[實用新型]一種自微調汽封

有效

• 申請號: 201420263109.X
• 申請日: 2014-05-21
• 公開（公告）號: CN203835468U
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 石偉偉;韋紅旗;王麗麗
• 申請（專利權）人: 南京博沃科技發展有限公司
• 主分類號: F01D11/04
• 分類號: F01D11/04
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 李建芳

技術領域

本實用新型屬于汽輪機汽封領域，涉及一種自微調汽封。

背景技術

汽輪機轉子與靜子間均設有汽封，常見汽封加工為梳齒狀，轉子表面加工成凹凸結構，汽封采用高低齒的型式與轉子表面配合。上述汽封一般稱為梳齒汽封，每圈汽封均分為4～12段，以適應水平中分式缸體，安裝時依次滑入靜子的T型槽道內。汽封在彈簧片的支撐下與轉子保持一定間隙，正常運行時汽封與轉子處于非接觸狀態，但一旦碰磨汽封也可以彈性退讓，保證汽輪機運行的安全性。

梳齒汽封的突出優點是成本低廉、使用安全、密封效果較穩定，但這種穩定是低水平的穩定。梳齒汽封安裝時一般需預留0.5～0.8mm徑向間隙，即便如此，依然無法避免汽輪機啟停過程中過臨界轉速振幅增大、汽缸受熱不均引起變形等因素帶來的過量磨損，一經碰磨，間隙永久性擴大。

為了克服傳統梳齒汽封的缺點，1994年原國家電力部牽頭引進了布萊登汽封技術。布萊登汽封又名自調整汽封，它取消了傳統梳齒汽封背部的彈簧片，取而代之的是在每圈汽封弧段端面處至少安裝四只螺栓彈簧，并在每一個汽封弧段背部銑出一進汽槽。在汽輪機啟停機階段，汽封上下游壓差較小，在螺旋彈簧的作用下，汽封處于完全張開狀態，汽封與轉子之間保持較大的安全間隙，一般為2～4mm；在汽輪機正常運行狀態，汽封上下游壓差增大，由進汽槽進入汽封弧段背部的蒸汽產生一較大的向心閉合力，汽封隨之閉合，汽封與轉子之間保持較小的經濟間隙，一般為0.3～0.5mm。如此，布萊登汽封可避免汽輪機啟停過程中過臨界轉速時振幅增大以及受熱不均引起較大變形而帶來的過量磨損，正常運行階段的間隙也比傳統梳齒汽封的小，改善了傳統梳齒汽封的安全性與經濟性。

但自布萊登汽封引進國內以來，業內對此項技術褒貶不一。究其原因，一方面，技術人員認為其技術原理先進，理論上可大幅提升汽封的密封性能；另一方面，工程實踐表明，并不是每項改造工程都能取得理想效果，部分汽輪機組進行布萊登汽封改造后出現脹差偏大、汽封不閉合等問題，經測試整體改造效果并不理想。

上述脹差是指汽輪機啟停階段轉子和汽缸沿軸向的膨脹差值。由于轉子的質面比小于汽缸，所以轉子更容易加熱或冷卻，在汽輪機啟機階段，轉子膨脹速度大于汽缸的膨脹速度，如果脹差超過允許值，汽輪機動靜間發生軸向碰磨，會造成惡性事故。

布萊登汽封在啟停機階段的間隙一般為2～4mm，遠大于傳統梳齒汽封0.5～0.8mm的間隙，這造成汽輪機轉子加熱過快，導致脹差偏大，這也是目前業內公認的布萊登汽封的缺點。因此，布萊登汽封改造后，機組通常需要花費更長時間暖機，這無疑增加了經濟損失。

通常提及布萊登汽封，業內還認為可能存在汽封無法閉合的問題。一旦無法閉合，將導致布萊登汽封泄漏量遠遠大于傳統梳齒汽封，這大大影響了電廠實施汽封改造的積極性。

下表數據來自西安熱工院公開發表的《不同汽封結構在汽輪機的應用及效果評價方法》一文，選取了7臺(A～G)同類型的300MW汽輪發電機組，對比分析可知，布萊登汽封在實際應用中確實存在較大問題，與傳統梳齒汽封相比，密封性能并未得到明顯提升，反而在某些改造中增大了漏汽量，這與布萊登汽封的密封機理是不相符的。

表07、08年度不同電廠汽輪機典型的平衡盤汽封改進前后試驗

注：F列汽輪機的汽封更換后，實際運行中相同負荷下汽輪機脹差減小3mm左右。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種自微調汽封。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

一種自微調汽封，包括汽封弧段和設在汽封弧段之間的周向彈簧，汽封弧段的外側設有徑向彈簧組件。

汽封弧段的外側和內側分別指汽封弧段的外圈和內圈。

優選，之間設有周向彈簧的兩汽封弧段相鄰的兩端面設有周向彈簧孔，周向彈簧的兩端分別位于相鄰的兩個周向彈簧孔中。

上述汽封具有間隙自調整特性，可應用于汽輪機軸端、隔板、葉頂等位置，上述徑向彈簧組件可使汽封間隙較傳統布萊登汽封更合理，既能避免啟停機階段汽封碰磨并有效減少啟停時的蒸汽泄漏，又能實現汽輪機正常運行階段汽封小間隙運行的特性，還可保證事故工況下汽封碰磨的安全性。上述更為合理的汽封間隙是指：啟停機階段汽封間隙為0.8～2mm，正常運行階段汽封間隙為0.3～0.5mm，汽封的總退讓間隙2.5～4mm。