[发明专利]一种可轴向退让的汽轮机汽封结构及其工作方法

说明书

本发明涉及一种可轴向退让的汽轮机汽封结构及其工作方法，汽封环位于汽封体和转子之间，汽封体内设置有汽封体槽，汽封环是由两个构造相同的半汽封环呈左右对称地、通过铰链结构连接而成，铰链结构安装在两个半汽封环的顶面上，半汽封环绕铰链结构可转动；两个半汽封环的上部设置有台肩，台肩安装在汽封体槽内，台肩的顶面与汽封体槽的顶壁面通过一弹性部件连接；两个半汽封环的的下部端面上设置有汽封齿，汽封齿与转子之间保持一定间隙，汽封齿为弧形曲齿。本申请中，汽封环不仅能在径向移动，还能轴向退让，大大减轻了因胀差较大导致的轴向碰磨，实现了良好密封。

技术领域

本发明涉及汽轮机汽封技术领域，具体地讲，涉及一种可轴向退让的汽轮机汽封结构及其工作方法。

背景技术

汽轮机汽封是装在汽缸、隔板等静止部件上的、以减小汽轮机旋转部件和静止部件之间漏汽的装置，在减小漏汽的同时，还需要兼顾不发生动静摩擦，这就需要选择合适的汽封安装间隙。

传统梳齿式迷宫汽封因其汽封成本低、结构简单、安全可靠且易于安装而被广泛应用于大、中、小型汽轮机，传统梳齿式迷宫汽封安装时径向间隙一般为0.60~0.80mm，根据转子不同情况，有时间隙更大，其密封效果较差，汽封漏汽量比设计值大，高中、低压缸效率降低。

汽轮机机组在起停机过程中过临界转速时，转子振幅可能较大，若汽封径向安装间隙较小，汽封齿很容易磨损，进一步地，汽封齿磨损导致轴封漏汽量较大，蒸汽对轴的加热区段长度有所增加，并且温度也有所升高，使胀差变大，轴上凸台和汽封块的高、低齿发生相对位移而倒伏。另外汽封齿与转轴发生碰磨时，瞬间产生大量热量，造成转轴局部过热，甚至可能导致大轴弯曲，所以在机组检修时，一般把汽封径向间隙调大，以牺牲经济性为代价来确保机组的安全性，而且曲径汽封环形腔室的不均匀性，是产生汽流激振的重要原因，而汽轮机高压转子产生的汽流激振一旦发生就很难解决，危及机组的安全运行。

此外，汽轮机机组启动（或停机）中，由于蒸汽对汽缸和转子加热（或冷却）程度不同以及汽缸和转子本身膨胀（或收缩）特点不同，导致启动中胀差较大，如果期间滑销系统故障、汽封漏汽量大、推力轴承工作不正常等，则会进一步增大胀差，较大的胀差可能导致汽封齿与转轴的轴向间隙消失，而现有技术中的汽封环在轴向方向是不可退让的，从而导致轴向碰磨，给机组运行带来安全隐患， 且轴向碰磨易造成汽封齿倒伏，不利于密封，鉴于此，授权公告号为CN205578042U的专利：一种刷子密封组件，公开了一种采用刷束代替传统刚性汽封齿的汽封结构，当刷束和转子发生碰磨时可以随意退让，刷束的使用可以使汽封和转子之间的间隙做的更小，密封效果好，但是，此种结构的汽封在使用一段时间后，刷束磨损严重，需要经常更换，使用寿命短。

因此，有必要对现有的汽封结构进行改进和优化。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种设计合理、结构简单、汽封环在轴向可退让的汽封结构，并给出其工作方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种可轴向退让的汽轮机汽封结构，包括汽封体、汽封环和转子，所述汽封环位于汽封体和转子之间，所述汽封体内设置有汽封体槽，其特征在于：所述汽封环是由两个构造相同的半汽封环呈左右对称地、通过铰链结构连接而成，所述铰链结构安装在两个半汽封环的顶面上，半汽封环绕铰链结构可转动；两个半汽封环的上部设置有台肩，台肩安装在汽封体槽内，台肩的顶面与汽封体槽的顶壁面通过一弹性部件连接；两个半汽封环的的下部端面上设置有汽封齿，汽封齿与转子之间保持一定间隙，所述汽封齿为弧形曲齿。

优选的，所述弹性部件采用弹簧，弹簧由具有一定弹性系数的材料制成，弹簧的两端与台肩的顶面以及汽封体槽的顶壁面的固定方式采用栓头螺柱或者焊接，当然也可采用其他固定方式，只要保证稳固可靠即可。

优选的，所述弹性部件能随温度变化而相应地膨胀或收缩。

优选的，所述铰链结构包括两个搭片，两个搭片通过铰柱铰接在一起，两个搭片分别连接两个半汽封环。