[实用新型]自调整叶片式汽封

说明书

技术领域

本实用新型涉及自调整叶片式汽封，属于汽轮机汽封领域。

背景技术

汽轮机转子与静子间均设有汽封，传统的汽封结构为梳齿汽封，一般转子加工成凹凸结构，汽封采用高低齿结构与之相配合。汽封在整圈上一般分为4～12段，以适应水平中分式缸体，安装时依次滑入静子的T型槽道内，汽封在弹簧片的支撑下与转子保持一定间隙，一旦碰磨汽封可以弹性退让。

梳齿汽封的突出优点是成本低廉、使用安全、密封效果较稳定，但这种稳定是低水平的稳定。梳齿汽封安装时一般需预留0.50-0.80mm径向间隙，即便如此，依然无法避免汽轮机启停过程中过临界转速时振幅增大带来的过量磨损，一经碰磨，间隙永久性扩大。刷式汽封的出现在一定程度上解决了这一问题。

刷式汽封是在传统梳齿汽封基础上发展起来的，把梳齿汽封的一个或几个高齿替换为刷齿。刷齿主要由紧密排列的特种合金丝组成，一般采用直径0.05～0.15mm的耐高温合金丝，丝束总厚度0.6～2mm。刷丝与转子径向呈15～60°倾角，倾角顺着转子旋向。每根刷丝就是一端为支点的梁,有极好的弹性，它们和转子相碰磨时,刷丝可以弹性退让，不易被磨掉,故刷丝自由端与转子的间隙可以设计得比梳齿汽封小很多。

但实践证明，刷式汽封走向了“柔性”的极端，刷丝的刚度太小，以致于刷式汽封在高温高压的工况下无法保持结构与性能的稳定（突出表现为刷丝倾角无法保持稳定），汽轮机揭缸检查发现一个大修周期后出现刷丝尖部断裂磨损现象，刷齿反而低于原高齿了。刷式汽封无法长期保持较高密封性能，亟需一项新技术来解决此问题。

布莱登汽封因能够在启停机和正常运行状态自动调整径向间隙而获得行业的广泛认可，但也因其对蒸汽品质要求的提高以及增大胀差等负面效应而受到一定的质疑，况且一旦汽封无法闭合而失效将导致蒸汽泄露量增大数倍。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种自调整叶片式汽封，一旦与转子碰磨可弹性退让，同时在压差作用下能够自动调整径向间隙，这一特性使得其特别适合汽轮机变工况对径向间隙的要求。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

自调整叶片式汽封，包括汽封基体，还包括叶片模块，所述叶片模块镶嵌在汽封基体的刚性齿的高齿进汽侧；所述叶片模块包括前夹板、后夹板、一片以上的叶片和用来遮挡叶片的遮流片，所述叶片为长方形薄片，一端固定在前夹板和后夹板之间，另一端为自由端，其中，叶片的自由端高出刚性齿0-2mm，所述用来遮挡叶片的遮流片设在前夹板和叶片之间，且不高出叶片的自由端，所述叶片与刚性齿相邻。

为了提高汽封的密封性能，本实用新型叶片的排列要满足在汽流作用下，由于各叶片间的相互靠拢，可形成完整密封体。为了节省空间，优选在叶片的长度方向上，一端固定在前夹板和后夹板之间，另一端为自由端。

上述的汽封基体优选为现有技术中的梳齿汽封。本实用新型自调整叶片式汽封由若干弧段拼接为整圈，与汽轮机转子微间隙配合。

上述汽封基体上可镶嵌一段或多段叶片模块，叶片模块镶嵌在汽封基体刚性齿的高齿进汽侧，刚性齿起到密封和轴向支撑叶片模块的双重作用。

上述遮流片设置在汽流上游，紧贴着叶片，在整个圆周上分成若干扇形弧段，本实用新型叶片自由端高出遮流片或与之齐平。

为了提高连接的稳定性与方便性，上述前夹板、后夹板与叶片之间，以及前夹板和遮流片之间均为焊接连接。

实际操作中可用电火花、蚀刻和激光等方法将叶片及叶片模块等加工至精确尺寸。

在汽轮机工况下，径向柔性趋利，轴性向柔性趋弊，但刷式汽封在径向和轴向上具有同一量级的柔性，而本实用新型自调整叶片式汽封不但保证了所需要的径向柔性，而且大大增强了轴向的刚度，大幅提高了轴向承压能力。自调整叶片式汽封径向柔性的特征保证了汽轮机动静之间瞬态不同心时不会造成过量磨损，同时改善了汽轮机转子的稳定性，且遮流片的设置将各构件间的泄漏降到了最低，提升了密封性能。

为了提高汽封的密封性能，同时延长其使用寿命，叶片与刚性齿之间的距离为0-0.5mm；同一竖截面上、顺着汽轮机转子的转动方向上，叶片的叶根与汽轮机转子的轴心的连线和叶片的夹角为0-60°；叶片与竖直面的夹角为0-30°。

实际使用中，汽轮机转子是水平放置的，即汽轮机的轴向为水平方向，本实用新型竖截面是指垂直于水平方向的面。

上述叶片的叶根指叶片与前夹板和后夹板的连接处。