CN104819017A - 一种新型中低压缸中分面的密封方法 - Google Patents

一种新型中低压缸中分面的密封方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种新型中低压缸中分面的密封方法涉及一种进汽温度高达600℃，进汽压力高达2MPa的中低压缸的高温进汽室的中分面的密封方法；本发明也可用于低压内缸的中分面的密封。包括中低压缸的高温进汽室的上半部分、中低压缸的高温进汽室的下半部分、定位密封条、钳形夹紧付上臂、钳形夹紧付下臂、夹紧螺栓A、夹紧螺栓B、双孔防松垫片；中低压缸的高温进汽室/低压内缸的热应力大大减少；钳形夹紧付上臂与钳形夹紧付下臂的结合部、夹紧螺栓A、夹紧螺栓B均处于温度较低区域，且相互温差很小；定位密封条有效解决进汽温度高达600℃，进汽压力高达2MPa的中低压缸的高温进汽室/低压内缸在一个大修周期内，严密不漏的问题。

Description

一种新型中低压缸中分面的密封方法
技术领域：
本发明一种新型中低压缸中分面的密封方法涉及一种进汽温度高达535℃到600℃，进汽压力高达1.5MPa到2MPa的中低压缸的高温进汽室的中分面的密封方法；本发明也可用于低压内缸的中分面的密封。
背景技术：
现有技术的低压缸的内缸通常由钣金件焊接构成，中分面使用传统的法兰、螺栓结构密封。现有技术的二次再热机组的低压缸进汽压力一般不超过0.5MPa进汽温度约350℃，一次再热机组的低压缸进汽压力一般不超过0.7MPa进汽温度约300℃；电厂的运行经验表明，即使现有技术的低压内缸工作压力、温度并不算高，机组运行8到10年后，低压内缸的中分面往往发生内张口，低压内缸的中分面在主机轴线方向往往发生中部高温区张口，这两类张口导致低压内缸漏汽，低压缸效率下降；产生这两类张口的原因是低压内缸高温区内外壁温差较大；在机组启动过程和机组快速加负荷过程中，法兰、螺栓温差较大，附加热应力超过螺栓的屈服强度，螺栓热疲劳，密封低压内缸中分面所必须的紧力逐渐减小甚至丧失；低压缸的内缸通常由钣金件焊接构成，钣金焊接件有较大残余应力，在机组启动过程和机组快速加负荷过程中，附加热应力使低压内缸局部产生塑性变形。
如果低压缸进汽温度提高，进汽压力提高，低压内缸漏汽问题会加剧，更难控制，现有技术通常认为低压内缸进汽温度不宜超过400℃。
现有技术改进低压缸的结构，将低压缸设计为3层缸结构，内层为高温进汽室，中层为低压内缸，外层为低压外缸，对减少低压内缸漏汽有效，但未能完全解决问题，特别是面对进汽压力达2MPa进汽温度达600℃的中低压缸，并无一定把握。
一种新型二次再热机组的分缸方案：超高压缸、高中压缸、中低压缸；二次再热蒸汽经二次再热联合汽门直接进中低压缸，无中低压联通管。
发明内容：
所要解决的技术问题：
本发明的目的是提供一种新型中低压缸中分面的密封方法，解决进汽温度高达535℃到600℃，进汽压力高达1.5MPa到2MPa的中低压缸的高温进汽室的中分面的密封方法；本发明也可用于低压内缸的中分面的密封。
寻找一种新型中低压缸中分面的密封方法保证进汽压力达2MPa进汽温度达600℃的中低压缸在一个大修周期内，严密不漏，成为无中低压联通管的中低压缸技术方案成立的必要条件。
解决其技术问题采用的技术方案：
本发明一种新型中低压缸中分面的密封方法采取与现有技术完全不同的技术路线。
本发明一种新型中低压缸中分面的密封方法包括中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)、中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)、定位密封条(5)、钳形夹紧付上臂(2)、钳形夹紧付下臂(7)、夹紧螺栓A(3)、夹紧螺栓B(4)、双孔防松垫片(8)；中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)配有窄高法兰，中分面的中部开有梯形断面密封槽，窄高法兰的上部开有半圆断面的承力槽，承力槽与中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)的外壁平滑过渡，承力槽的底部至中分面的尺寸需精确到0.01mm；中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)配有窄高法兰，中分面的中部开有梯形断面密封槽，窄高法兰的下部开有半圆断面的承力槽，承力槽与中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)的外壁平滑过渡，承力槽的底部至中分面的尺寸需精确到0.01mm；定位密封条(5)断面为双梯形，材质为奥氏体不锈钢，起径向、轴向定位和密封作用；钳形夹紧付下臂(7)可划分为加压头、下臂、结合部，钳形夹紧付下臂(7)的结合部上攻有2个螺纹孔；钳形夹紧付上臂(2)可划分为加压头、上臂、结合部，钳形夹紧付上臂(2)的结合部上有2个无螺纹通孔；在机组冷态，夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)结合钳形夹紧付上臂(2)和钳形夹紧付下臂(7)夹紧中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)和中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)，提供冷态时初始密封紧力；冷态时夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)受到的拉应力不超过其屈服应力的30％；冷态时钳形夹紧付上臂(2)的上臂的局部最高应力和钳形夹紧付下臂(7)的下臂的局部最高应力不超过其屈服应力的30％；在主机VWO工况，夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)受到的拉应力不超过其屈服应力的80％；在主机VWO工况，钳形夹紧付上臂(2)的上臂的局部最高应力和钳形夹紧付下臂(7)的下臂的局部最高应力不超过其屈服应力的80％；同类密封方法也可用于低压内缸的中分面的密封。
本发明的有益效果：
● 窄高法兰的内、外侧温差与现有技术法兰的内、外侧温差相比大大缩小；法兰部位与非法兰部位的温差也大大减少，中低压缸的高温进汽室/低压内缸的热应力大大减少；
● 钳形夹紧付上臂与钳形夹紧付下臂的结合部、夹紧螺栓A、夹紧螺栓B均处于温度较低区域，且相互温差很小，夹紧螺栓A、夹紧螺栓B附加的热应力大大减少；
● 钳形夹紧付上臂与钳形夹紧付下臂具有较大弹性变形能力，完全可以吸收中低压缸的高温进汽室/低压内缸由冷态到热态的膨胀量而不会使高温进汽室/低压内缸得内壁产生塑性变形；
● 窄高法兰中分面上没有螺栓孔，使采用定位密封条成为可能，有效解决进汽温度高达535℃到600℃，进汽压力高达1.5MPa到2MPa的中低压缸的高温进汽室/低压内缸在一个大修周期内，严密不漏的问题。
附图说明：
图1为一种新型中低压缸中分面的密封方法的剖面图。
在图1中的附图标记：
1  中低压缸的高温进汽室的上半部分、     2  钳形夹紧付上臂、
3  夹紧螺栓A、                         4  夹紧螺栓B、
5  定位密封条、                        6  中低压缸的高温进汽室的下半部分、
7  钳形夹紧付下臂、                    8  双孔防松垫片。
具体实施方式：
以下以一台1200MW等级720℃高效超超临界二次再热机组的中低压缸的高温进汽室中分面的密封为例，进汽温度600℃，进汽压力2MPa，结合图1、进一步说明本发明一种新型中低压缸中分面的密封方法。
发明的优选方式：
本发明一种新型中低压缸中分面的密封方法包括中低压缸的高温进汽室的上半部分
(1)、中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)、定位密封条(5)、钳形夹紧付上臂(2)、钳形夹紧付下臂(7)、夹紧螺栓A(3)、夹紧螺栓B(4)、双孔防松垫片(8)；中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)配有窄高法兰，中分面的中部开有梯形断面密封槽，窄高法兰的上部开有半圆断面的承力槽，承力槽与中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)的外壁平滑过渡，承力槽的底部至中分面的尺寸需精确到0.01mm；中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)配有窄高法兰，中分面的中部开有梯形断面密封槽，窄高法兰的下部开有半圆断面的承力槽，承力槽与中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)的外壁平滑过渡，承力槽的底部至中分面的尺寸需精确到0.01mm；定位密封条(5)断面为双梯形，材质为奥氏体不锈钢，起径向、轴向定位和密封作用；钳形夹紧付下臂(7)可划分为加压头、下臂、结合部，钳形夹紧付下臂(7)的结合部上攻有2个螺纹孔；钳形夹紧付上臂(2)可划分为加压头、上臂、结合部，钳形夹紧付上臂(2)的结合部上有2个无螺纹通孔；在机组冷态，夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)结合钳形夹紧付上臂(2)和钳形夹紧付下臂(7)夹紧中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)和中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)，提供冷态时初始密封紧力；冷态时夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)受到的拉应力不超过其屈服应力的30％；冷态时钳形夹紧付上臂(2)的上臂的局部最高应力和钳形夹紧付下臂(7)的下臂的局部最高应力不超过其屈服应力的30％；在主机VWO工况，夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)受到的拉应力不超过其屈服应力的80％；在主机VWO工况，钳形夹紧付上臂(2)的上臂的局部最高应力和钳形夹紧付下臂(7)的下臂的局部最高应力不超过其屈服应力的80％；同类密封方法也可用于低压内缸的中分面的密封。
定位密封条(5)断面为双梯形，梯形长边12mm，梯形短边8mm，梯形高15mm，双梯形总高30mm；材质为奥氏体不锈钢，与其配合的梯形断面密封槽侧面留有0.05mm间隙，顶部与底部各留有1.0mm间隙；轴向两端共留有8mm间隙；冷作加工过程变形量超过12％，需做固溶化热处理。
钳形夹紧付上臂(2)材质为耐热高强度弹簧钢30W4Cr2VA，模锻后机加工，油淬，调质热处理；具有高屈服强度；加压头断面为半圆形，其半径为中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)的承力槽的半径的0.9倍。
钳形夹紧付下臂(7)材质为高强度耐热合金钢34CrNi3MoW，模锻后机加工，调质热处理；具有高屈服强度；加压头断面为半圆形，其半径为中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)的承力槽的半径的0.9倍。
夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)材质为高强度耐热合金钢34CrNi3MoW，模锻后机加工，调质热处理；具有高屈服强度。
双孔防松垫片(8)材质为奥氏体不锈钢316L，厚度1.5mm，在夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)冷态紧到位后，折角防松。

Claims (6)

1.一种新型中低压缸中分面的密封方法，其特征在于：包括中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)、中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)、定位密封条(5)、钳形夹紧付上臂(2)、钳形夹紧付下臂(7)、夹紧螺栓A(3)、夹紧螺栓B(4)、双孔防松垫片(8)；中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)配有窄高法兰，中分面的中部开有梯形断面密封槽，窄高法兰的上部开有半圆断面的承力槽，承力槽与中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)的外壁平滑过渡，承力槽的底部至中分面的尺寸需精确到0.01mm；中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)配有窄高法兰，中分面的中部开有梯形断面密封槽，窄高法兰的下部开有半圆断面的承力槽，承力槽与中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)的外壁平滑过渡，承力槽的底部至中分面的尺寸需精确到0.01mm；定位密封条(5)断面为双梯形，材质为奥氏体不锈钢，起径向、轴向定位和密封作用；钳形夹紧付下臂(7)可划分为加压头、下臂、结合部，钳形夹紧付下臂(7)的结合部上攻有2个螺纹孔；钳形夹紧付上臂(2)可划分为加压头、上臂、结合部，钳形夹紧付上臂(2)的结合部上有2个无螺纹通孔；在机组冷态，夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)结合钳形夹紧付上臂(2)和钳形夹紧付下臂(7)夹紧中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)和中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)，提供冷态时初始密封紧力；冷态时夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)受到的拉应力不超过其屈服应力的30％；冷态时钳形夹紧付上臂(2)的上臂的局部最高应力和钳形夹紧付下臂(7)的下臂的局部最高应力不超过其屈服应力的30％；在主机VWO工况，夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)受到的拉应力不超过其屈服应力的80％；在主机VWO工况，钳形夹紧付上臂(2)的上臂的局部最高应力和钳形夹紧付下臂(7)的下臂的局部最高应力不超过其屈服应力的80％同类密封方法也可用于低压内缸的中分面的密封。
2.根据权利要求1所述的一种新型中低压缸中分面的密封方法，其特征是所述的定位密封条(5)断面为双梯形，梯形长边12mm，梯形短边8mm，梯形高15mm，双梯形总高30mm；材质为奥氏体不锈钢，与其配合的梯形断面密封槽侧面留有0.05mm间隙，顶部与底部各留有1.0mm间隙；轴向两端共留有8mm间隙；冷作加工过程变形量超过12％，需做固溶化热处理。
3.根据权利要求1所述的一种新型中低压缸中分面的密封方法，其特征是所述的钳形夹紧付上臂(2)材质为耐热高强度弹簧钢30W4Cr2VA，模锻后机加工，油淬，调质热处理；具有高屈服强度；加压头断面为半圆形，其半径为中低压缸的高温进汽室的上半部分(1)的承力槽的半径的0.9倍。
4.根据权利要求1所述的一种新型中低压缸中分面的密封方法，其特征是所述的钳形夹紧付下臂(7)材质为高强度耐热合金钢34CrNi3MoW，模锻后机加工，调质热处理；具有高屈服强度；加压头断面为半圆形，其半径为中低压缸的高温进汽室的下半部分(6)的承力槽的半径的0.9倍。
5.根据权利要求1所述的一种新型中低压缸中分面的密封方法，其特征是所述的夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)材质为高强度耐热合金钢34CrNi3MoW，模锻后机加工，调质热处理；具有高屈服强度。
6.根据权利要求1所述的一种新型中低压缸中分面的密封方法，其特征是所述的双孔防松垫片(8)材质为奥氏体不锈钢316L，厚度1.5mm，在夹紧螺栓A(3)和夹紧螺栓B(4)冷态紧到位后，折角防松。
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