[发明专利]密封结构及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽轮机中所具有的密封结构及其控制方法。

背景技术

在利用锅炉之类的蒸汽发生器所产生的蒸汽使涡轮机(汽轮机)旋转进行发电的发电厂中，汽轮机从蒸汽流动的上游开始具有：高压汽轮机、中压汽轮机和低压汽轮机。使低压汽轮机旋转的蒸汽经由排气室被导入冷凝器中，由冷凝器凝结成水而成为供应水并回流到蒸汽发生器中。

这种构成发电厂的汽轮机，把固定在壳体内侧的定叶布置在与转子一体旋转的动叶与动叶之间，由定叶和动叶形成汽轮机级。

而且，导入壳体内部的蒸汽流过汽轮机的壳体的内部，在交替地通过定叶与固定在被旋转自如地支撑在壳体上的转子上的动叶之间的同时进行了膨胀，以使转子旋转。然后，通过了处于转子最下游的动叶，即最后一级的动叶的蒸汽被排出到壳体的外部。

在这种汽轮机中，由于是利用蒸汽与动叶碰撞而使转子旋转的，所以，为了更加有效地利用蒸汽，就要求提高固定部分与旋转部分之间的密封性能，以便尽可能减少例如蒸汽从定叶与转子等固定部分与旋转部分之间的间隙的泄漏。

为了应对这类问题，公开的以往的密封结构的技术是，在转子之类的旋转部分与定叶之类的固定部分之间具有带有翅片(密封翅片)的迷宫式密封装置，进而在与翅片相对的位置使用了切削性能优良的部件(可磨耗材料)(例如，参见专利文献1-日本特开2002-228013号公报)。按照专利文献1中所公开的技术，即使翅片与可磨耗材料接触，由于是由翅片来切削可磨耗材料，因而能防止翅片的损伤。

可是，为了提高密封性能，当将翅片和可磨耗材料设置成尽可能减小旋转部分与固定部分之间的间隙时，由于翅片与可磨耗材料的接触增多，对于旋转部分的旋转的阻力(旋转阻力)增大，例如，在汽轮机启动初期等蒸汽压力比较低的情况下，转子将难以旋转，产生了汽轮机很难顺利地启动的问题。

还有，例如，由于旋转部分所具有的翅片与固定部分所具有的可磨耗材料的接触而产生的摩擦热会传递到旋转部分，使旋转部分的温度升高，就会发生热膨胀和热弯曲等对旋转带来障碍的热变形。此外，还会发生汽轮机的涡轮效率降低这样的问题。

因此，公开了一种具有抑制向旋转部分传热那样的绝热层的密封结构的技术(例如，参见专利文献2-日本特开2007-16704号公报)。

按照专利文献2所公开的技术，例如，由于装在旋转部分上的翅片与旋转部分之间具有绝热层，从而抑制了由于旋转部分与固定部分的接触所产生的摩擦热向旋转部分的传递。

可是，在专利文献2所公开的技术中，还存在这样的问题：当旋转部分长时间连续旋转，翅片与可磨耗材料的接触延续的时间很长时，所产生的摩擦热便积蓄在绝热层，进而，积蓄在绝热层的热量会传递到旋转部分而使旋转部分的温度升高。

此外，由于翅片与可磨耗材料的接触增大了旋转阻力，当蒸汽的压力很低时，转子就不能顺利地旋转，汽轮机也就不能实现顺利地启动。

当为了防止翅片与可磨耗材料的接触而加大翅片与可磨耗材料之间的间隙时，由于旋转部分与固定部分之间的间隙加大而使蒸汽的泄漏增多，因而就不能达到提高汽轮机的涡轮机效率的目的。

发明内容

因此，本发明的课题是：提供一种在提高旋转部分与固定部分之间的密封性能的同时，能使汽轮机顺利地启动，即使旋转部分长时间地连续运转，也能够抑制旋转部分的温度上升的密封结构及其控制方法。

为了解决上述课题，本发明提供的密封结构及其控制方法是，让旋转部分所具有的翅片和固定部分所具有的衬垫相互相对，让固定部分所具有的翅片与旋转部分所具有的衬垫相互相对，并且，用通气性金属制成衬垫，并使固定部分所具有的翅片和衬垫能在与旋转部分靠近或离开它的方向移动。

本发明的效果是，根据本发明，能提供这样的密封结构及其控制方法：能够提高旋转部分与固定部分之间的密封性能并能使汽轮机顺利地启动，即使旋转部分长时间地连续旋转，也能够抑制旋转部分温度的上升。

附图说明

图1是具有本实施方式的汽轮机所具有的发电厂的示意系统图。

图2是图1的汽轮机的局部放大图。

图3是图2的A1部分的放大图。

图4是图3的A2部分的放大图。

图5(a)是沿图2的X1-X1线的断面图，图5(b)是图5(a)的A 3部分的放大图。

图6是表示高低型迷宫式密封装置的一种结构例子的示意图，是表示在密封底板上具有密封翅片的形态的图。

图7是表示高低型迷宫式密封装置的一种结构例子的示意图，是表示在转子上具有密封翅片的形态的图。