[發明專利]汽輪機葉頂間隙的密封結構

在審

• 申請號: 202111315827.8
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN114033503A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 唐廣通;楊海生;李浩;閆曉沛
• 申請（專利權）人: 國網河北能源技術服務有限公司;國家電網有限公司;國網河北省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: F01D11/08
• 分類號: F01D11/08;F01D5/20
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 張一

本發明提供了一種汽輪機葉頂間隙的密封結構，包括轉子、葉片和罩設在葉片的外部的機匣；葉片的葉冠的外周面與機匣的內周面之間留有環形間隙，機匣的內周面沿轉子的軸向間隔設置有第一密封齒組；葉冠的外周面沿轉子的軸向間隔設置有第二密封齒組；環形間隙內沿轉子的軸向間隔設置有第三密封齒組，第三密封齒組的一端與第一密封齒組鉸接，另一端延伸至靠近第二密封齒組的一側；第三密封齒組的延伸端具有指向第二密封齒組的齒頂的第一狀態，和用于在蒸汽的沖擊下擺動至指向第二密封齒組的齒根的第二狀態。本發明提供的汽輪機葉頂間隙的密封結構，可在保整轉子平穩運轉的同時提高葉頂的密封性能。

技術領域

本發明屬于旋轉機械密封技術領域，更具體地說，是涉及一種汽輪機葉頂間隙的密封結構。

背景技術

汽輪機是能將蒸汽熱能轉化為機械功的外燃回轉式機械。來自鍋爐的蒸汽進入汽輪機后，依次經過一系列環形配置的噴嘴和轉動葉片，將蒸汽的熱能轉化為汽輪機轉子旋轉的機械能。為了防止汽輪機工作時轉子與靜子摩擦造成部件損壞，汽輪機在被設計制造時，其轉動葉片的葉頂和機匣的汽缸壁之間會留有間隙。然而，轉動葉片的壓力面與吸力面之間存在一定的壓差，在壓差的作用下，部分流體會從高壓側通過間隙流入低壓側，從而造成泄漏損失。而葉頂與機匣之間的間隙泄漏流會對通道主流造成阻礙，從而增加氣動損失，影響汽輪機效率。此外，間隙泄漏還會加劇葉片換熱的復雜性，縮短葉片壽命。

現有技術中，通常采取例如減小射流系數、葉片吸力面速度，或者通過增大葉片柵距與弦長比、葉片壓力面速度等方式來降低泄露損失。傳統的葉冠篦齒密封結構是在機匣或者葉冠上加裝單側密封齒，其密封效果有限，無法在保證轉子運動平穩狀態下提高葉頂的密封性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種汽輪機葉頂間隙的密封結構，旨在解決如何在保證轉子運動平穩狀態下，提高葉頂的密封性能的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：提供一種汽輪機葉頂間隙的密封結構，包括：轉子、沿所述轉子的周向間隔設置的多組葉片，以及罩設在所述葉片的外部的機匣；所述葉片的葉冠的外周面與所述機匣的內周面之間留有環形間隙，

所述機匣的內周面沿所述轉子的軸向間隔設置有第一密封齒組；

所述葉冠的外周面沿所述轉子的軸向間隔設置有第二密封齒組；

所述環形間隙內沿所述轉子的軸向間隔設置有第三密封齒組；所述第三密封齒組的一端與所述第一密封齒組鉸接，另一端延伸至靠近所述第二密封齒組的一側；

所述第三密封齒組的延伸端具有指向所述第二密封齒組的齒頂的第一狀態，和用于在蒸汽的沖擊下擺動至指向所述第二密封齒組的齒根的第二狀態。

在一種可能的實現方式中，所述第二密封齒組的齒頂上設置有環形的安裝槽，所述第三密封齒組的鉸接端設于所護安裝槽內；所述安裝槽的兩個側壁沿所述蒸汽在所述環形間隙內的流動方向上間隔設置；

所述第三密封齒組擺動至與所述安裝槽靠近所述蒸汽進入所述環形間隙一端的側壁相抵接時，所述第三密封齒組處于所述第一狀態；所述第三密封齒組擺動至與所述安裝槽遠離所述蒸汽進入所述環形間隙一端的側壁相抵接時，所述第三密封齒組處于所述第二狀態。

一些實施例中，所述第二密封齒組的齒頂和所述第一密封齒組的齒頂相對設置，所述安裝槽設于所述第一密封齒組的齒頂上遠離所述蒸汽進入端的一端。

一些實施例中，所述第二密封齒組的齒頂和所述第一密封齒組的齒頂交錯設置，所述安裝槽設于所述第一密封齒組的齒頂上靠近所述蒸汽進入端的一端。

在一種可能的實現方式中，所述第二密封齒組的齒頂上遠離所述第三密封齒組的鉸接端的一端設置有彈性件，所述彈性件與所述第三密封齒組的延伸端固定連接。

一些實施例中，所述彈性件沿所述轉子的軸向間隔設置有多組，每組所述彈性件沿所述轉子的周向間隔分布有多個。