[發明專利]一種基于周向相對速度的密封結構

在審

• 申請號: 202011246974.X
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112696236A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 單紹榮;聶雨;鐘平;史燕紅;王安慶;王峰;黃偉;宋金時;鄭磊;張丁凡
• 申請（專利權）人: 蘇州西熱節能環保技術有限公司;西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: F01D11/04
• 分類號: F01D11/04;F01D11/10
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 王樺

本發明涉及一種基于周向相對速度的密封結構，包括封頭：所述的封頭呈環形，所述的封頭的內周面上形成有凸出的環形封齒；封體：所述的封體呈環形，所述的封體的外周面上形成有下凹的環形封槽，所述的封頭、封體配合時，所述的封頭同軸套設在所述的封體的外側，所述的封頭的封齒插入在所述的封體的封槽內，所述的密封結構還包括葉型組件，所述的葉型組件包括設置在所述的封頭一側端面上的多個第一下凹面、設置在所述的封體封槽內的多個葉片中的至少一種，所述的葉片的葉面朝向一側。本發明利用工質做周向運動的動能所設計的葉型結構，降低或阻斷流過密封結構工質的流量、泄漏量，其工質周向運動速度越高，可利用的周向動能越高，密封性越好。

技術領域

本發明屬于汽輪機領域，具體涉及一種基于周向相對速度的密封結構。

背景技術

在汽輪機的正常運行過程中，由于其內部主軸在穿過汽缸時存在一定的徑向間隙，再加上蒸汽壓力差的作用，致使其在主軸和隔板之間、汽缸(或隔板套)和動葉頂部之間的間隙處存在級間蒸汽產生自高壓端向著低壓端的泄漏問題。另外，在汽輪機各缸的兩端，同樣存在著自高壓向低壓的蒸汽泄漏狀況。正是由于這些問題的存在，降低了汽輪機的各級效率。

汽封是汽輪機結構的重要組成部分，實踐證明汽輪機大修過程中，通過汽封間隙調整、改造汽封結構，改善汽輪機通流部分汽封嚴密性，可明顯提升汽輪機相對內效率。為了減少漏汽損失，提高機組的安全和經濟性，最近十幾年陸續出現了許多新型汽封。傳統的迷官汽封是一種非接觸式汽封，一般采用齒形結構，包括高低齒、平齒、斜平齒、樅樹齒、鑲嵌齒等幾種典型結構。由于其結構簡單、技術成熟安全可靠，目前仍然廣泛應用于汽輪機當中，尤其在大型汽輪機中，迷宮汽封仍然是主要的密封形式。

針對傳統迷宮汽封可能存在的問題，為確保機組運行的安全性和提高機組效率，國內外開展了新型汽封結構、材料、工藝、理論計算、試驗及運行特性的研究，其中研究較廣泛的如蜂窩汽封、刷子汽封、接觸汽封、可調汽封、渦流汽封等。同時針對舊機組傳統汽封的改造熱潮也在持續進行，并在降低熱耗、提高真空、改善潤滑油質量等方面獲得一定效果。新型汽封研究和在舊機改造中獲得的成功，某些新型汽封如蜂窩汽封刷子汽封等已在新機組上使用。

汽封的作用就是盡可能減少蒸汽通過汽輪機內部的動、靜構件間隙，繞過通流，從相對高壓力的區域流至相對低壓力的區域。汽輪機汽封入口附近及其內部結構中的蒸汽流動并不是單純的軸向流動，實際的流動情況比較復雜，軸向、周向、徑向都存在一定的流動速度，且汽封結構內存在渦流。當前的汽封技術主要通過減小汽封片與汽封槽之間的間隙、增強汽封內的軸向渦流，來達到阻流和減緩軸向流動速度的目的，利用蒸汽周向運動速度的技術較少，個別文獻曾用于增強汽封結構內部蒸汽流動的周向渦流。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于周向相對速度的密封結構。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于周向相對速度的密封結構，包括：

封頭：所述的封頭呈環形，所述的封頭的內周面上形成有凸出的環形封齒；

封體：所述的封體呈環形，所述的封體的外周面上形成有下凹的環形封槽，

所述的封頭、封體配合時，所述的封頭同軸套設在所述的封體的外側，所述的封頭的封齒插入在所述的封體的封槽內，

所述的密封結構還包括葉型組件，所述的葉型組件包括設置在所述的封頭一側端面上的多個第一下凹面、設置在所述的封體封槽內的多個葉片中的至少一種，所述的葉片的葉面朝向一側。

優選地，所述的封頭的封齒、所述的封體的封槽均設置有多個，每個所述的封頭的封齒插入在一個所述的封體的封槽內。

優選地，所述的葉型組件包括還包括設置在所述的封頭封齒一側側面上的多個第二下凹面。

進一步優選地，多個所述的第二下凹面均布所述的封頭封齒側面一周。