内。所述密封套包括基座、第一支撑盘、第二支撑盘和第三支撑盘，第一支撑盘和第二支撑盘沿主轴轴向间隔安装在基座上，第一环形槽为第一支撑盘和第二支撑盘之间间隙，第三支撑盘安装在第二支撑盘顶面，第二环形槽设置在第二支撑盘上且位于第二支撑盘与第三支撑盘之间；基座与水轮机顶盖连接。

7、更进一步的，所述密封环由一端向另一端断开形成裂缝，给予弹性。

8、更进一步的，所述密封环外表面设有卡槽，弹簧嵌入卡槽内。

9、方法

10、一种水轮机主轴密封方法，其特征在于，包括：

11、1)将弹簧首尾两端连接形成环，然后将密封环剪断形成裂缝，再将环套设于密封环上；

12、2)在基座上车出凹槽，将基座套设于主轴上且安装在水轮机顶盖上；

13、3)在基座的凹槽内底壁安装第一支撑盘，在凹槽20开口处安装第二支撑盘，第一支撑盘和第二支撑盘之间间隙形成第一环形槽，将密封环可滑动的放置在第一环形槽内；

14、4)在第二支撑盘顶面车出第二环形槽，将密封环可滑动的放置在第二环形槽内，再将第三支撑盘安装在第二支撑盘顶面。

15、更进一步的，所述基座、第一支撑盘、第二支撑盘和第三支撑盘均采用304不锈钢材质。

16、更进一步的，加工第一环形槽内壁粗糙度达到达到加工第二环形槽壁粗糙度达到

17、更进一步的，所述密封环与第三支撑盘底面存在第一活动间隙，活动间隙为0.1mm-0.3mm；密封环与第二支撑盘底面存在第二活动间隙，活动间隙为0.15mm-0.4mm。

18、相比于现有技术，本发明的优势在于：

19、1.本发明利用弹簧的弹性作用使密封环紧贴水轮机主轴外表面，减少水轮机主轴和密封套之间缝隙，主轴进水端的水不容易渗漏到主轴远水端，不容易影响发电机的正常运行。

20、2.本发明的密封套由基座、第一支撑盘、第二支撑盘和第三支撑盘构成且相互之间可拆卸，不仅方便拆卸和更换密封环，利于保持水轮机主轴的密封性，而且便于对第一支撑盘、第二支撑盘和第三支撑盘分别进行精加工，可针对与密封环接触的面进行精加工，节省时间和人力，提高第一环形槽内壁和第二环形槽内壁的粗糙度，使第一环形槽内壁和第二环形槽内壁光滑，密封环能在安装槽内滑动顺畅，使密封环能紧贴主轴外表面。

技术特征：

1.水轮机主轴密封结构，其特征在于：包括主轴(1)、密封套(2)、密封环(3)和弹簧(4)，主轴(1)可转动的插入密封套(2)内，密封套(2)固定安装在水轮机顶盖上；弹簧(4)首尾两端连接形成环且套设于密封环(3)上，密封套(2)内壁设有安装槽(21)，密封环(3)外侧嵌入安装槽(21)内，密封环(3)内侧在弹簧(4)弹性作用下可伸出安装槽(21)外且紧贴主轴(1)外表面。

2.根据权利要求1所述的水轮机主轴密封结构，其特征在于：所述密封环(3)为两个，两个密封环(3)沿主轴(1)轴向间隔设置；安装槽(21)包括第一环形槽(22)和第二环形槽(23)，一密封环(3)嵌入第一环形槽(22)内，另一密封环(3)嵌入第二环形槽(23)内。

3.根据权利要求2所述的水轮机主轴密封结构，其特征在于：所述密封套(2)包括基座(24)、第一支撑盘(25)、第二支撑盘(26)和第三支撑盘(27)，第一支撑盘(25)和第二支撑盘(26)沿主轴(1)轴向间隔安装在基座(24)上，第一环形槽(22)为第一支撑盘(25)和第二支撑盘(26)之间间隙，第三支撑盘(27)安装在第二支撑盘(26)顶面，第二环形槽(23)设置在第二支撑盘(26)上且位于第二支撑盘(26)与第三支撑盘(27)之间；基座(24)与水轮机顶盖连接。

4.根据权利要求3所述的水轮机主轴密封结构，其特征在于：所述第二支撑盘(26)包括插入环(28)和凸环(29)，凸环(29)环绕插入环(28)外圈设置且与其固定连接，基座(24)设有凹槽(20)，插入环(28)插入凹槽(20)内，凸环(29)拦挡于基座(24)顶面；第三支撑盘(27)通过第一螺栓(5)与凸环(29)和基座(24)可拆卸连接，第一支撑盘(25)通过第三螺栓(6)安装在凹槽(20)内壁。

5.根据权利要求4所述的水轮机主轴密封结构，其特征在于：所述密封环(3)由一端向另一端断开形成裂缝，给予弹性。

6.根据权利要求5所述的水轮机主轴密封结构，其特征在于：所述密封环(3)外表面设有卡槽(31)，弹簧(4)嵌入卡槽(31)内。

7.一种水轮机主轴密封方法，其特征在于，包括

8.根据权利要求7所述的水轮机主轴密封方法，其特征在于：所述基座(24)、第一支撑盘(25)、第二支撑盘(26)和第三支撑盘(27)均采用304不锈钢材质。

9.根据权利要求7所述的水轮机主轴密封方法，其特征在于：所述步骤3)和4)中，加工第一环形槽(22)内壁粗糙度达到加工第二环形槽(23)壁粗糙度达到

10.根据权利要求9所述的水轮机主轴密封方法，其特征在于：所述密封环(3)与第三支撑盘(27)底面存在第一活动间隙，活动间隙为0.1mm-0.3mm；密封环(3)与第二支撑盘(26)底面存在第二活动间隙，活动间隙为0.15mm-0.4mm。

技术总结
本发明涉及一种水轮机主轴密封结构和密封方法，包括主轴、密封套、密封环和弹簧，利用弹簧的弹性作用使密封环紧贴水轮机主轴外表面，减少水轮机主轴和密封套之间缝隙，不容易出现泄漏现象。密封套由基座、第一支撑盘、第二支撑盘和第三支撑盘构成且相互之间可拆卸，不仅方便拆卸和更换密封环，利于保持水轮机主轴的密封效果，而且可进一步对第一支撑盘、第二支撑盘和第三支撑盘分别进行精加工，提高第一支撑盘、第二支撑盘和第三支撑盘表面的粗糙度，使第一环形槽内壁和第二环形槽内壁光滑，密封环能在安装槽内滑动顺畅，使密封环能紧贴主轴外表面。

技术研发人员：杨汝班,沈帆,黄海德,王雨生
受保护的技术使用者：广西桂冠电力股份有限公司大化水力发电总厂
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16