[发明专利]涡轮机用环形刷式密封件和带环形刷式密封装置的涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于涡轮机的环形刷式密封件以及具有包含多个环形刷式密封件的环形刷式密封装置的涡轮机。 

背景技术

涡轮机具有静止的和回转的组件，所述静止的和回转的组件在涡轮机运行时相对于彼此运动且彼此相对地在密封位置密封。在所述密封位置，在静止组件和回转组件之间设有间隙，回转组件因此不会接触并且因此损坏静止组件。在所述间隙中设置密封装置，利用所述密封装置，尤其可以在涡轮机运行时使由于间隙而致的工作流体的泄漏保持尽可能小。例如可以设置具有多个迷宫式密封片(Labyrinthspitze)的迷宫式密封件作为所述密封装置。作为替代方式，可以构造一种装入间隙中的刷式密封件。所述刷式密封件由刷状的线束组成，所述刷状的线束固定在静止组件上且以线束各个线自由的一端贴紧回转组件的表面。借助于所述线束形成刷式密封件的密封效应，此时，泄漏只流动通过线束。此外，所述刷式密封件具有支撑环，线束由于通过刷式密封件的压力差而挤压所述支撑环。此时线束被压实，刷式密封件的密封效应因而被提高。 

所述静止的组件例如可以是涡轮机的壳体，而所述回转的组件可以是涡轮机的转子。在涡轮机运行期间，可能出现基于线束的挠性而可以被平衡的转子的径向运动，从而使线束可以以线自由的一端直接贴紧转子的表面。 

刷式密封件尤其被使用在涡轮机上的平衡活塞以及叶片安装管路中。为了克服高压力差，布置多个沿轴向连续排列的刷式密封件。按惯例借助于单个刷式密封件可以消除最大为x bar的压力差，借助于沿轴向连续排列的刷式密封件，按惯例可以消除最大为y bar的压力差。在增加单个刷式密封件数量的同时，并不会提高最大的压力差y bar，因为由于刷式密封装置内部不均匀的轴向压力分布，将超过刷式密封件最大可能的压力差x bar。尤其刷式密封装置中承受了高压力 的那个刷式密封件，因为最大分压差通过该刷式密封件被消除。 

发明内容

本发明的任务是，提供一种用于涡轮机的环形刷式密封件以及具有包含多个所述环形刷式密封件的环形刷式密封装置的涡轮机，其中借助于所述环形刷式密封件和环形刷式密封装置可消除高的压力差。 

依照本发明的用于涡轮机的环形刷式密封件具有支撑环和环形刷组，所述环形刷组从支撑环的内侧边缘向内伸出，并且在内侧边缘上以及沿径向布置在内侧边缘之外的支撑位置上，被轴向地支撑在支撑环上，从而在内侧边缘和支撑位置之间受环形刷组和支撑环限定地形成环形的空腔，其中支撑环具有压力平衡开口，因此，在装入到涡轮机中的环形刷式密封件上，当支撑环所属的环形刷式密封件的一侧上存在第一压力，并在环形刷式密封件的环形刷组所面对的另一侧上存在小于第一压力的第三压力时，则在空腔中产生处于第一压力和第三压力之间的第二压力。 

依照本发明的涡轮机具有由多个环形刷式密封件构成的环形刷式密封装置。 

通过支撑环中的压力平衡开口，第三压力通过空腔给环形刷式密封件的环形刷组所面对的那一侧施压。如此，由环形刷式密封件消除的压力差被减小。 

环形刷式密封装置的环形刷式密封件优选沿轴向相继地布置，因而当环形刷式密封装置的一侧上存在第四压力，以及在环形刷式密封装置的另一侧上存在小于第四压力的第五压力时，则第四压力和第五压力之间的压力差通过环形刷式密封件逐级地消除。 

通过承受第五压力的那个环形刷式密封件，最大的分压差逐渐消除。通过在该环形刷式密封件的支撑环中设置压力平衡开口，使第五压力朝该环形刷式密封件以及与之相邻布置的环形刷式密封件之间的空腔施压。压力的传输一直延伸到承受第四压力的那个环形刷式密封件，从而使第五压力经过单个环形刷式密封件的压力平衡开口，朝向第四压力的方向施压。由此，可使与第五压力相邻地布置的那个环形刷式密封件直接消除的分压差降低，以及使与第四压力相邻地布置的那个环形刷式密封件消除的分压差提高。因此从第五压力到第四压 力的压力变化在环形刷式密封装置内从环形刷式密封件到环形刷式密封件均匀化。由此得出的结果是，阻止了下列情况的发生，即与第五压力相邻安置的那个环形刷式密封件消除了最大可能的压力差，而环形刷式密封装置的其余的环形刷式密封件在压力消除中还有保留。因此使可全部被环形刷式密封装置消除的最大可能的压力差变大。 

环形刷组优选在其沿径向处于外侧的边缘上配备有环绕的加厚部，借助于所述环绕的加厚部，环形刷组贴靠在支撑位置上。空腔因而受加厚部的限定。