[发明专利]用于蒸汽轮机上的自动闭合汽封

说明书

本发明公开了一种用于蒸汽轮机上的自动闭合汽封，用于蒸汽轮机汽封系统上。

蒸汽轮机为了减少内部级与级之间的漏汽及防止内部蒸汽漏出到大气，以往，都采用迷宫式汽封，如图1所示，每一圈汽封有六段弧块3，每段弧块上均有多个齿，齿尖1与转动轴2间留有较小间隙(约0.6毫米)，为了防止齿尖1与轴2碰磨，弧块3用弹簧4顶托，使其具有退让2～3毫米的余地。尽管如此，仍难以避免齿尖1与轴2表面的磨损，特别是在汽轮机启动和停机过程中发生的严重碰磨事故。如不及时处理这些事故，会造成汽轮机轴的弯曲。为矫正弯曲的轴，要付出很大的代价，并会大大缩短转子的使用寿命。

80年代初，美国通用电气公司研制了开合式汽封，即在汽轮机启动及停机时，汽封能够张开，使齿尖与轴表面的间隙增大至设定间隙与退让余地之和，从而避免了碰磨，但存在结构复杂，尺寸大，不适于中国使用的问题；80年代末，美国布莱登公司研制了新一代开合式汽封，如图2所示，它是利用置于上下弧块3上的四个螺旋弹簧4产生的弹力作用，来避免齿尖1与轴2碰磨的，其能使上半圈汽封顶部弧块3拱起，上半图汽封两侧弧块3上端张开，但存在不能使上半圈汽封两侧弧块3下端张开(两侧弧块3下端的张开需借助外力)，及螺旋弹簧4使用时间长易腐蚀结垢、寿命短、安装不便、造价高等缺点。

本发明的目的是提供一种新型结构的用于蒸汽轮机上的自动闭合汽封。

本发明的目的是这样实现的：一种用于蒸汽轮机上的自动闭合汽封，它有弧块、弹簧、弹簧槽，弹簧槽开在汽封水平中分面间的上下弧块上，且位置沿轴心对称，弹簧槽接疏水孔，弹簧置于弹簧槽内。

本发明的结构选择与我国目前普遍使用的用弹簧片支持的迷宫式汽封相比，具有如下优点：汽封齿不会与汽轮机轴发生磨损，避免在汽机启动中发生汽轮机轴弯曲事故以及由此引起的动静部件损伤，避免了事故检修带来的巨大经济损失，保护了叶顶阻汽片的完好，减少了运行中的漏汽，使机组热效率或出力得到提高。以我国目前的实际情况来说，选用本发明所述汽封一般可降低热耗率25～45大卡/度，或提高出力1～2％，即降低标准煤耗4～7克/度。

另外，汽封齿的完好，使得轴端汽封不会向外漏气，减少了发电机绝缘受潮及发电机转子护环的应力腐蚀，防止调速系统生锈卡涩。避免滑销系统生锈卡涩，避免出现重大经济损失，且造价低，适合国情。

本发明所述汽封与已有开合式汽封相比具有如下优点：(1)．本发明仅安装两只垂直方向的弹簧，在汽轮机未工作状态时，如图5所示，弹力Ft将上半圈汽封整体托起，并使上半圈两侧弧块下端受到张开方向的力矩Z，结构简单，部件少，力学关系直接；而已有开合式汽封安装四只圆周方向的弹簧，汽轮机未工作状态时，如图6所示，弹力Ft1将上半圈汽封的顶部弧块拱起，上半圈两侧弧块在力矩Z1作用下，上端张开，但不能使上半圈两侧弧块下端张开，下端的张开需借助外力，力学作用不完善。

(2)．本发明的这种结构，上半圈汽封闭合时需压缩弹簧y+h，如图4所示，而下半圈汽封闭合时弹簧总压缩量为y+2h，且还需克服下半圈汽封弧块的重力，所以，方便地实现了下半圈汽封的闭合迟于上半圈汽封，更好地适应了启动中由于下汽缸温度低于上汽缸导致的下部汽封间隙小的状态，增加了启动的安全性；而已有开合式汽封无此优点。

(3)．本发明的特殊结构，在汽轮机启动时，如图7所示，汽封每半圈的汽压闭合垂直分力Fb较大，有利于保证汽封闭合动作的一致；而已有开合式汽封在汽轮机启动时，如图8所示，顶部及底部弧块闭合力Fb1较小，闭合动作一致性差。

(4)．本发明由于配置了弹簧座，采取了紧固措施，弧块与弹簧成一体，便于作出明显的永久标记，安装容易不易错，不易丢落弹簧；而已有开合式汽封弹簧是自由置入的，安装时易脱出丢失，标记又在弹簧丝上，不易辨认，易装错。

(5)．本发明由于设置了疏水孔，在汽轮机工作状态中能不断排除凝结水，可有效防止弹簧槽集结氧化物；而已有开合式汽封无疏水措施，时久锈垢堆集即会防碍弹簧动作。

(6)．弹簧在长期高温下工作，会有小量松弛，本发明由于弹簧座下可以加垫调节垫片用以补助弹簧松弛量，便于弹簧长期使用；而已有开合式汽封每次大修均需更换失效弹簧。

(7)．由于本发明结构简单，使得弧块加工工作量小，整圈汽封只需作2个弹簧槽及4个进汽槽，而已有开合式汽封弧块加工量大，整圈汽封需作4个弹簧槽及6个进汽槽。

图1是已有迷宫式汽封断面结构示意图；

图2是已有美国布莱登公司汽封断面结构示意图；

图3是本发明所述汽封正常工作状态下的断面结构示意图；