專利名稱：汽輪機(jī)的汽封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽輪機(jī)，尤其是汽輪機(jī)的汽封裝置。
背景技術(shù)：
汽輪機(jī)的軸端和壓力不同的各級汽缸之間的隔板都設(shè)有用于密封蒸汽的汽封裝置，傳統(tǒng)的汽封裝置由汽封環(huán)和汽封齒組合構(gòu)成，汽封齒的外圓周面與汽封環(huán)的內(nèi)圓周面配合，構(gòu)成整體汽封裝置。汽封齒的齒頂與轉(zhuǎn)子間留有徑向間隙δ，形成非接觸式密封結(jié)構(gòu)。由于轉(zhuǎn)子具有撓度，且靜、轉(zhuǎn)子部件在高溫下都有熱膨脹，故間隙δ留得較大，一般為0.4～0.65mm，以避免機(jī)組運(yùn)行時(shí)汽封齒與轉(zhuǎn)子發(fā)生接觸，造成靜、轉(zhuǎn)子部件磨損，引發(fā)事故。顯然，這種密封結(jié)構(gòu)不可避免地存在如下缺點(diǎn)1.密封效果不佳，漏汽損失大，降低了機(jī)組的效率和經(jīng)濟(jì)性。2.蒸汽從軸端泄漏，容易進(jìn)入軸承箱內(nèi)，使油中帶水，破壞油質(zhì)，軸承的潤滑效果變差，容易燒瓦；油中帶水，調(diào)節(jié)部套易銹蝕，降低調(diào)節(jié)、安全保護(hù)系統(tǒng)的靈敏度及可靠性，危及機(jī)組安全。3.低壓缸密封不嚴(yán)，空氣容易進(jìn)入，降低低壓缸及凝汽器的真空度，工作效率變差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種密封效果更好的汽輪機(jī)汽封裝置，設(shè)計(jì)思路是將剛性密封改為彈性密封，密封間隙可隨機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)變化，既可使密封間隙很小(微米級)，又可避免靜、轉(zhuǎn)子部件在機(jī)組運(yùn)行時(shí)發(fā)生摩擦。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種汽輪機(jī)汽封裝置，包括汽封環(huán)和汽封齒，其特征在于所述汽封齒上設(shè)有密封元件，該密封元件由若干環(huán)形薄片疊合構(gòu)成，相鄰環(huán)形薄片之間具有軸向間隙δ1，一環(huán)形薄片上具有若干道內(nèi)圓周面至腰部的周向間隙δ2，呈輻射狀分布，使環(huán)形薄片形成內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，所有環(huán)形薄片的外圓周部位相互連接，構(gòu)成整體密封元件，密封元件的內(nèi)圓周面與轉(zhuǎn)子之間具有徑向間隙δ3。
所述密封元件的相鄰環(huán)形薄片的周向間隙δ2交錯布置。
所述汽封齒包括上游汽封齒、下游汽封齒，所述下游汽封齒的進(jìn)汽側(cè)具有與密封元件適配的臺階沉槽，密封元件位于該臺階沉槽內(nèi)；所述上游汽封齒位于下游汽封齒的上游，其出汽側(cè)面與下游汽封齒的進(jìn)汽側(cè)面配合，其外圓周面與汽封環(huán)的內(nèi)圓周面配合并連接。
所述下游汽封齒與汽封環(huán)之間的連接采用榫、槽配合結(jié)構(gòu)，榫、槽截面形狀是矩形或燕尾形或“T”形或“L”形。
所述汽封環(huán)、汽封齒、密封元件是在中分面剖分的分半結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的原理和技術(shù)效果由于密封元件采用薄片疊合而成，薄片的內(nèi)齒具有彈性，因此，可將密封元件與轉(zhuǎn)子間的徑向間隙δ3設(shè)計(jì)得非常小，為微米級，在靜止?fàn)顟B(tài)下密封元件幾乎與轉(zhuǎn)子接觸，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，密封元件前后的蒸汽壓差和氣動效應(yīng)使薄片的內(nèi)齒發(fā)生彈性變形，向出汽側(cè)彎曲，薄片內(nèi)齒抬起離開轉(zhuǎn)子軸表面，間隙δ3變大，從而避免發(fā)生摩擦，而間隙δ3的增量很小，在轉(zhuǎn)子加速到額定狀態(tài)時(shí)，間隙δ3的最大值仍在微米級，漏汽量很小。另外，由于密封元件各薄片上的間隙δ2是交錯布置的，由間隙δ2、間隙δ1構(gòu)成的漏汽通道非常曲折，對蒸汽的阻力很大，漏汽量也很小。與現(xiàn)有剛性密封結(jié)構(gòu)的毫米級密封間隙相比，極大地改善了密封效果，可以大幅度提高機(jī)組的效率和經(jīng)濟(jì)性。


圖1是本發(fā)明汽封裝置的結(jié)構(gòu)及其與轉(zhuǎn)子的配合關(guān)系2是圖1的B向視3是下游汽封齒與汽封環(huán)之間的配合結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖3-1是矩形榫、槽配合結(jié)構(gòu)3-2是“T”形榫、槽配合結(jié)構(gòu)3-3是“L”形榫、槽配合結(jié)構(gòu)3-4是燕尾形榫、槽配合結(jié)構(gòu)圖具體實(shí)施方式
參見圖1至圖3本汽封裝置由汽封環(huán)1，上、下游汽封齒2、4，密封元件6組成。
密封元件6由若干環(huán)形金屬薄片3疊合構(gòu)成，薄片3的厚度為微米級，其外徑小于汽封環(huán)1的內(nèi)徑，其內(nèi)徑略大于轉(zhuǎn)子5軸的直徑，與轉(zhuǎn)子5軸的徑向間隙δ3在微米級。采用線切割工藝在環(huán)形薄片3上加工若干道周向間隙δ2，該間隙δ2由薄片3內(nèi)圓周面至腰部，每道間隙都位于直徑上，呈輻射狀分布，使間隙之間的部分形成齒狀結(jié)構(gòu)。然后將所有薄片3疊合在一起，調(diào)整好薄片3的相對位置，使相鄰環(huán)形薄片3的周向間隙δ2交錯布置，并且使相鄰環(huán)形薄片3之間具有軸向間隙δ1，再將所有環(huán)形薄片3的外圓周部位相互焊接，使之成為整體。
下游汽封齒4也是環(huán)形結(jié)構(gòu)，在它的進(jìn)汽側(cè)面上加工出一個(gè)環(huán)形臺階沉槽，該沉槽的直徑、深度分別與密封元件6的外徑、厚度相適應(yīng)，使密封元件6可以裝入該沉槽內(nèi)。
下游汽封齒4與汽封環(huán)1之間采用榫、槽配合結(jié)構(gòu)，將下游汽封齒4的外圓周部位加工成榫頭，在汽封環(huán)1的內(nèi)圓周面上加工出與榫頭適配的裝配槽，榫、槽的截面形狀可以是圖3-1所示的矩形，也可是圖3-2所示的“T”形，或圖3-3所示的“L”形，或圖3-4所示的燕尾形。
上游汽封齒2也是環(huán)形結(jié)構(gòu)，它的外徑與汽封環(huán)1的內(nèi)徑一致，它的內(nèi)徑小于密封元件6的外徑。
本汽封裝置的裝配步驟
-將下游汽封齒4裝入汽封環(huán)1內(nèi)；-將密封元件6裝入下游汽封齒4的沉槽內(nèi)；-裝入上游汽封齒2，使其外圓周面與汽封環(huán)1的內(nèi)圓周面配合，其出汽側(cè)面與下游汽封齒4的進(jìn)汽側(cè)面配合；-調(diào)整好各部件的相對位置后，分別將上、下游汽封齒2、4點(diǎn)焊在汽封環(huán)1上，使其相對位置固定不變。其中，焊點(diǎn)7分布在下游汽封齒4出汽側(cè)面與汽封環(huán)1內(nèi)圓周面的交角周線上，焊點(diǎn)8分布在上游汽封齒2進(jìn)汽側(cè)面與汽封環(huán)1內(nèi)圓周面的交角周線上。
與汽輪機(jī)其它靜止部套一樣，本汽封裝置也是在中分面剖分的分半結(jié)構(gòu)，總裝步驟先將本汽封裝置下半裝入汽缸下半，再裝轉(zhuǎn)子5，再裝本汽封裝置上半，最后裝汽缸上半。
本汽封裝置的工作過程在靜止?fàn)顟B(tài)下，密封元件6與轉(zhuǎn)子5的間隙δ3很小，幾乎與轉(zhuǎn)子5接觸，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，密封元件6前后的蒸汽壓差和氣動效應(yīng)使薄片3的內(nèi)齒發(fā)生彈性變形，向出汽側(cè)彎曲，薄片3內(nèi)齒抬起離開轉(zhuǎn)子5軸表面，間隙δ3變大，從而避免發(fā)生摩擦，而間隙δ3的增量很小，在轉(zhuǎn)子5加速到額定狀態(tài)時(shí)，間隙δ3的最大值仍在微米級，漏汽量很小。另外，由于密封元件6各薄片3上的間隙δ2是交錯布置的，由間隙δ2、間隙δ1構(gòu)成的漏汽通道非常曲折，對蒸汽的阻力很大，漏汽量也很小。與現(xiàn)有剛性密封結(jié)構(gòu)的毫米級密封間隙相比，極大地改善了密封效果，可以大幅度提高機(jī)組的效率和經(jīng)濟(jì)性。
權(quán)利要求
1.一種汽輪機(jī)汽封裝置，包括汽封環(huán)和汽封齒，其特征在于所述汽封齒上設(shè)有密封元件，該密封元件由若干環(huán)形薄片疊合構(gòu)成，相鄰環(huán)形薄片之間具有軸向間隙δ1，每一環(huán)形薄片上具有若干道內(nèi)圓周面至腰部的周向間隙δ2，呈輻射狀分布，使環(huán)形薄片形成內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，所有環(huán)形薄片的外圓周部位相互連接，構(gòu)成整體密封元件，密封元件的內(nèi)圓周面與轉(zhuǎn)子之間具有徑向間隙δ3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)汽封裝置，其特征在于所述密封元件的相鄰環(huán)形薄片的周向間隙δ2交錯布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)汽封裝置，其特征在于所述汽封齒包括上游汽封齒、下游汽封齒，所述下游汽封齒的進(jìn)汽側(cè)具有與密封元件適配的臺階沉槽，密封元件位于該沉槽內(nèi)；所述上游汽封齒位于下游汽封齒的上游，其出汽側(cè)面與下游汽封齒的進(jìn)汽側(cè)面配合，其外圓周面與汽封環(huán)的內(nèi)圓周面配合并連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)汽封裝置，其特征在于所述下游汽封齒與汽封環(huán)之間的連接采用榫、槽配合結(jié)構(gòu)，榫、槽截面形狀是矩形或燕尾形或“T”形或“L”形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽輪機(jī)汽封裝置，其特征在于所述汽封環(huán)、汽封齒、密封元件是在中分面剖分的分半結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種汽輪機(jī)的汽封裝置，包括汽封環(huán)和汽封齒，其特征是汽封齒上設(shè)有密封元件，該密封元件由若干環(huán)形金屬薄片疊合構(gòu)成，相鄰環(huán)形薄片之間具有軸向間隙δ1，每一環(huán)形薄片上具有若干道內(nèi)圓周面至腰部的周向間隙δ2，呈輻射狀分布，使環(huán)形薄片形成內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，所有環(huán)形薄片的周向間隙δ2交錯布置，外圓周部位相互連接，構(gòu)成整體密封元件。各處間隙為微米級，與現(xiàn)有的汽封齒密封結(jié)構(gòu)的毫米級間隙相比，極大地改善了密封效果，可以大幅度提高機(jī)組的效率和經(jīng)濟(jì)性。
文檔編號F01D11/00GK1877085SQ20061002135
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者江生科, 孫奇, 孔祥林 申請人:東方汽輪機(jī)廠