CN210289848U - 一种活动汽封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种活动汽封结构，主要用于汽轮机设备。本实用新型包括汽封体、汽封环、弹性部件、汽封齿、汽封环安装腔、汽封齿安装腔和汽封齿安装口，其结构特点在于：所述汽封环安装腔设置在汽封体上，所述汽封环的上端和弹性部件均位于汽封环安装腔内，所述弹性部件的一端与汽封环安装腔的内壁连接，所述弹性部件的另一端与汽封环的上端连接，所述汽封齿安装腔和汽封齿安装口均设置在汽封环的下端，且汽封齿安装腔和汽封齿安装口连通，所述汽封齿的尾部位于汽封齿安装腔内，所述汽封齿的头部位于汽封齿安装口内，且汽封齿的头部位外露于汽封齿安装口。如此该活动汽封结构在较小的汽封间隙下不但经济而且安全。

Description

一种活动汽封结构

技术领域

本实用新型涉及一种活动汽封结构，主要用于汽轮机设备。

背景技术

汽轮机汽封是装在汽缸、隔板等静止部件上的以减小汽轮机旋转部件和静止部件之间漏汽的装置。在减小漏汽的同时，还需要兼顾不发生动静摩擦，这就需要选择合适的汽封安装间隙。

梳齿汽封因其汽封成本低、结构简单、安全可靠且易于安装而被广泛应用于大、中、小型汽轮机，传统梳齿式迷宫汽封安装时径向间隙一般为0.60～0.80mm，根据转子不同情况，有时间隙更大，其密封效果较差，汽封漏汽量比设计值大，高中、低压缸效率降低。

汽轮机在起停机过程中过临界转速时，转子振幅可能较大，若汽封径向安装间隙较小，汽封齿很容易磨损，进一步地，汽封齿磨损导致轴封漏汽量较大，蒸汽对轴的加热区段长度有所增加，并且温度也有所升高，使胀差变大，轴上凸台和汽封块的高、低齿发生相对位移而倒伏。

另外汽封齿与转轴发生碰磨时，瞬间产生大量热量，造成转轴局部过热，甚至可能导致大轴弯曲，所以在机组检修时，只能把汽封径向间隙调大，以牺牲经济性为代价来确保机组的安全性。

而且曲径汽封环形腔室的不均匀性，是产生汽流激振的重要原因，而汽轮机高压转子产生的汽流激振一旦发生就很难解决，危及机组的安全运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，可有效降低传统梳齿密封***的泄漏量、降低汽轮机组热耗、提高运行经济性和安全性的活动汽封结构。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该活动汽封结构，包括汽封体、汽封环、弹性部件、汽封齿、汽封环安装腔、汽封齿安装腔和汽封齿安装口，其结构特点在于：所述汽封环安装腔设置在汽封体上，所述汽封环的上端和弹性部件均位于汽封环安装腔内，所述弹性部件的一端与汽封环安装腔的内壁连接，所述弹性部件的另一端与汽封环的上端连接，所述汽封齿安装腔和汽封齿安装口均设置在汽封环的下端，且汽封齿安装腔和汽封齿安装口连通，所述汽封齿的尾部位于汽封齿安装腔内，所述汽封齿的头部位于汽封齿安装口内，且汽封齿的头部位外露于汽封齿安装口。

进一步地，所述汽封齿的尾部卡在汽封齿安装腔内。

进一步地，所述汽封环安装腔为“T” 字型结构，所述汽封环为“工”字型结构。

进一步地，所述汽封环的数量为六块，所述六块汽封环呈圆周均匀排布。

进一步地，所述汽封齿的数量为多个。

进一步地，所述汽封齿与转轴之间存在间隙。

进一步地，所述弹性部件是由具有弹性系数的材料制成。且不易损坏，所述的弹性部件具有随温度变化而相应地膨胀或收缩的能力。

进一步地，所述汽封齿的尾部与汽封齿的头部为一体式结构，或汽封齿的尾部与汽封齿的头部焊接。所述的汽封齿与汽封环套装在一起。

进一步地，所述汽封齿的尾部与汽封齿的头部垂直设置。

进一步地，所述汽封齿的材质为铁素体。与转子摩擦时产生的热量小，不易弯轴。

相比现有技术，本实用新型具有以下优点：汽封体与汽封环通过弹性部件相连，汽封齿与汽封环套装在一起。汽封齿与转轴可保持相对较小间隙值，目的是减少蒸汽泄漏。由于汽封齿与汽封环套装在一起以及汽封环与汽封体之间有弹性部件，当转轴因振动或其他激振力引起转轴与汽封齿间隙消失而发生动静部件碰磨时，汽封齿、汽封环会退让，大大减小摩擦压力，从而减小汽封齿和转轴的损伤，同时也大大降低振动发散的可能性。

另外汽封齿轴向上与汽封环也有一定间隙，在轴向方向也具有一定的退让余量，在极端情况下，当胀差较大时仍可减小轴向的碰磨。如此该活动汽封结构在较小的汽封间隙下不但经济而且安全。

附图说明

图1是本实用新型实施例的活动汽封结构的结构示意图。

图中：汽封体1、汽封环2、弹性部件3、汽封齿4、转轴5、汽封环安装腔6、汽封齿安装腔7、汽封齿安装口8。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若用引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实施例中的活动汽封结构，包括汽封体1、汽封环2、弹性部件3、汽封齿4、汽封环安装腔6、汽封齿安装腔7和汽封齿安装口8，汽封环安装腔6为“T” 字型结构，汽封环2为“工”字型结构，汽封环2的数量为六块，六块汽封环2呈圆周均匀排布，汽封齿4与转轴5之间存在间隙。

本实施例中的汽封环安装腔6设置在汽封体1上，汽封环2的上端和弹性部件3均位于汽封环安装腔6内，弹性部件3的一端与汽封环安装腔6的内壁连接，弹性部件3的另一端与汽封环2的上端连接，弹性部件3是由具有弹性系数的材料制成。

本实施例中的汽封齿安装腔7和汽封齿安装口8均设置在汽封环2的下端，且汽封齿安装腔7和汽封齿安装口8连通，汽封齿4的尾部位于汽封齿安装腔7内，汽封齿4的头部位于汽封齿安装口8内，汽封齿4的尾部卡在汽封齿安装腔7内，且汽封齿4的头部位外露于汽封齿安装口8。

本实施例中的汽封齿4的尾部与汽封齿4的头部为一体式结构，或汽封齿4的尾部与汽封齿4的头部焊接，汽封齿4的尾部与汽封齿4的头部垂直设置，汽封齿4的数量为多个，汽封齿4的材质为铁素体。

汽封体1与汽封环2通过弹性部件3相连，汽封齿4与汽封环2通过套装方式组装；汽封体1与弹性部件3、弹性部件3与汽封环2间可通过双头螺柱连接或者焊接或其他连接方式，要求稳固可靠；汽封齿4与汽封环2通过套装方式组装，要求在汽封环内径向和轴向皆留有一定间隙。

当机组冷态启动过程中，由于蒸汽参数较低，汽封中的弹性部件3温度也较低，弹性部件3处于收缩状态，则汽封环2与汽封体1间隙处于较小值状态，从而使汽封齿4与转轴5的间隙处于较大状态，这样启动过转子临界转速时即使在较大的转轴振动下也能避免发生动静碰磨，不但避免了汽封齿4不被磨损，保证汽封在机组后续正常运行中能发挥较好的密封作用，同时避免了动静摩擦和对转轴的磨损，增加机组启动中的安全性。

机组启动（或停机）中，由于蒸汽对汽缸和转子加热（或冷却）程度不同以及汽缸和转子本身膨胀（或收缩）特点不同，导致启动中胀差较大，如果期间滑销***故障、汽封漏汽量大、推力轴承工作不正常等，则会进一步增大胀差，较大的胀差可能导致汽封齿4与转轴5的轴向间隙消失，从而导致轴向碰磨，给机组运行带来安全隐患，且轴向碰磨易造成汽封齿4倒伏，不利于密封，而该活动汽封结构在汽封齿4轴向上与汽封环2留有一定间隙，在轴向也有一定余量的退让，避免或大大减轻极端情况下的轴向碰磨。

在机组正常带负荷运行中，汽封中的弹性部件3温度随着蒸汽温度升高而升高，弹性部件3膨胀，增大汽封环2与汽封体1之间距离，从而减小汽封齿4与转轴5的间隙，减小蒸汽泄漏，起到较好的密封作用。

如图1所示，为在机组满负荷运行过程中，汽封齿4和转轴5之间保持的最小间隙状态，对转轴5上方的汽封环2，如若弹性部件3松动，或者弹性部件3膨胀量较大，该状态下汽封体1对汽封环2有支撑作用，不至于让汽封环2与转轴5的间隙过小，从而与转轴碰磨。

对于转轴5下方的汽封环2，该结构同样可以起到限制弹性部件3的最大膨胀量而不至于汽封齿4与转轴5的间隙过小。

该活动汽封结构中对于转轴5上方的汽封齿4，汽封齿4在重力作用下与转轴5保持较小的间隙，汽封环2对汽封齿4有支撑作用，当发生径向碰磨时汽封齿4会向上位移，减小碰磨，当径向碰磨消失后，汽封齿4在重力作用下仍会回到原始位置，保持较小间隙。当发生轴向碰磨时，汽封齿4也会左右移动减小碰磨。

该活动汽封结构中对于转轴下方的汽封齿4，汽封齿4与汽封环2间加有弹性部件3即弹簧或弹片，将下方的汽封齿4顶向转轴5，当转轴5与汽封齿4发生碰磨时，汽封齿4首先受力可压缩弹性部件3即弹簧或弹片，减小碰磨，当碰磨消失后，汽封齿4在弹性部件3即弹簧或弹片作用下回复原始较小的间隙值。

该活动汽封结构中的汽封齿4或汽封环2的侧面也可增加弹性部件3即弹簧或弹片，对于转轴5上下方的汽封齿4，发生轴向碰磨后当碰磨消失在轴向也可回复原始状态，对于汽封齿4两侧的汽封齿4，也可减小汽封齿4位移的阻力，避免卡涩。

在机组停机过程中，汽封中的弹性部件3温度下降，使得弹性部件3收缩，从而使得汽封齿4与转轴5的间隙增大，避免或减轻动静部件的摩擦。

对于传统的梳齿密封，如果汽封齿与转轴间隙较小，则易导致汽封齿4与转轴5之间的碰磨，碰磨产生大量热量，不均衡分布在转子上，形成温差，导致转子热弯曲，热弯曲的产生会进一步导致振动的增大，振动的增大进一步导致碰磨，形成恶性循环，而该活动汽封结构就可以解决此问题，保持一定的弹性间隙，即使极端情况下发生碰磨，弹性部件3和活动的汽封齿4发挥作用，大大降低摩擦压力和减少摩擦热量。

传统的梳齿密封为了保证机组安全运行，则调大汽封齿4与转轴5之间的间隙，以牺牲机组的经济性来获得机组的安全运行，而本发明能在保持较小的弹性间隙下运行，解决了传统梳齿密封牺牲经济性的问题。

曲径汽封环形腔室的不均匀性，是产生汽流激振的重要原因，而汽轮机高压转子产生的汽流激振一旦发生对机组的安全运行有很大影响，该活动汽封结构因采用弹性的汽封齿4，当汽封齿4与转轴5形成的环形腔室内汽体压力不均时，活动的汽封齿4会上下位移，使得该压力相对一致，则可减小或避免现有技术问题的出现。

传统的梳齿汽封牺牲经济性换来机组的安全运行，在较大的蒸汽泄漏下，不仅造成能源的损失，而且泄漏的高压蒸汽可能进入轴承箱，污染润滑油，油中带水，影响润滑油的性能，油质的恶化自然会导致影响机组的振动甚至烧瓦等事故，给机组安全运行带来很大隐患，而该活动汽封结构的活动汽封结构能有效减小蒸汽泄漏量，解决该问题。

该活动汽封结构能有效减小汽封齿4与转轴5的碰磨，减少转轴5轴颈的损伤同时，还减少汽封齿4的损伤，延长汽封齿4使用寿命。

若低压缸密封不严，引起空气内漏，则影响低压缸和凝汽器的真空，同样会对机组的经济、安全运行不利，而该活动汽封结构则可解决此问题。

以上是针对使用较普遍的梳齿汽封，也可以推广到其他类型的汽封，如斜齿汽封、侧齿汽封等。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种活动汽封结构，包括汽封体（1）、汽封环（2）、弹性部件（3）、汽封齿（4）、汽封环安装腔（6）、汽封齿安装腔（7）和汽封齿安装口（8），其特征在于：所述汽封环安装腔（6）设置在汽封体（1）上，所述汽封环（2）的上端和弹性部件（3）均位于汽封环安装腔（6）内，所述弹性部件（3）的一端与汽封环安装腔（6）的内壁连接，所述弹性部件（3）的另一端与汽封环（2）的上端连接，所述汽封齿安装腔（7）和汽封齿安装口（8）均设置在汽封环（2）的下端，且汽封齿安装腔（7）和汽封齿安装口（8）连通，所述汽封齿（4）的尾部位于汽封齿安装腔（7）内，所述汽封齿（4）的头部位于汽封齿安装口（8）内，且汽封齿（4）的头部位外露于汽封齿安装口（8）。

2.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述汽封齿（4）的尾部卡在汽封齿安装腔（7）内。

3.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述汽封环安装腔（6）为“T” 字型结构，所述汽封环（2）为“工”字型结构。

4.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述汽封环（2）的数量为六块，所述六块汽封环（2）呈圆周均匀排布。

5.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述汽封齿（4）的数量为多个。

6.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述汽封齿（4）与转轴（5）之间存在间隙。

7.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述弹性部件（3）是由具有弹性系数的材料制成。

8.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述汽封齿（4）的尾部与汽封齿（4）的头部为一体式结构，或汽封齿（4）的尾部与汽封齿（4）的头部焊接。

9.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述汽封齿（4）的尾部与汽封齿（4）的头部垂直设置。

10.根据权利要求1所述的活动汽封结构，其特征在于：所述汽封齿（4）的材质为铁素体。

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