[实用新型]一种汽封体与转子之间的密封间隙可调的蜂窝刷式汽封

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽轮机、燃气轮机的汽封装置，具体涉及一种汽封体与转子之间的密封间隙可调的蜂窝刷式汽封。

背景技术

透平机械密封装置是保障透平机械安全和经济运行的重要设备，密封部件可以抑制介质泄漏，保证介质安全有效的工作。汽封是汽轮机、燃气轮机中最常见蒸汽密封装置，按照安装形式可分为固定式和自调整式，固定式汽封的背部采用板弹簧将汽封体和缸体相连接，该种连接方式退让性能较差，为保证效率，汽封和转子径向间隙设计的较小，容易造成摩擦，机组无法顺利启动，若增大径向间隙，工作状态下蒸汽泄露了大，机组经济性降低，因此传统固定式汽封中安全和经济是矛盾的。

为了解决上述问题，研究人员设计出了自调整汽封，其中以布莱登汽封为代表，应用较为广泛，其去除了传统汽封的板式弹簧，在汽封弧段的圆周方向加装螺旋压缩弹簧，启机过程中，汽封槽与汽封体背面的腔室内蒸汽流量的改变，实现径向间隙的调节，虽然布莱登汽封克服了传统固定式汽封无法调整径向间隙的弱点，但在实际运行中也存在诸多不足：(1)冷态启动差胀大，根据该汽封的工作原理，机组启动和初负荷阶段，汽封处于全开位置，径向间隙最大，汽封漏汽量大，转子加热加快，汽缸加热却跟不上，容易造成差胀不合理，导致轴向碰摩。(2)运行中汽封闭合后，启停机打不开，汽封工作的条件恶劣，汽水品质差，通流积垢严重，导致螺旋压缩弹簧卡涩，失去定位功能，启停机过程汽封无法打开，造成径向碰摩。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可有效调整汽封体与转子之间的径向密封间隙，减少蒸汽泄漏量，避免转子与汽封体产生径向碰摩，避免支撑弹簧结垢卡涩，保证机组运行安全性和经济性的汽封装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种汽封体与转子之间的密封间隙可调的蜂窝刷式汽封，包括转子、汽封体、缸体，所述缸体与汽封体之间设有径向间隙调节装置，所述径向间隙调节装置包括与缸体相连接的环形支撑板，所述环形支撑板通过支撑弹簧连接至汽封体，所述环形支撑板的两端通过径向波纹管与汽封体相连接，并与汽封体组成密闭的压力调节腔，所述环形支撑板上设有压力进气孔和压力排气孔。在机组运行过程中，将外界气源通过环形支撑板上的压力进气孔引入到压力调节腔中，压力调节腔内部压力增加，连接于环形支撑板与汽封体之间的径向波纹管产生径向位移，汽封体亦产生相对于转子的径向位移，转子与汽封体之间的密封间隙减小。当需要适当增加汽封体与转子之间的径向间隙以避免转子与汽封体产生碰摩时，通过打开环形支撑板上的压力排气孔即可减少压力调节腔内的压力，支撑弹簧处于收缩状态，转子与汽封体之间的密封间隙增大。

作为优选，所述压力调节腔内设有安装于汽封体外部的压力传感器。所述压力传感器可以实时监控压力调节腔内的压力变化，以便于汽轮机组及时调整转子及汽封体之间的径向间隙，并在保证安全的前提下，将汽封体与转子之间的密封间隙始终维持在汽轮机组运转效率最佳的范围内。

作为优选，所述汽封体内环表面设置两个蜂窝体，所述两个蜂窝体之间安装与汽封体固定连接的刷式汽封，每个蜂窝体与转子上的凸肩相对应，所述刷式汽封与凸肩之间的凹槽相对应。其中，汽封体内环表面蜂窝体的设置，使得蒸汽在进入蜂窝孔内时产生涡旋，气流局部摩擦阻力增大，蒸汽泄漏量进一步减少。

作为优选，所述刷式汽封包括前挡板、刷丝簇、后挡板，所述后挡板与汽封体固定连接，所述后挡板的下部设有蜂窝盘，所述蜂窝盘与刷丝簇之间的留有1-1.5mm的间隙。其中，与汽封体固定连接的刷式汽封的设置，使得蒸汽在流过刷丝簇时产生偏流，偏流在刷丝簇之间逐渐形成同向流和射流，并产生二次流和漩涡流，继而使蒸汽的总压降增大，蒸汽泄露量进一步减少。

作为优选，所述汽封体由数量≥4的汽封弧段首尾拼接构成，所述汽封弧段沿转子圆周方向均匀分布。

作为进一步优选，所述汽封弧段的数量为6，相邻的汽封弧段之间通过周向波纹管连接。当汽封体与转子之间径向间隙减小时，周向波纹管产生周向压缩，各个汽封弧段相互配合，使得汽封体与转子之间的径向间隙的变化保持均匀一致。

作为优选，所述汽封体下部设有汽封齿。

作为优选，所述蜂窝盘中的蜂窝孔由厚度为0.05-0.15mm的镍基耐高温合金制成。

本实用新型同现有技术相比具有以下优点及效果：