[发明专利]使用折皱状波纹管构成的密封机构及具备该密封机构的汽轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种密封机构及具备该密封机构的汽轮机，所述密封机构适宜应用于汽轮机的转子轴等，容易设定固有频率，且能够容易避免与转子轴系的共振。

背景技术

汽轮机中，在外部机室的内部设有内部机室，在中心部旋转自如地支承转子。在该转子上多个动叶片以设定的间隔固定，在固定于内部机室的叶片环上固定有多个静叶片。这样，形成动叶片和静叶片交替且多级地配置的蒸气通路。在外部机室及内部机室设有蒸气入口部，从该蒸气入口部进入内部机室内的蒸气通过该蒸气通路，使转子旋转，驱动与该转子连结的发电机。

转子由位于外部机室的外侧的轴承部旋转自如地支承，该轴承部固定于由混凝土等制造的基础台上。在该轴承部和外部机室之间的转子轴上设有防止蒸气泄漏的密封压盖部（轴封部），该密封压盖部经由连结部被支承于所述轴承部。向密封压盖部供给通常供转子的旋转后从内部机室排出的低压的密封蒸气。

另外，为了防止蒸气从外部机室与密封压盖部之间泄漏，在外部机室与密封压盖部之间，以包围转子轴的方式架设有圆筒状的折皱状波纹管。该折皱状波纹管能够吸收由热膨胀、压力引起的外部机室与密封压盖部之间的相对位移。

专利文献1中公开了在外部机室与密封压盖部之间配置有折皱状波纹管的密封机构。以下，利用图4及图5说明专利文献1中公开的密封机构。图4所示的密封机构100A中，双层结构的圆筒状的折皱状波纹管102以在图示省略的转子轴的周围包围该转子轴的方式配置。该折皱状波纹管102架设于与图示省略的外部机室连结的环状的端板112和与图示省略的密封压盖部连结的环状的端板114之间，将外部机室和密封压盖部之间气密密封，防止蒸气泄漏。

在装入核电厂的汽轮机中，从安全性的观点出发，采用前述的双层结构的折皱状波纹管。

折皱状波纹管102为将两个圆筒重叠并从内侧施加压力而成形，构成包括除去平面部104以外成为折皱状的内层波纹管102a和外层波纹管102b。在平面部104的外表面固定有环状的肋106，向设于肋106的外壁的孔插入固定砝码108。由该肋106及砝码108构成振动调整单元。通过调整砝码108的数量或质量，调整折皱状波纹管102的固有频率，避免折皱状波纹管102和转子的共振。

图5是专利文献1中公开的折皱状波纹管的另一构成例。在图5中，该密封机构100B由不具备所述振动调整单元的双层结构的折皱状波纹管102和在该折皱状波纹管102的外侧配置的波纹管116构成。波纹管116的两端经由支承构件118与端板112连结或经由支承构件118端板114连结。通过设置该波纹管116，能够调整密封机构100B的固有频率。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-235971号公报

发明内容

在汽轮机的密封压盖部设置的折皱状波纹管，通过具有柔软性的折皱部决定固有频率。专利文献1中公开的密封机构100A及100B几乎没有内层波纹管102a和外层波纹管102b之间的间隙，为紧贴的结构。因此，由于制造时的紧贴程度的差异，固有频率变动，不容易设定为所要求的固有频率，存在用于避免与涡轮转子的共振的固有频率的设定变得困难的问题。

因此，在设置了折皱状波纹管之后，需要对每1台进行用于确认固有频率的振动试验。另外，根据情况不同，需要再调整固有频率，或产生不得不再制造折皱状波纹管的情形，因此，存在折皱状波纹管的设置中耗费多余的工夫和时间的问题。

为了避免上述问题，专利文献1的密封机构100A中，设置由肋106和砝码108构成的振动调整单元，调整密封机构100A的固有频率，但会多余地耗费用于设置该振动调整单元的工夫和时间。

另外，在密封机构100B中，在双层结构的折皱状波纹管102的外侧设置第三波纹管116，调整固有频率，但需要将波纹管116和支承构件118分成两个而安装在折皱状波纹管102的外侧，因此存在耗费多余的工夫和时间的问题。

本发明鉴于该现有技术的课题，其目的在于提供不需要多余的工夫和成本而容易调整设置成包围被密封轴体的折皱状波纹管的固有频率的密封机构，具体而言使用折皱状波纹管构成的密封机构及具备该密封机构的汽轮机。