[發明專利]一種適用于超臨界二氧化碳壓縮機組的接觸式密封結構

在審

• 申請號: 201710980082.4
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107559199A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 蔣世希;李紅智;姚明宇;吳帥帥;韓萬龍;楊玉
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司;華能集團技術創新中心
• 主分類號: F04C27/00
• 分類號: F04C27/00;F16J15/16
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種接觸式密封結構，具體涉及一種適用于超臨界二氧化碳壓縮機組的接觸式密封結構。

背景技術

以超臨界二氧化碳(S-CO2)布雷頓循環為原理的熱電轉換是一種創新和革命性的發電技術。CO2的超臨界狀態容易實現，而以S-CO2為工質的壓縮機、透平機等渦輪系統設備結構緊湊、體積小，可顯著降低電廠的建造成本，實現模塊化建造技術，且熱電轉換效率與傳統燃氣輪機相比提高至50％，設備造價與傳統的蒸氣循環相比卻能降低20％，預計可實現電力系統20％～25％的成本下降，能夠大幅度提高電力系統的經濟性。其緊湊、體積小的特性也為動力應用提供了發展空間。

密封問題的設計研究在科學和技術領域都有非常重要的意義，對于壓力等級較高的超臨界透平機械的設計尤為重要，隨著節能減排的要求，機組的經濟性越來越受到用戶的重視，減小機組軸端泄漏量是其中非常重要的內容，泄漏量小的新型密封的研發顯得十分必要和迫切。

近年來，隨著參數、單機功率的不斷提高，幾乎每年都有由于動、靜部分發生嚴重摩擦而導致事故發生，給國家和企業帶來重大的損失。

從保證機組經濟性而言，要求漏氣量越少越好，也即氣封間隙越小越好；從保證機組運行安全而言，要求在各種狀態下，氣封不和轉子發生摩擦，或發生摩擦但對轉子磨損小。因此對新型氣封要求泄漏量小、耐磨，而且對轉子產生的附加作用力和損傷也要小。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種適用于超臨界二氧化碳壓縮機組的接觸式密封結構，該結構能夠有效的解決密封齒在機組運行過程中被轉子磨損而使氣封間隙變大的問題，密封效果較好。

為達到上述目的，本發明所述的適用于超臨界二氧化碳壓縮機組的接觸式密封結構包括密封體、第一軟密封齒、第二軟密封齒、軸套、若干彈簧以及若干密封齒，密封體由上部結構及下部結構組成，其中，上部結構的底部設有卡槽，下部結構的上端卡接于所述卡槽內，彈簧的一端與卡槽的底部相連接，彈簧的另一端與下部結構的上端相連接，密封齒的上端、第一軟密封齒的上端及第二軟密封齒的上端均固定于下部結構的下端面上，密封齒位于第一軟密封齒與第二軟密封齒之間，軸套位于密封齒、第一軟密封齒及第二軟密封齒的下方，且密封齒與軸套的間距大于第一軟密封齒與軸套的間距、以及第二軟密封齒與軸套的間距。

所述第一軟密封齒的寬度小于第二軟密封齒的寬度。

密封齒分為若干第一密封齒及若干第二密封齒，所有第一密封齒分為若干組第一密封齒，其中，一個第二密封齒與相鄰兩組第一密封齒相對應，第二密封齒位于對應相鄰兩組第一密封齒之間。

第二密封齒的長度大于第一密封齒的長度。

各第一密封齒的長度相同。

第一軟密封齒及第二軟密封齒均由環氧樹脂及棉紗制作而成。

第一軟密封齒的上端及第二軟密封齒的上端均鑲嵌于下部結構的下端面上。

第一密封齒及第二密封齒均錐形結構或流線型結構。

一組第一密封齒中第一密封齒的數目為1-10個；

第一軟密封齒的數目及第二軟密封齒的數目均為1-10片。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的適用于超臨界二氧化碳壓縮機組的接觸式密封結構在具體操作時，下部結構卡接于卡槽內，且彈簧的一端與上部結構的上端相連接，彈簧的另一端與卡槽的底部相連接，通過彈簧的伸縮來改變第一軟密封齒及第二軟密封齒與軸套之間的間隙，由于密封齒與軸套的間距大于第一軟密封齒與軸套的間距、以及第二軟密封齒與軸套的間距，壓縮機啟停過程中，第一軟密封齒及第二軟密封齒最先與轉子產生碰摩，從而推動下部結構向上運動，從而避免密封齒與轉子之間產生摩擦，從而有效解決密封齒在機組運行過程中被轉子磨損而使氣封間隙變大的問題，提高壓縮機的密封效果。

進一步，第二密封齒位于相鄰兩組第一密封齒之間，從而實現長短密封齒交錯分布，降低壓縮機中二氧化碳的泄露量。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

其中，1為密封體、2為第二密封齒、3為第一密封齒、4為第二軟密封齒、5為軸套、6為彈簧、7為第一軟密封齒。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：