中能化工改进汽轮机接触汽封

发表时间:2021/5/14   来源:《中国电业》2021年2月第4期   作者:张会俊
[导读] 汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置
        张会俊
        (安徽晋煤中能化工股份有限公司, 安徽阜阳236400

        摘要:汽轮机也称蒸汽透平发动机,是一种旋转式蒸汽动力装置,高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上,使装有叶片排的转子旋转,同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备,也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。
        关键词:汽轮机,高压汽体,密封效果。
        中能化工汽轮机一览;

        已知在汽轮机内部用于做功的高温、高压汽体是靠汽封圈来实现密封的,这种汽封圈和转轴之间保留有0.3mm至1.0mm的间隙,因此密封效果较差,直接影响汽轮机的工作效率。
        中能化工改了目的是设计一种能够和转轴直接接触的无间隙汽封,从根本上彻底解决汽封圈的漏汽问题,使汽轮机的工作效率能够得以大幅度提高。
        其原理结构主要由汽缸体1、转轴2、T尾槽3、板式弹簧4、汽封环5、进汽间隙6、空腔7、滑板8、薄片弹簧9、定位孔10、定位螺钉11、高温高压汽体12组成,如附图1所示。其中汽缸体1、转轴2、T尾槽3、板式弹簧4属原结构;进汽间隙6、空腔7、高温高压汽体12等是原理要素。其特征在于:
将分瓣的汽封环5的截面制成T尾形,背部加装板式弹簧4后,精密地滑入原汽缸体1已经开出的T尾槽3内,由于板式弹簧4的弹力作用,迫使汽封环5向T尾槽3的内径方向靠拢,使汽封环5和T尾槽3的圆周面A处相接触。在多等分的滑板8的背部装上薄片弹簧9后,精密地配合在汽封环5的内槽,并在滑板8的背部留出一个空腔7,滑板8在薄片弹簧9的弹力作用下,使滑板8的内径圆周面与转轴2的外径圆周面在D处接触,构成了滑板8地有效浮动,达到无间隙运行的目的。对滑板8的侧 面开出定位孔10,用定位螺钉11对滑板8进行定位。
工作原理:
        所涉及的原汽缸体1已经开出的T尾槽3内,精密地滑入截面是T尾形的汽封环5,汽封环5的背部装有板式弹簧4,板式弹簧4的作用是使汽封环5和T尾槽3的圆周面在A处相接触。
        多等分的滑板8精密地配合在汽封环5的内槽,滑板8的背部装有薄片弹簧9,滑板8在薄片弹簧9的弹力作用下,使滑板8的内径圆周面与转轴2的外径圆周面在D处接触,构成了滑板8的有效浮动。当汽缸进汽后,由于滑板的内径凸出了汽封环5的内径,这一凸出部位在高温高压汽体12的压力作用下,迫使滑板8向左侧移动,这样能使左侧滑动面C接触闭合,右侧滑动面C的间隙加大构成进汽间隙6,高温高压汽体12则沿着这一间隙6进入滑板8背部的空腔7,由于左侧滑动面C闭合,高温高压汽体无法通过,因此这一汽体给予滑板8的背部以一个向心的作用力,这个作用力就代替了薄片弹簧9的作用。
对滑板8的侧面开出定位孔10,用定位螺钉11对滑板8进行定位。为了使密封无一漏洞,滑板8的多等分接头处,采取平口接、错口接、凸凹接的接头形式。
附图说明:
附图1是原理结构示意图;

附图2是直接利用原汽封圈代替汽封环;

附图3是直接利用原汽封圈代替汽封环5,主要区别在于汽封环5的内槽变成T尾形内槽;

附图4是直接利用滑板8取代汽封环5。

具体实施方式:

        主要由:汽缸体1、转轴2、T尾槽3、板式弹簧4、汽封环5、进汽间隙6、空腔7、滑板8、薄片弹簧9、定位孔10、定位螺钉11、高温高压汽体12组成,如附图1所示。其中汽缸体1、转轴2、T尾槽3、板式弹簧4属原结构;进汽间隙6、空腔7、高温高压汽体12是原理要素。其中汽封环5是用铬锰等合金钢制成,整体形状为分瓣的圆环,其截面形状的外形为T尾型、内开矩形槽,每段环的背部放置2只板式弹簧片4,精密地滑入原汽缸体1已经开出的T尾槽3内;滑板8为多等分,由非金属特质材料制成,它和转轴2接触的圆周面D,有时为了减少摩擦力和增加密封效果也可做成齿状。每圆周多等分解体,其接头为平口接、错口接、凸凹接,每段背部设置2只薄片弹簧9,每段侧面设置2个定位孔10,这种定位孔10是盲孔,将滑板8滑入汽封环5的内槽,然后对应定位孔10处,旋入定位螺钉11并把紧,待汽轮机转子就位、上下半汽缸体扣合后,就构成了完整的接触汽封。

        改造老产品、设计新产品时,可能遇到几种实际情况,下面列举三个具体实施例:

        一、保持原汽封圈的形状不变,即利用原汽封圈,只是在中间开一矩形槽,认为这就是汽封环5,如附图2所示,原汽封圈的齿可以是斜齿,也可以是直齿;

        二、保持原汽封圈的形状不变,即利用原汽封圈,只是在中间开一T尾形槽,滑板8也制成T尾形,滑入汽封圈中间开出的T尾形槽内,靠滑板8的T尾形的两肩定位,从而代替了定位孔10和定位螺钉11,如附图3所示,汽封圈的齿可以是斜齿,也可是直齿;

        三、如果是小汽轮机,由于空间有限,直接用T尾形截面滑板8取代汽封环5,仍然能够取得良好密封效果,如附图4所示。
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