[发明专利]汽轮机叶顶间隙的密封结构

说明书

本发明提供了一种汽轮机叶顶间隙的密封结构，包括转子、叶片和罩设在叶片的外部的机匣；叶片的叶冠的外周面与机匣的内周面之间留有环形间隙，机匣的内周面沿转子的轴向间隔设置有第一密封齿组；叶冠的外周面沿转子的轴向间隔设置有第二密封齿组；环形间隙内沿转子的轴向间隔设置有第三密封齿组，第三密封齿组的一端与第一密封齿组铰接，另一端延伸至靠近第二密封齿组的一侧；第三密封齿组的延伸端具有指向第二密封齿组的齿顶的第一状态，和用于在蒸汽的冲击下摆动至指向第二密封齿组的齿根的第二状态。本发明提供的汽轮机叶顶间隙的密封结构，可在保整转子平稳运转的同时提高叶顶的密封性能。

技术领域

本发明属于旋转机械密封技术领域，更具体地说，是涉及一种汽轮机叶顶间隙的密封结构。

背景技术

汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和转动叶片，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。为了防止汽轮机工作时转子与静子摩擦造成部件损坏，汽轮机在被设计制造时，其转动叶片的叶顶和机匣的汽缸壁之间会留有间隙。然而，转动叶片的压力面与吸力面之间存在一定的压差，在压差的作用下，部分流体会从高压侧通过间隙流入低压侧，从而造成泄漏损失。而叶顶与机匣之间的间隙泄漏流会对通道主流造成阻碍，从而增加气动损失，影响汽轮机效率。此外，间隙泄漏还会加剧叶片换热的复杂性，缩短叶片寿命。

现有技术中，通常采取例如减小射流系数、叶片吸力面速度，或者通过增大叶片栅距与弦长比、叶片压力面速度等方式来降低泄露损失。传统的叶冠篦齿密封结构是在机匣或者叶冠上加装单侧密封齿，其密封效果有限，无法在保证转子运动平稳状态下提高叶顶的密封性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽轮机叶顶间隙的密封结构，旨在解决如何在保证转子运动平稳状态下，提高叶顶的密封性能的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种汽轮机叶顶间隙的密封结构，包括：转子、沿所述转子的周向间隔设置的多组叶片，以及罩设在所述叶片的外部的机匣；所述叶片的叶冠的外周面与所述机匣的内周面之间留有环形间隙，

所述机匣的内周面沿所述转子的轴向间隔设置有第一密封齿组；

所述叶冠的外周面沿所述转子的轴向间隔设置有第二密封齿组；

所述环形间隙内沿所述转子的轴向间隔设置有第三密封齿组；所述第三密封齿组的一端与所述第一密封齿组铰接，另一端延伸至靠近所述第二密封齿组的一侧；

所述第三密封齿组的延伸端具有指向所述第二密封齿组的齿顶的第一状态，和用于在蒸汽的冲击下摆动至指向所述第二密封齿组的齿根的第二状态。

在一种可能的实现方式中，所述第二密封齿组的齿顶上设置有环形的安装槽，所述第三密封齿组的铰接端设于所护安装槽内；所述安装槽的两个侧壁沿所述蒸汽在所述环形间隙内的流动方向上间隔设置；

所述第三密封齿组摆动至与所述安装槽靠近所述蒸汽进入所述环形间隙一端的侧壁相抵接时，所述第三密封齿组处于所述第一状态；所述第三密封齿组摆动至与所述安装槽远离所述蒸汽进入所述环形间隙一端的侧壁相抵接时，所述第三密封齿组处于所述第二状态。

一些实施例中，所述第二密封齿组的齿顶和所述第一密封齿组的齿顶相对设置，所述安装槽设于所述第一密封齿组的齿顶上远离所述蒸汽进入端的一端。

一些实施例中，所述第二密封齿组的齿顶和所述第一密封齿组的齿顶交错设置，所述安装槽设于所述第一密封齿组的齿顶上靠近所述蒸汽进入端的一端。

在一种可能的实现方式中，所述第二密封齿组的齿顶上远离所述第三密封齿组的铰接端的一端设置有弹性件，所述弹性件与所述第三密封齿组的延伸端固定连接。

一些实施例中，所述弹性件沿所述转子的轴向间隔设置有多组，每组所述弹性件沿所述转子的周向间隔分布有多个。