[發明專利]具有限位功能的電站汽輪機高壓缸軸封裝置

在審

• 申請號: 201610050633.2
• 申請日: 2016-01-26
• 公開（公告）號: CN105587344A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 柳成亮;李東雄;郝海俊;耿瑞明;徐鴻恩;姜英棟
• 申請（專利權）人: 山西國峰煤電有限責任公司;山西大學
• 主分類號: F01D11/00
• 分類號: F01D11/00
• 代理公司: 山西科貝律師事務所 14106
• 代理人: 薛源

技術領域

本發明涉及電站汽輪機軸封技術領域，具體涉及一種電站汽輪機高壓缸軸 封裝置。

背景技術

電站汽輪機的轉軸與缸體間密封即軸封主要采用迷宮式軸封。迷宮式軸封 包括樅樹型和梳齒型等，目前電站汽輪機的高壓缸普遍采用單一的梳齒型軸封， 該軸封體的材料硬度大于高壓缸轉軸的材料硬度，熱脹冷縮系數不同。為了獲 得較好的密封效果，一般將梳齒型軸封體與高壓缸轉軸之間的間隙設計得比較 小，在汽輪機轉子過臨界轉速時，轉子振幅較大，軸封齒很容易磨損。隨著機 組運行時間的延長，軸封間隙逐漸變大，造成漏汽量逐漸增加，蒸汽對轉軸的 加熱區段長度也將增加，并且溫度也有所升高，使脹差也逐漸變大；由于高壓 缸軸封體與轉軸存在脹差，轉軸上凸臺和軸封塊的高密封齒、低密封齒會因發 生相對位移而使密封齒倒伏，甚至引發高壓缸轉軸拉傷、高壓缸脹差增大、汽 輪機組機械中心改變、軸振增大等問題。為避免上述安全問題，電廠一般在汽 輪機檢修時采用把軸封徑向間隙調大的措施，但卻付出了高壓缸軸封處漏汽量 增大的經濟代價。此外，當汽輪機高壓缸軸封不嚴密時，易使軸封漏汽進入潤 滑油系統，造成潤滑油乳化，油膜受到破壞，甚至引發軸承鎢金融化，軸瓦燒 損等事故發生。

發明內容

本發明目的是克服上述已有技術的不足，提出一種可解決汽輪機高壓缸軸 封因軸封間隙難于控制而導致軸封間隙大、軸封不嚴密問題的具有限位功能的 電站汽輪機高壓缸軸封裝置。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種具有限位功能的電站汽輪機高壓缸軸封裝置，包括高壓缸軸封套、圓 形彈簧、軸封弧形塊、轉軸、石墨密封塊、低密封齒、凸臺、彈簧片、石墨密 封圈環形腔室、凹槽、高密封齒和軸封圈環形腔室。高壓缸軸封套由上下兩部 分組成，高壓缸軸封套內側面上沿圓周方向開設有一圈軸封圈環形腔室；軸封 弧形塊剖面呈工字型，多塊軸封弧形塊組成一圈完整的軸封圈，軸封弧形塊的 外側端均套裝在軸封圈環形腔室中，相鄰軸封弧形塊之間留有間隙；在軸封弧 形塊的外緣上沿圓周方向開設有多條半圓槽道，用于緊固軸封圈的圓形彈簧下 半部分緊固在半圓槽道里，上半部分暴露在軸封圈與軸封圈環形腔室之間，圓 形彈簧最上部與軸封圈環形腔室頂部留有自然間隙；在軸封弧形塊的內側面上 沿圓周方向開設有三條石墨密封圈環形腔室，這樣軸封圈內側面上就有三圈石 墨密封圈環形腔室；多塊石墨密封塊組成一圈完整的石墨密封圈，共有三圈； 三圈石墨密封塊的外側端均套裝在三圈石墨密封圈環形腔室中，石墨密封塊的 內側端面與高壓缸的轉軸之間留有一定徑向間隙；位于同一圈石墨密封圈環形 腔室內的相鄰石墨密封塊之間留有間隙；彈簧片與石墨密封塊一一對應設置， 彈簧片卡在石墨密封塊與石墨密封圈環形腔室內壁之間；在每塊軸封弧形塊的 內側端位于中間和外側的石墨密封圈環形腔室的兩側沿轉軸的徑向分別開設有 兩條貫通的呈迷宮式的疏水通道；高密封齒和低密封齒分別位于石墨密封圈兩 側并交替固設于軸封弧形塊內側端面上，高密封齒對應轉軸上的凹槽，低密封 齒對應轉軸上的凸臺；高密封齒和低密封齒與轉軸之間留有徑向間隙；石墨密 封圈、軸封圈、高壓缸軸封套由里而外依次套裝在高壓缸的轉軸上。

作為本發明的進一步改進，軸封弧形塊的數量為6-10塊。每塊軸封弧形塊 的弧長相同，每塊石墨密封塊的弧長相同。

作為本發明的進一步改進，軸封弧形塊的外緣上均沿圓周方向根據軸封弧 形塊與軸封套的結合面受力均勻的原則開設有多條半圓槽道，圓形彈簧沿半圓 槽道將軸封弧形塊緊固在一起，形成軸封圈。

作為本發明的進一步改進，一個高密封齒對應一個凹槽，兩個低密封齒對 應一個凸臺，石墨密封塊的內側端面與一個凸臺相對應；高密封齒和低密封齒 的形狀均呈樅樹型或呈梳齒型。

作為本發明的進一步改進，在每塊軸封弧形塊的內側端位于中間和外側的 石墨密封圈環形腔室的兩側沿轉軸的徑向分別開設有兩條貫通的呈迷宮式的疏 水通道。

作為本發明的進一步改進，每一圈軸封圈中相鄰軸封弧形塊之間的間隙為 0.30mm-0.70mm；軸封弧形塊與軸封圈環形腔室的脖頸間隙為0.30mm-0.70mm； 每一圈石墨密封圈中相鄰石墨密封塊之間的間隙為0.10mm-0.30mm；石墨密封 塊與轉軸之間的徑向間隙為0mm-0.20mm；石墨密封塊與石墨密封圈環形腔室 的脖頸間隙為0.30mm-0.60mm。