[实用新型]一种多泥砂贯流水轮发电机组适用的主轴密封结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多泥砂贯流式水轮发电机组适用的主轴密封结构。

背景技术

我国在水力发电行业，贯流式水轮发电机组有着广泛的应用。贯流式水轮发电机组是一种低河床电站，主轴密封被密封水腔水质条件差，主轴密封的磨损快，主轴密封的使用寿命短，不能满足电站安全运行时间的要求。尤其当电站位于多泥砂河流上时，主轴密封的使用寿命会急剧缩短，密封漏水量增加，造成电站水淹轴承、机组事故停机。

目前贯流式水轮机主轴密封的结构形式主要有以下几种：径向盘根密封及轴向端面平板密封或以上径向密封与轴向密封联合使用的结构形式。

如图1所示，盘根密封属于接触型填料密封的一种形式,具有结构形式简单、安装方便的特点。盘根与轴接触使被密封水被多次节流，达到密封效果，但运行一段时间后，尤其是多泥砂电站，被密封的脏水会进入盘根与主轴之间，造成主轴严重磨损导致密封失效的结果。

如图2所示，平板密封是利用平板与固定在主轴上的转环形成的端面之间形成密封间隙，靠清洁润滑水水压进行密封，结构简单。贯流式水轮机在机组运行时，水推力作用叶片上导致整个转动部分向下游侧移动大约0.5mm左右，使机组运行时密封压紧量减小，漏水量增加。尤其对于高水头的多泥砂贯流式水轮机，漏水量增加的更明显。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种多泥砂贯流式水轮发电机组适用的主轴密封结构。技术方案为：一种多泥砂贯流式水轮发电机组适用的主轴密封结构，主要由以下部件组成：悬浮环(1)、弹簧(2)、Y型密封(3)、转动金属抗磨环(4)、导向带(5)、调节螺栓(6)组成。悬浮环(1)用弹簧(2)及调节螺栓(6)进行轴向固定，悬浮环(1)用导向带(5)进行周向支撑，在悬浮环(1)外圆周上设置Y型密封(3)，悬浮环(1)轴向与转动金属抗磨环(4)接触。

技术效果

目前贯流式水轮机主轴密封的结构形式主要有以下几种：径向盘根密封及轴向端面平板密封或以上径向密封与轴向密封联合使用的结构形式。这两种密封结构形式，使用在多泥砂贯流式水轮发电机组上均有一定的局限性。

盘根密封为保证密封效果，必须增加盘根的压紧量、导致盘根与主轴间的接触压应力增加，造成主轴及盘根的磨损，如被密封水是泥砂水，主轴及盘根的磨损更会加剧，密封使用寿命缩短。

平板密封在贯流式水轮发电机组上使用，要充分考虑机组运行时转动部分下移对密封效果的影响，虽可以通过增加密封润滑水的压力调整平板的压紧量，但由于密封润滑水压力的增加也会导致密封漏水量的增加。贯流机组属于低水头电站，如提高密封润滑水的压力，需增加增压泵等一套设备，经济效益及后期维护工作量均会相应增大。

本实用新型所涉及的密封结构形式即避免了盘根密封磨轴的问题，又解决了机组运行时转动部分下移对密封紧量影响的问题，尤其适用与多泥砂贯流式水轮机使用。这种主轴密封结构的优点是：

1)密封形式属于轴向密封，不存在径向密封对主轴的磨损问题；

2)轴向密封的压紧量可根据电站的具体运行条件通过弹簧进行自调整，避免密封润滑水压力不足需外增设备的问题；

3)当轴向密封的压紧量由于磨损而减小时，可通过弹簧的弹力进行自补偿，减小运行维护的工作量；

4)作用在轴向密封上的水压力、摩擦力及弹簧力可达到自平衡、有利于在密封副间形成水膜，减小密封的磨损、提高密封的使用寿命；

5)允许密封磨损值大，提高密封的使用寿命，尤其对于多泥砂电站更加适用。

工作原理