[发明专利]可变间隙正压密封环及具有螺旋型弹簧的支承件装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及一种用于回转式机械的密封环，尤其涉及用于工业汽轮机的可变间隙正压密封环。

背景技术

在例如涡轮机这样的回转式机械中，将密封提供在转动构件和静止构件之间。例如，在蒸汽轮机中通常提供多个弧形密封环段以构成在静止构件和转动构件之间的环形迷宫式密封。典型地，弧形密封环段(典型地，每个环形密封有四到六个)被布置于静止构件的环形槽中，与所述机械的旋转轴同心，并且因此与转动构件的密封面同心。各个弧形密封段都具有一个与转动构件的密封面相对的弧形密封面。在迷宫式密封中，密封面具有轴向分布的齿的径向定向排列，这些齿被多个轴向间隔的用于构成转动构件密封面的环形齿所径向间隔开。当工作介质，例如蒸汽，流经由密封面的齿与转动构件相对面所限定的迷宫内相对紧密的间隙，通过制造工作介质的紊流来实现密封功能。

保持合适间隙并避免转动装置与静止构件之间直接接触的性能需要考虑到有效密封的形成。如果弧形段的密封面与转动构件的相对密封面之间的径向间隙变得过大，所产生的紊流将会变少，这样密封作用就会受到损害。反之，如果间隙过于紧密，密封齿将有可能与转动构件相接触，结果这些齿就会失去其尖锐的外形和紧密的间隙，其后只能产生更少的紊流，同样地也会损害密封作用。

为了建立并保持理想的密封，并避免在过渡状态期间损坏转子和密封环，可以采用正压可变间隙密封环，其公开在下面的文献中，在此一并引入作为参考：GE Docket No.193439，Cantor Colburn LLP Docket No.GS 1-0202，题名为“可变间隙密封环的布置”；GE Docket No.194777，Cantor Colburn LLPDocket No.GS1-0210，题名为“蒸汽轮机可变间隙密封的设备和方法”；以及GE Docket No.193442，Cantor Colburn LLP Docket No.GS1-0203，题名为“可变间隙正压密封环及其承载件布置”；(美国序号尚未获得)。在这些类型的正压可变间隙密封环中，密封环段被典型地由弹簧加载进外部的或较大间隙位置，导致密封环所具有的密封面充分地被分布于转动构件的周围。在启动后，工作流体介质，如蒸汽，被引入静止构件，产生一个压力差，其克服弹簧偏置力并推动弧形段向内运动，朝向内部或较小间隙的位置。这些弹簧和对应的环构件典型地被置于由静止壳体所限定的环形槽内。

然而，在现有蒸汽轮机内安装正压可变间隙密封环会成为一件复杂的事情，它需要现场机械加工，或者是对于环的改进，或对用于将环安装在静止壳体的环形槽之内的外壳的改进。同样的，因为独立的弧形段的周向位移，改进的可变间隙密封环容易发生弧段桥接(，即一段弧形段周向重叠地盖住相邻的一段弧形段，在径向偏移的位置上卡住弧形段的情形。

因此，需要一种可变间隙正压密封环，它能够被容易且简便地安装于现有蒸汽轮机的静止构件的环形槽内，这样不仅避免了所不期望的弧段桥接情况，还避免了过度或是复杂的机械加工。

发明内容

在此公开的一种密封环组件，其包括：弧形支承环段，相对于支承环段可移动的弧形密封环段，布置为与密封环段相结合并与支承环段相结合的连接构件，以及设置为使密封环段保持在第一位置并在密封环组件处于受压状态时允许密封环段移动到第二位置的致动构件。

在此还公开了一种蒸汽轮机，其包括静止涡轮导流片；设置于涡轮导流片内的旋转涡轮轴，该涡轮导流片包括围绕涡轮轴延伸的环形槽以及密封环组件，所述密封环组件具有一个设置于环形槽内的支承环，多个围绕着涡轮轴设置、并可相对于支承环径向移动地与其连接的可变间隙弧形密封段，以及一个设置为使多个密封环段保持周向位置的固定装置。

在此进一步公开了一种使用正压可变间隙密封环组件的回转机械密封方法，该方法包括：设置支承环使其被容纳并保持在回转机械的静止导流片的环形槽之中，将支承环布置于环形槽内并使其围绕着回转机械的旋转轴，将多个密封环段与支承环以相对于支承环径向可移动的方式相连接；并且在多个密封环段径向移动期间保持住多个密封环段的周向位置。

附图说明

参照示例图，其中在附图中以相同的数字标记相同的部件：

图1为依照本发明一个实施例中蒸汽轮机的一部分的剖面图；

图2为图1中示例蒸汽轮机沿着轴A-A的放大剖面图；

图3为图1中另一个实施例中示例蒸汽轮机沿着轴A-A的放大剖面图；

图4为支承环段的俯视图；

图5为图1中示例蒸汽轮机沿着轴B-B的放大剖面图；