[实用新型]伸缩型刷式汽封圈

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽封装置，特别是一种适合汽轮发电机组的汽轮机等大型转子机械设备动密封使用的伸缩型刷式汽封圈，属于汽轮机的密封装置。 

背景技术

截止2007年底，由国内三大汽轮机厂设计制造的300MW容量等级汽轮发电机组投产506台，装机容量157518MW，占全国火电总装机容量32.5％。从设计经济性能分析，这批亚临界机组与近几年陆续投产的600MW及以上容量超或超超临界机组存在较大差距。如何改造进而提高经济性能是摆在企业决策者面前的一个现实问题。 

影响汽轮机效率、煤耗和汽耗等经济因素很多，其中汽轮机通流动、静叶汽封和轴封的泄漏是导致汽轮机效率降低的重要原因，特别是汽轮机参数越来越高，相同密封间隙下，通过级间汽封蒸汽的密度升高，质量流量增大。漏汽不仅旁路且又可能作功于动(静)叶，而且造成下一级主流道扰动，双重负面效果严重影响级效率。以国产引进型上汽300MW机组为例，在中间过桥汽封的泄漏量设计值为20.8吨/小时；其它300MW以下的机组，由于受到以前的技术和生产工艺的影响，其泄漏量比例就更大了。由此可见，汽轮机的泄漏量是非常大的，改进潜力也是很大的。 

现代汽轮机目前最常用的汽封圈仍为梳齿式结构，梳齿式结构的汽封圈的工作原理是迫使流体通过曲折的途径递减其压力以减小泄漏，在装配时，汽封环通过放置在汽封弧块背部的弹簧片压紧到设计位置，当汽封齿与转子碰磨时，汽封环有一定的退让，不至严重损伤轴和汽封环，但不能防止摩擦。近几年来，随着技术的发展从国外引进了多种新型汽封，较为典型的如：接触式汽封、侧齿汽封、蜂窝汽封等，但仍存在密封性能不好，泄漏量大，轴易振动，易损伤等不足。 

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有汽封圈的不足之处，设计一种结构简单合理，密封性能好，能适应转子的瞬间径向变形或偏心运动，在保证安全的前提下尽量减小密封间隙，在接触密封的情况能适当增加转子振动阻力而有利于改善转子稳定性，适合大型转子机械设备特别是汽轮机动密封使用的伸缩型刷式汽封圈。 

本实用新型的伸缩型刷式汽封圈由数段汽封环首尾相接而成，每段汽封环包括环体、高齿密封条和低齿密封条，其特征在于至少有一个高齿密封条或/和低齿密封条改为伸缩型密封刷，并在与密封刷对应位置的环体上设有T形槽，所述密封刷包括刷头和T字形刷体，刷头由外缘端焊接在两片夹板之间的紧密排列的金属丝层组成，刷头固装在刷体的刷槽中，刷体底部经簿片弹簧装在环体的T形槽中。 

为了确保刷头的密封性、柔软性和必要的机械强度，所述刷头的金属丝层选用直经为0.05～0.2mm、硬度不低于80HB、抗拉强度不小于800Mpa的耐高温合金丝，按设定角度紧密排列成厚度不小于1.5 mm的环形体。为了减小对转轴的转动阻力，所述耐高温合金丝的最佳排列角度为20～60度。 

本实用新型的伸缩型刷式汽封圈，由于将现有汽封环上的部分高齿密封条或/和低齿密封条改为伸缩型密封刷，该密封刷主要由紧密排列的柔性好和耐高温的细合金丝组成，有极好的弹性，与刷体底部的簿片弹簧配合，在与转子相碰磨时，刷子可以弹性退让，不易被磨掉，保证了机组在小间隙甚至零间隙下的安全运行，即便机组过临界转速和变工况时，刷丝会跟随轴退让却自己不会磨损，待机组稳定之后，可恢复良好的密封性能。再由于刷丝间隙的不均匀性，使均匀的来流进入刷丝束中就变得不均匀了，并且从紧密的刷丝束区域向疏松的刷丝束区域偏流，这些偏流在刷丝排之间逐渐形成同向流和射流，并产生随机的二次流和旋涡流，而当一射流遇到前面紧密的刷丝束，就会改变运动方向而变成与主流方向垂直的横向流动，即横向流，正由于刷丝束能产生的横向流可使流体产生了自密封效应，它能使横向流过刷子的总压降增大从而进一步减少泄漏。实验证明，本实用新型的伸缩型刷式汽封圈的漏汽量仅为原梳齿式汽封的10％～20％。焊接后的强度比金属丝本身强度还要高，不会发生掉丝等现象。具有密封性能好和结构简单合理等优点，该刷式汽封样品可承受的速度超过305米/秒，耐温可达690℃以上，能长期、稳定、安全运行。可适合大型转子机械设备作动密封使用，特别适合对现有汽轮机的动密封进行更换升级使用。 

附图说明

附图1是现有的梳齿式汽封圈的结构示意图； 

附图2是本实用新型中伸缩型密封刷的刷头的结构示意图； 

附图3是本实用新型中伸缩型密封刷的刷体的结构示意图； 

附图4是本实用新型中用1个伸缩型密封刷代替1个高齿密封条的的结构示意图；