[发明专利]可变间隙的填密环

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种蒸汽涡轮，并且更特别是涉及一种蒸汽涡轮的转动和固定部件之间的密封件。

背景技术

在例如涡轮的转动机器中，密封件设置在转动和固定部件之间。例如，在蒸汽涡轮中，通常提供承载迷宫式密封结构的多个弧形填密环部段(有时称为密封环部段)，以便在转动机器的固定和转动部件之间形成密封件。通常，弧形填密环部段布置在与机器的转动轴线同心的固定部件的环形凹槽内，并且因此与转动部件的密封表面同心。每个弧形密封部段承载与转动部件的密封表面相对的弧形密封面。在迷宫式密封件中，密封面承载轴向隔开的齿的径向阵列，这些齿与形成转动部件的密封表面的轴向隔开环形齿的阵列径向隔开。在蒸汽通过由密封面的齿和转动部件的相对表面限定的迷宫内的相对紧密的间隙时，通过形成例如蒸汽的工作介质涡流来实现密封功能。

保持适当间隙而不在转动设备和固定部件之间实际接触的能力需要形成有效的密封件。如果部段的密封面和转动部件的相对密封表面之间的径向间隙变得过大，流动面积增加，产生较小涡流，并且不利于密封作用。相反，如果间隙过小，密封齿会接触转动元件，结果是齿失去其尖锐型面以及紧密间隙，并随后形成较少涡流，并且具有增加的流动面积，同样不利于密封作用。

为了在例如启动和关闭的瞬时情况下避免转子和填密环损坏，有时使用正压力、可变间隙填密环。在正压力、可变间隙填密环中，填密环部段通常是偏压到外部或大间隙位置的弹簧，造成由填密环承载的密封面与转动部件大致向外隔开。在启动之后，例如蒸汽的工作流体介质进入固定部件的凹槽，压迫部段以便向内抵抗弹簧的偏压朝着内部或小间隙位置运动。

这些弹簧位于由固定部件限定的环形凹槽内，并且相对于它们定位的环形凹槽设置尺寸。在大涡轮单元中，环形凹槽通常足够大，以便容纳具有能够经受来自于流体介质的入口的压力的弹性的大弹簧。另外，填密环通常足够大，使得弹簧固定在位于环形凹槽内的填密环的部分上。

但是，在通过用于例如沸腾器供应泵、反应器供应泵、用于压缩器的机械驱动器和泵以及某些发生器驱动单元的应用中的较小涡轮单元来操作时，在较小涡轮单元内存在的窄小宽度/直径的环形凹槽内安装所需弹簧变得困难和不实际。因此，在这些情况下，需要一种可变间隙填密环组件，该组件可以和具有过小宽度和直径以容纳传统弹簧的环形凹槽结合使用。

发明内容

所披露的是一种用于在转动机器的固定部件和涡轮轴之间提供密封件的填密环部段，包括布置在填密环部段内的致动配置以及包括在致动配置内的弹性梁式元件，弹性梁式(beam-type)元件将填密环部段径向向外偏压离开涡轮轴。还披露一种用于在转动机器的固定部件和涡轮轴之间提供密封件的方法，该方法包括经由填密环内部的内部弹性梁式元件将填密环部段内部偏压到间隙位置，将流体压力引导到填密环部段的径向向外布置表面上，该压力与填密环部段上的弹性梁式元件施加的力相反，并且经由来自于流体介质的压力将填密环部段重新定位到密封位置。

附图说明

参考其中相同元件在多个附图中类似编号的附图：

图1是示例性蒸汽涡轮的一部分的截面图；

图2是图1的标示2-2的周边部分的放大视图；

图3是沿着线3-3截取的图2的示例性可变间隙填密环部段的截面图；

图4是图2所示的周边部分的视图，但是在密封位置上；

图5是沿着线5-5截取的图2的周边部分的顶部平面；以及

图6是说明在转动机器的固定部件和涡轮轴之间提供密封件的方法的方框图。

部件列表

可变间隙填密环部段10、转动机器的截面11、环形环配置12、固定部件14、涡轮轴16、第一半件18、第二半件20、间隙位置21、径向向内布置表面22、密封位置23、径向向外布置表面24、中间部分25、环形凹槽26、密封面27、壳体凸缘28、部段凸缘30、致动配置32、弹性梁式元件34、连接部件36、阻止(impeding)部件38、阻止端部40、致动器端部42、部段空腔44、布置表面开口45、部分长度46、径向向外布置区域47、中间区域48、径向向内布置区域50、中间开52、相对侧54、接触端56、内部空腔凸脊58、大间隙60、小间隙62、径向伸出齿64、方法100、操作方框102、操作方框104、操作方框106。

具体实施方式