[实用新型]水轮机低泄漏减振蜂窝密封

说明书

技术领域

本发明属于水利设备制造领域，特别是水轮机制造技术领域。

背景技术

传统的水轮机密封装置主要是梳齿密封，梳齿围带呈环形围套在动叶片上，与梳齿对应的密封体固定在静子上，与梳齿形成迷宫密封。这种密封装置加工简单，安装方便，但存在以下问题：

1)梳齿密封会诱发流体振动，导致转子失稳。由于进入梳齿密封齿间的流体受转子的带动而具有周向速度，使得作用于转子表面的流体力在周向上分布不均匀，从而产生一个促使转子振动的激振力。激振力大时可以使转子振动的非常剧烈，可能使水轮机发生故障。

2)水轮机机组安装时可能出现转轮与转轮室不同心，梳齿密封的零部件加工安装不精确，或者机组转动部分动静不平衡等问题，这些问题都会在运行中使梳齿密封环的周向间隙不均匀。当出现不均匀的间隙后，在较小间隙一侧产生侧向推力，造成机组轴或轴承体的振动，有时甚至可以引起轴的弓状回旋，也可能导致整个机组的剧烈振动，直至被迫停机。

3)尽管水轮机静子梳齿与转子梳齿之间有一定的设计间隙，但在水轮机工作时，由于流体激振、转子不平衡、水流冲击等原因引起的振动会使两侧梳齿发生严重的碰撞磨损，又因为两侧梳齿材料硬度相近，结果必然导致转子梳齿围带的损坏，即水轮机叶片的损坏。

4)梳齿密封结构的间隙一般在2mm左右，水流流过水轮机时一部分水流将在间隙中白白流过，没有推动水轮机做功，因此降低了水轮机的工作效率。另外，梳齿密封结构还易倒伏，这样密封间隙会从设计值增大数倍甚至数十倍，致使泄漏严重，效率下降，影响整个水轮机的功能。

2002年6月28日提交的申请号为02273946.7的中国专利公开了一种汽轮机的密封装置，包含安装在静子上的密封面为蜂窝环的密封体和与蜂窝面对应的安装在动叶片上的梳齿围带。这种密封结构应用在汽轮机上的时候，能够延长汽轮机叶片寿命、降低泄露。

但是，当这种密封装置应用在水轮机上时，由于水中存在沙粒，在水轮机的持续运转中，沙粒会在蜂窝孔中慢慢沉积，最终导致蜂窝密封失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于水轮机的密封结构，该结构能改善转子运行的稳定性、保护动叶片、延长水轮机寿命、提高水轮机运行效率，并且能防止蜂窝密封结构的蜂窝孔被填满。

本实用新型包含固定在静子1上、横截面为蜂窝状的密封环2和固定在动叶片5上的梳齿围带4，所述梳齿围带4的梳齿指向密封环2，其特点在于，在静子1上与密封环2上蜂窝通孔6相对应处开有凹槽3。

所述凹槽3连通相邻的蜂窝通孔6。

所述密封环2与静子1通过钎焊焊接。

所述密封环2是将不锈钢(或耐热钢)薄板压制成瓦棱带状，然后利用焊接方法一片一片地焊在一起的，多数网格为正六边形的蜂窝状结构。

使用本实用新型，可以抑制转子振动，改善转子运行的稳定性、保护动叶片5、延长水轮机寿命；泄漏比传统结构减少30％以上，大大提高了水轮机运行效率；因采用凹槽3，使蜂窝通孔6之间形成环流，防止了沙的沉淀，使该密封结构的密封性能得以充分发挥。

附图说明

附图1是水轮机蜂窝密封结构示意图；

附图2是蜂窝密封结构的示意图；

附图3是附图2的A-A截面放大图；

具体实施方式

为更好地描述本实用新型，给出一种具体实施方式，但在实际工程中的具体实现不限于此。

如附图2所示，整个装置包括固定在静子1上、横截面为蜂窝状的密封环2，固定在动叶片5上的梳齿围带4，梳齿围带4上的梳齿伸入密封环2形成的槽中，形成迷宫密封结构。静子1为上下两部分，合扣在一起，密封环2为圆形，分别以环形固定在上、下静子1内壁上，与梳齿围带4一起形成密封结构。

如附图1、3所示，在静子1上与密封环2上蜂窝通孔6相对应处开有凹槽3，凹槽3在静子1上呈环形，连通相邻的蜂窝通孔6。

密封环2与静子1之间通过真空钎焊焊接，钎焊材料为镍基钎料，钎焊温度超过1000℃，钎焊的焊透率不得低于85％。

密封环2是将不锈钢(或耐热钢)薄板压制成瓦棱带状，然后利用激光焊接等方法一片一片地焊在一起的，多数网格为正六边形的蜂窝状结构。

这种实施方式可带来如下好处：