[發明專利]密封結構及其控制方法

無效

• 申請號: 201010171046.1
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101876259A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 成田健次郎;山崎晴幸;土井裕之;小林計;鳥谷初;工藤健;兒島慶享
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 熊志誠

技術領域

本發明涉及汽輪機中所具有的密封結構及其控制方法。

背景技術

在利用鍋爐之類的蒸汽發生器所產生的蒸汽使渦輪機(汽輪機)旋轉進行發電的發電廠中，汽輪機從蒸汽流動的上游開始具有：高壓汽輪機、中壓汽輪機和低壓汽輪機。使低壓汽輪機旋轉的蒸汽經由排氣室被導入冷凝器中，由冷凝器凝結成水而成為供應水并回流到蒸汽發生器中。

這種構成發電廠的汽輪機，把固定在殼體內側的定葉布置在與轉子一體旋轉的動葉與動葉之間，由定葉和動葉形成汽輪機級。

而且，導入殼體內部的蒸汽流過汽輪機的殼體的內部，在交替地通過定葉與固定在被旋轉自如地支撐在殼體上的轉子上的動葉之間的同時進行了膨脹，以使轉子旋轉。然后，通過了處于轉子最下游的動葉，即最后一級的動葉的蒸汽被排出到殼體的外部。

在這種汽輪機中，由于是利用蒸汽與動葉碰撞而使轉子旋轉的，所以，為了更加有效地利用蒸汽，就要求提高固定部分與旋轉部分之間的密封性能，以便盡可能減少例如蒸汽從定葉與轉子等固定部分與旋轉部分之間的間隙的泄漏。

為了應對這類問題，公開的以往的密封結構的技術是，在轉子之類的旋轉部分與定葉之類的固定部分之間具有帶有翅片(密封翅片)的迷宮式密封裝置，進而在與翅片相對的位置使用了切削性能優良的部件(可磨耗材料)(例如，參見專利文獻1-日本特開2002-228013號公報)。按照專利文獻1中所公開的技術，即使翅片與可磨耗材料接觸，由于是由翅片來切削可磨耗材料，因而能防止翅片的損傷。

可是，為了提高密封性能，當將翅片和可磨耗材料設置成盡可能減小旋轉部分與固定部分之間的間隙時，由于翅片與可磨耗材料的接觸增多，對于旋轉部分的旋轉的阻力(旋轉阻力)增大，例如，在汽輪機啟動初期等蒸汽壓力比較低的情況下，轉子將難以旋轉，產生了汽輪機很難順利地啟動的問題。

還有，例如，由于旋轉部分所具有的翅片與固定部分所具有的可磨耗材料的接觸而產生的摩擦熱會傳遞到旋轉部分，使旋轉部分的溫度升高，就會發生熱膨脹和熱彎曲等對旋轉帶來障礙的熱變形。此外，還會發生汽輪機的渦輪效率降低這樣的問題。

因此，公開了一種具有抑制向旋轉部分傳熱那樣的絕熱層的密封結構的技術(例如，參見專利文獻2-日本特開2007-16704號公報)。

按照專利文獻2所公開的技術，例如，由于裝在旋轉部分上的翅片與旋轉部分之間具有絕熱層，從而抑制了由于旋轉部分與固定部分的接觸所產生的摩擦熱向旋轉部分的傳遞。

可是，在專利文獻2所公開的技術中，還存在這樣的問題：當旋轉部分長時間連續旋轉，翅片與可磨耗材料的接觸延續的時間很長時，所產生的摩擦熱便積蓄在絕熱層，進而，積蓄在絕熱層的熱量會傳遞到旋轉部分而使旋轉部分的溫度升高。

此外，由于翅片與可磨耗材料的接觸增大了旋轉阻力，當蒸汽的壓力很低時，轉子就不能順利地旋轉，汽輪機也就不能實現順利地啟動。

當為了防止翅片與可磨耗材料的接觸而加大翅片與可磨耗材料之間的間隙時，由于旋轉部分與固定部分之間的間隙加大而使蒸汽的泄漏增多，因而就不能達到提高汽輪機的渦輪機效率的目的。

發明內容

因此，本發明的課題是：提供一種在提高旋轉部分與固定部分之間的密封性能的同時，能使汽輪機順利地啟動，即使旋轉部分長時間地連續運轉，也能夠抑制旋轉部分的溫度上升的密封結構及其控制方法。

為了解決上述課題，本發明提供的密封結構及其控制方法是，讓旋轉部分所具有的翅片和固定部分所具有的襯墊相互相對，讓固定部分所具有的翅片與旋轉部分所具有的襯墊相互相對，并且，用通氣性金屬制成襯墊，并使固定部分所具有的翅片和襯墊能在與旋轉部分靠近或離開它的方向移動。

本發明的效果是，根據本發明，能提供這樣的密封結構及其控制方法：能夠提高旋轉部分與固定部分之間的密封性能并能使汽輪機順利地啟動，即使旋轉部分長時間地連續旋轉，也能夠抑制旋轉部分溫度的上升。

附圖說明

圖1是具有本實施方式的汽輪機所具有的發電廠的示意系統圖。

圖2是圖1的汽輪機的局部放大圖。

圖3是圖2的A1部分的放大圖。

圖4是圖3的A2部分的放大圖。

圖5(a)是沿圖2的X1-X1線的斷面圖，圖5(b)是圖5(a)的A?3部分的放大圖。

圖6是表示高低型迷宮式密封裝置的一種結構例子的示意圖，是表示在密封底板上具有密封翅片的形態的圖。

圖7是表示高低型迷宮式密封裝置的一種結構例子的示意圖，是表示在轉子上具有密封翅片的形態的圖。