[實用新型]一種汽輪機軸封及用于該種軸封的汽封片

有效

• 申請號: 201320645632.4
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN203626894U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 梁柱;鄧雨生;柯史壁;王世川;鐘定勇
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 高文龍

技術領域

本實用新型涉及一種汽輪機部件，特別是在改進了技術方案后，密封性能得到了提高的汽輪機軸封，以及用于該種軸封的汽封片。

技術背景

汽輪機是一種將熱能轉化成蒸汽動能，再通過葉片、葉輪和轉子將動能轉化成機械能的旋轉式驅動機。由于工作原理簡單和能量轉換效率較高，汽輪機一直被廣泛應用于發電、泵、風機和船舶動力等方面。然而在汽輪機的發展和應用過程中，技術人員一直都要面對和克服蒸汽泄露的問題。

出現蒸汽泄漏的主要原因是汽輪機的主軸必須在汽缸內穿過，而為了避免主軸在轉動過程中出現振動和汽缸劇烈碰撞，必須在主軸和汽缸之間留有間隙，而汽輪機內的壓力高于大氣壓強，因此只要有間隙，蒸汽便難免通過間隙向外泄漏，影響能量轉化效率。此外，蒸汽一旦泄漏到與汽缸鄰近的軸承箱內，冷凝成水并跟隨潤滑油進入循環系統的話，將會使潤滑油乳化，導致頻繁更換和造成浪費。

現有技術針對上述問題給出的解決方案是，在主軸和汽缸之間設置軸封以防止或減少高壓蒸汽泄露，同時在主軸與軸承箱之間設置油封，以進一步防止來自汽缸中的高壓蒸汽進入軸承箱中與潤滑油接觸。但很多汽輪機在投入使用一段時間后，都會因為振動而出現不同程度的汽缸偏移和主軸變形，這就導致軸封在原有的活動范圍內無法有效填補間隙，加上軸封自身的磨損，蒸汽泄露會不斷增加。而當涌向軸承箱的蒸汽壓力過大時，油封發揮的作用也變得極其有限。

在實踐中，為汽缸和主軸做方位和形狀的矯正，幾乎不可能；而不斷因應汽缸偏移和主軸變形的情況來更換不同尺寸和形狀的軸封，或更換它的主要組成部分，如汽封片或汽封座，來填補間隙，則非常昂貴和浪費材料，是極不現實的選項。因此，技術人員有必要設計一種軸封能在汽缸偏移和主軸變形后仍有效發揮密封作用的汽輪機，以及用于該種軸封的汽封片。

實用新型內容

本實用新型的一個目的是為汽輪機提供一種高密封性能的軸封，使汽輪機在出現汽缸偏移和主軸變形時仍能保持正常的工作狀態。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種汽輪機軸封，包括汽封片、彈簧和汽封座；其中，所述汽封片自上而下包括梳齒、片體和安裝部，梳齒用于與汽輪機主軸相接觸，安裝部的側面還設有限位槽；所述汽封座上設有汽封槽，汽封槽的側面具有突出部，突出部的位置與汽封片的限位槽的位置相適配，所述汽封槽的深度大于汽封片的安裝部的高度，所述限位槽的寬度大于突出部的厚度；汽封片的安裝部插入汽封座的汽封槽中，突出部嵌入限位槽，所述彈簧位于所述汽封槽內，彈簧的底端與汽封槽相接觸，頂端處在安裝部下方；其特征在于，所述汽封片的整體高度和安裝部的高度不變，所述限位槽的寬度增加。

上述結構由于較現有技術擁有更寬的限位槽，汽封片能沿著汽封槽側面的突出部作更大范圍的活動。因此當汽輪機主軸和汽封片的間隙因為汽缸偏移或主軸變形而趨于增大時，汽封片仍能在所述彈簧的驅使下，通過沿著所述汽封槽突出部的活動緊貼主軸。當主軸轉動時，在不同瞬時中，主軸和汽缸的間隙即使在較大的范圍內不斷變化，汽封片只要擁有足夠寬的限位槽，也能有效發揮密封性能。

在具體的實施例中，將所述限位槽寬度和突出部厚度的差值，與突出部厚度的比值設定在30%與40%之間，便足以應對一臺背壓式汽輪機在運行后X年內可能出現的汽缸偏移和主軸變形。實踐中，由于所述汽封片僅為弧形，而非完整的圓環，因此汽封片的數量至少應為兩個，這些汽封片的高度均相等，但它們的限位槽寬度則既可以相等，也可以不相等，以適應不同的主軸轉動環境和變形情況。作為優選方案，本實用新型將一臺功率為2958kW、額定轉速為2985r/min的背壓式汽輪機的其中一個汽封片的限位槽設置為8.02mm，使其和主軸的間隙始終處在0.02mm至0.07mm的可接受范圍之間。

本實用新型的另一個目的是提供一種用于上述汽輪機軸封的汽封片，使該種軸封在汽輪機出現汽缸偏移和主軸變形時，能確保汽輪機處于正常的工作狀態。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種用于汽輪機軸封的汽封片，所述汽封片自上而下包括梳齒、片體和安裝部，梳齒用于與汽輪機主軸接觸，安裝部的側面還設有限位槽；其特征在于：所述汽封片的高度為固定值，所述限位槽的寬度增加。