[发明专利]一种汽轮机插管密封装置及其使用方法

说明书

一种汽轮机插管密封装置，包括外圈，内圈，外圈C型圈和内圈C型圈，外圈和内圈沿内圈的轴线同轴抵接，外圈的外径表面设置有外圈C型圈容纳槽，内圈的内径表面设置有内圈C型圈容纳槽，外圈C型圈在外圈C型圈容纳槽内，内圈C型圈在内圈C型圈容纳槽内；外圈C型圈与汽轮机的高压内缸抵接，内圈C型圈与汽轮机的进气插管抵接。本发明的汽轮机插管密封装置创造性的通过内外圈C型圈，利用C型圈优越的回弹性能，实现了轴向方向和端面方向的密封，在温度降低时，利用C型圈的回弹性能，弥补因温度下降而产生的接触面分离现象，使得整个密封装置在设备运行期间形成了可靠的密封。

技术领域

本发明涉及汽轮机密封技术领域，尤其是一种汽轮机插管密封装置及其使用方法。

背景技术

在高参数大功率汽轮机机组中，高压部分普遍采用多层缸结构，蒸汽进入通流部分前，需穿过外缸和内缸等独立部件，工作条件下外缸和内缸的温差很大，两缸之间存在很大的差胀。通常，进汽部分采用进汽插管结构，其一端与外缸焊接成一体，另一端由于温差变化需发生相对移动。该处密封部位属于高压、高温工况下的动密封，为了避免运行过程中蒸汽泄漏，需在此处设置密封结构。

现有的汽轮机插管多为活塞环式密封结构、钟型罩式密封结构或叠片式密封结构，然而三者都无法避免插管的漏汽量，保证插管的进汽效率和缸效。譬如中国专利授权公告号CN 2825960Y,发明名称为汽轮机高压内外缸防漏汽堆叠式密封装置，其为叠片式密封结构，通过密封环、垫环、波形弹簧和导向垫环的结构，实现了该密封装置的安装方便和自复位稳定性的特点，其密封结构型式如图1所示，但是，该专利的密封环在堆叠连接处的端面以及密封环与高压内缸处的密封依然存在密封效果不好的问题，如在工作状态下，由于堆叠式密封装置结构本身的原因，在垫环与高压内缸处、垫环与垫环处、垫环与密封环处存在①-④共4条泄漏的通道，具体泄漏通道如图2所示；图1-2中，1-1为法兰，13为进汽插管，12为高压内缸，1-2为L型垫环，1-3为密封环，1-4为T型垫环。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供汽轮机插管密封装置及其使用方法，避免现有密封结构中的泄漏问题。

本发明的技术解决方案是：

一种汽轮机插管密封装置，包括外圈，内圈，外圈C型圈和内圈C型圈，外圈和内圈沿内圈的轴线同轴抵接，外圈的外径表面设置有外圈C型圈容纳槽，内圈的内径表面设置有内圈C型圈容纳槽，外圈C型圈在外圈C型圈容纳槽内，内圈C型圈在内圈C型圈容纳槽内；外圈C型圈与汽轮机的高压内缸抵接，内圈C型圈与汽轮机的进气插管抵接。

进一步的，外圈包括外圈预紧螺钉，外圈主骨架，外圈石墨环和外圈辅骨架；外圈主骨架和外圈辅骨架的内径和外径均相同，外圈主骨架下表面和外圈辅骨架上表面接触并通过外圈预紧螺钉同轴固定连接；外圈主骨架外径表面设置有外圈C型圈定位台阶，外圈C型圈定位台阶与外圈辅骨架上表面构成外圈C型圈容纳槽，外圈辅骨架上表面设置有外圈密封槽，外圈石墨环在外圈密封槽内。

进一步的，自由状态下，外圈C型圈的外径与外圈主骨架和外圈辅骨架的外径相同，外圈预紧螺钉预紧后，外圈C型圈的外径大于外圈主骨架和外圈辅骨架的外径，且外圈C型圈不能在外圈C型圈容纳槽内沿外圈的轴向方向移动。

进一步的，外圈石墨环为2个，在外圈的径向方向上，2个外圈石墨环分别位于外圈预紧螺钉的内外两侧。

进一步的，内圈包括内圈石墨环，内圈主骨架，内圈辅骨架，内圈预紧螺钉；内圈主骨架和内圈辅骨架的内径和外径均相同，内圈主骨架下表面和内圈辅骨架上表面接触并通过内圈预紧螺钉同轴固定连接；内圈主骨架内径表面设置有内圈C型圈定位台阶，内圈C型圈定位台阶与内圈辅骨架上表面构成内圈C型圈容纳槽，内圈主骨架和内圈辅骨架上表面设置均设置有内圈密封槽，内圈石墨环在内圈密封槽内，内圈主骨架与外圈抵接。