CN112196629A - 一种汽轮机动叶片密封结构及密封方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种汽轮机动叶片密封结构,所述动叶片顶部设置有围带,所述围带外侧面与汽封泄露通道的工质接触,所述汽封泄露通道由围带外侧面与汽封结构构成,其特征在于,所述围带外侧面设置有若干凸台,所述汽封结构上设置有若干密封齿,任一个所述凸台对应配合1‑3个密封齿;所述围带内侧面与主流道工质接触;所述围带上设置有至少一个通孔连通汽封泄露通道和主流道的,所述通孔置于两个凸台之间,两个凸台之间只设置一个通孔。采用该密封结构及密封方法有效减少进入动叶片叶顶汽封入口的泄漏量,同时能够排走靠近叶顶端面(即围带内侧面)的低效汽流。
Description
技术领域
本发明应用于汽轮机机组通流设计,属于通流密封技术领域,具体涉及一种汽轮机动叶片密封结构及密封方法。
背景技术
汽轮机通流级通常包含一组静叶片和一组动叶片。为了避免静动部件碰磨影响机组安全,动叶片围带顶部通常与静止部件间存在蒸汽通道。该通道中通常布置有汽封结构,为了避免碰磨,该汽封结构的间隙无法做到足够小。在叶顶压差的作用下,该汽封结构与动叶片叶顶的围带之间形成的汽封泄露通道中存在数量可观的泄漏量,对通流级的效率带来明显的不利影响。
同时,在通流级主流道中,靠近动叶片叶顶围带内侧面的区域,由于粘性的作用,区域内蒸汽流动二次流动损失较大,存在明显的端部损失,为低效流动。
因此,针对上述问题,本申请提出一种密封方法,将动叶围带内侧面的低效流体引入汽封泄露通道中,达到从入口处减少进入汽封泄露通道蒸汽流量的目的。
发明内容
本发明解决的技术问题是:提供一种汽轮机动叶片密封结构及密封方法,该方法有效减少进入动叶片叶顶汽封入口的泄漏量,同时能够排走靠近叶顶端面(即围带内侧面)的低效汽流。
本发明采用的技术方案如下:
一种汽轮机动叶片密封结构,所述动叶片顶部设置有围带,所述围带外侧面与汽封泄露通道的工质接触,所述汽封泄露通道由围带外侧面与汽封结构构成,所述围带外侧面设置有若干凸台,所述汽封结构上设置有若干密封齿,任一个所述凸台对应配合1-3个密封齿;所述围带内侧面与主流道工质接触;所述围带上设置有至少一个通孔连通汽封泄露通道和主流道,所述通孔置于两个凸台之间,两个凸台之间只设置一个通孔。
优选的,所述汽封结构上设置有密封齿一和密封齿二,所述围带外侧面设置有凸台一和凸台二,所述凸台一与密封齿一对应配合,所述凸台二与密封齿二对应配合。
优选的,所述凸台一到通孔轴的水平距离为a,a>2mm;所述凸台二到通孔轴的水平距离为b,b>2mm。
优选的,所述通孔外沿切线到动叶片内弧面的距离为c,c>3mm。
优选的,所述通孔的半径为R,0<R<0.125*(a+b)。
优选的,所述通孔与围带外边缘最短距离为d,d>3mm。(设置合理结构,建立压差。)
一种汽轮机动叶片密封结构及密封方法,汽封结构与围带外侧面形成汽封泄露通道,在所述汽封泄露通道内建立起至少三个压力区域,包括一个入口压力区域,一个出口压力区域和若干中部压力区域;至少一个所述中部压力区域与位于围带内侧面的主流通道连通,使与主流通道连通的中部压力区域的压力增大。
优选的,紧邻入口压力区域的中部压力区域与围带内侧面的主流通道连通。
优选的,所述围带通过设置通孔使中部压力区域与围带内侧面的主流通道连通。
优选的,所述中部压力区域有1-3个。
本发明的有益技术效果是:
(1)动叶片叶顶的围带内侧通道中靠近顶端部的流体损失很大,通过围带上径向孔两侧压差的作用将其引入围带外侧的汽封泄露通道中,从而可有效减小进入汽封泄露通道入口的蒸汽量,达到密封效果。
(2)动叶片叶顶的围带内侧通道中靠近顶端部的低效流体通过围带上的通孔引走后,可改善主流通流效率。
因此,从总体来看,本发明的汽轮机动叶片密封结构一方面能减小进入汽封泄露通道的泄漏量,另一方面有利于提升主通道通流效率。可有效提升通流的经济性。
附图说明
图1是动叶密封结构主视图;
图2是动叶密封结构俯视图。
其中,附图标记对应的名称为:
1-围带,11-围带外侧面,12-围带内侧面,2-汽封结构,3-动叶片,4-通孔,51-凸台一,52-凸台二,61-密封齿一,62-密封齿二。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本发明作进一步说明,本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例1:
一种汽轮机动叶片密封结构,如图1所示,所述动叶片3顶部设置有围带1,所述围带外侧面11与汽封泄露通道的工质接触,所述汽封泄露通道由围带外侧面11与汽封结构2构成,所述围带外侧面11设置有若干凸台,所述汽封结构2上设置有若干密封齿,任一个所述凸台对应配合1-3个密封齿;所述围带内侧面12与主流道工质接触;所述围带1上设置有至少一个通孔4连通汽封泄露通道和主流道,所述通孔4置于任两个凸台之间,两个凸台之间只设置一个通孔4.
目前,汽轮机通流级通常有两方面的影响降低通流级的效率,一方面由于动叶片围带顶部与静止部件间存在蒸汽通道,虽然通道中布置有汽封结构,但是为了避免碰磨,该汽封结构的间隙无法做到足够小。在叶顶压差的作用下,该汽封结构2与动叶片3叶顶的围带1之间形成的汽封泄露通道存在数量可观的泄漏量,对通流级的效率带来明显的不利影响。另一方面在通流级主流道中,靠近动叶片3叶顶围带内侧面12的区域,由于粘性的作用,区域内蒸汽流动二次流动损失较大,在动叶片3叶顶的围带内侧面12存在低效流动。本发明的密封结果,如图1所示,在围带外侧面11设置有若干凸台,任一凸台与汽封结构2的1-3个密封齿对应,从而使得汽封泄露通道内存在若干由凸台和密封齿组成的若干压力区域,汽封泄露通道内的压力区域的压力从汽封泄露通道的入口到汽封泄露通道的出口由于密封齿的节流作用依次减小,使得相邻两个压力区域之间形成压力差,由于汽体从左到右进入,因此,左侧压力区域的压力水平大于右侧压力区域的压力水平;与此同时本发明的围带内侧面12与主流道工质接触,且所述围带1上设置有连通汽封泄露通道和主流道的通孔4,所述通孔4置于两个凸台之间,两个凸台之间只设置一个通孔4,因此,位于围带内侧面12的主通道的低效流动区域的蒸汽通过通孔4流向汽封泄露通道,且围带内侧面主通道的低效流动区域的压力由于粘性的作用大且未经过节流因此大于汽封泄露通道内区域的压力,所以带有通孔4的压力区域的压力增大,从而使得该区域与左侧压力区域的压力差减小,而由图1中可以看出,泄露工质汽体从左到右流动,因此可以减小从汽封泄露通道的入口进入的蒸汽量,从而减小泄漏量,提高主流通道效率,此外,围带内侧通12中靠近顶端部的低效流体引走后,也可改善主流通流效率。
实施例2
基于上述实施例1,如图1所示,所述汽封结构2上设置有密封齿一61和密封齿二62,所述围带外侧面11设置有凸台一51和凸台二52,所述凸台一51与密封齿一61对应配合,所述凸台二52与密封齿二62对应配合。在本实施例中,通过在汽封结构2上设置有密封齿一61和密封齿二62,所述围带外侧面11设置有凸台一51和凸台二52,所述凸台一51与密封齿一61对应配合,所述凸台二52与密封齿二62对应配合,设置有三个压力区域,分别为汽封泄露通道入口区域,处于凸台一51和凸台二52之间的汽封泄露通道中部区域和汽封泄露通道出口区域,其中,汽封泄露通道入口区域的压力为P0,汽封泄露通道出口区域压力为P2,汽封泄露通道中部区域压力为P1,围带内侧面12附近的低速流体的压力为P3。由于密封齿一61和密封齿二62的节流作用,存在p0>P1>P2。由于围带内侧面12不存在节流效应,且由于粘性作用,存在P3>P1。因此在围带1上设置通孔4,由于P3-P1压差的作用,靠近围带内侧面12的低速流体通过通孔4进入围带外侧面11,因此,图1中凸台一51和凸台二52之间的汽封泄露通道中部区域的压力从P1上升到P1′。从而,密封件一61两侧压差从P0-P1减小到P0-P1′。压差减小因而得到进入漏汽通道入口的流量减小,从而减少汽封泄露通道的汽体工质泄漏量,并且改善主通道通流效率。
实施例3
基于上述实施例2,如图1-2所示,所述凸台一51到通孔4的轴的水平距离为a,a>2mm;所述凸台二52到通孔4的轴的水平距离为b,b>2mm。在本实施例中,设置合理的通孔4的轴到凸台一51和凸台二52的距离,能够建立合理的压差,使得密封效果更好,主流道的流通级效率更高。
实施例4
基于上述实施例3,如图2所示,所述通孔4的外沿切线到动叶片3的内弧面的距离为c,c>3mm。在本实施例中,设置合理的通孔4的外沿切线到动叶片3的内弧面的距离,能够建立合理的压差,使得密封效果更好,主流道的流通级效率更高。
实施例5
基于上述实施例4,如图2所示,所述通孔4的半径为R,0<R<0.125*(a+b)。在本实施例中,设置合理的通孔4的半径,能够建立合理的压差,使得密封效果更好,主流道的流通级效率更高。
实施例6
基于上述实施例5,如图2所示,所述通孔4与围带1的外边缘最短距离为d,d>3mm。在本实施例中,设置合理的通孔4与围带1的外边缘最短距离,能够建立合理的压差,使得密封效果更好,主流道的流通级效率更高。
实施例7
基于上述实施例1-6任一项所述的汽轮机动叶片采用的密封方法,如图1所示,汽封结构2与围带外侧面11形成汽封泄露通道,在所述汽封泄漏通道内建立起至少三个压力区域,包括一个入口压力区域,一个出口压力区域和若干中部压力区域;至少一个所述中部压力区域与位于围带内侧面12的主流通道连通,使与主流通道连通的中部压力区域的压力增大。在本实施例中,具体阐述了汽轮机动叶片密封方法,即在汽封泄露通道内建立起若干压力区域,包括一个入口压力区域,一个出口压力区域和若干中部压力区域,再连通中部压力区域与围带内侧面12的主流通道,由于围带内侧面12的粘性大,主流通道无节流效应,而中部压力区域有流经入口压力区域,因此存在节流效应,所以,当连通中部压力区域与围带内侧面12的主流通道时,该中部压力区域的压力增大,从而减小中部区域与入口压力区域的压差,因此,减小进入汽封泄露通道入口的蒸汽量,达到密封效果。此外,围带内侧面12的主流通道存在低效流体,连通后中部压力区域将低效流体引走后,可改善主流通效率。
实施例8
基于上述实施例7,如图1所示,紧邻入口压力区域的中部压力区域与围带内侧面12的主流通道连通。在本实施例中,将紧邻入口压力区域的中部压力区域与围带内侧面12的主流通道连通,密封效果最好。
实施例9
基于上述实施例7或8,所述围带1通过设置通孔4使其中一个中部压力区域与围带内侧面12的主流通道连通。在本实施例中,通过在围带1上设置通孔4连通其中一个中部压力区域与围带内侧面12的主流通道。
实施例10
基于上述实施例9,所述中部压力区域有1-3个。在本实施例中,中部压力区域的设置数量优选为1-3个。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (10)
1.一种汽轮机动叶片密封结构,所述动叶片顶部设置有围带,所述围带外侧面与汽封泄露通道的工质接触,所述汽封泄露通道由围带外侧面与汽封结构构成,其特征在于,所述围带外侧面设置有若干凸台,所述汽封结构上设置有若干密封齿,任一个所述凸台对应配合1-3个密封齿;所述围带内侧面与主流道工质接触;所述围带上设置有至少一个通孔连通汽封泄露通道和主流道的,所述通孔置于两个凸台之间,两个凸台之间只设置一个通孔。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机动叶片密封结构,其特征在于,所述汽封结构上设置有密封齿一和密封齿二,所述围带外侧面设置有凸台一和凸台二,所述凸台一与密封齿一对应配合,所述凸台二与密封齿二对应配合。
3.根据权利要求2所述的一种汽轮机动叶片密封结构,其特征在于,所述凸台一到通孔轴的水平距离为a,a>2mm;所述凸台二到通孔轴的水平距离为b,b>2mm。
4.根据权利要求3所述的一种汽轮机动叶片密封结构,其特征在于,所述通孔外沿切线到动叶片内弧面的距离为c,c>3mm。
5.根据权利要求4所述的一种汽轮机动叶片密封结构,其特征在于,所述通孔的半径为R,0<R<0.125*(a+b)。
6.根据权利要求5所述的一种汽轮机动叶片密封结构,其特征在于,所述通孔与围带外边缘最短距离为d,d>3mm。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种汽轮机动叶片密封结构采用的密封方法,其特征在于,汽封结构与围带外侧面形成汽封泄露通道,在所述汽封泄露通道内建立起至少三个压力区域,包括一个入口压力区域,一个出口压力区域和若干中部压力区域;至少一个所述中部压力区域与位于围带内侧面的主流通道连通,使与主流通道连通的中部压力区域的压力增大。
8.根据权利要求7所述的一种汽轮机动叶片密封方法,其特征在于,紧邻入口压力区域的中部压力区域与围带内侧面的主流通道连通。
9.根据权利要求7或8所述的一种汽轮机动叶片密封方法,其特征在于,所述围带通过设置通孔使中部压力区域与围带内侧面的主流通道连通。
10.根据权利要求9所述的一种汽轮机动叶片密封方法,其特征在于,所述中部压力区域有1-3个。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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