專利名稱:一種布萊登汽封及汽輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及汽封領(lǐng)域,尤其涉及一種布萊登汽封及汽輪機(jī)。
背景技術(shù):
汽封是汽輪機(jī)關(guān)鍵零部件之一,其性能的優(yōu)劣,不僅影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性,而且影響 機(jī)組可靠性,已越來(lái)越受到人們的關(guān)注。特別是近十年來(lái),隨著汽輪機(jī)的單機(jī)功率等參數(shù)的 不斷提高,以及機(jī)組頻繁的調(diào)峰運(yùn)行,幾乎每年都有由于汽輪機(jī)的動(dòng)、靜部分發(fā)生嚴(yán)重摩擦 而導(dǎo)致大軸彎曲的事故發(fā)生,給電廠帶來(lái)重大的損失。近年來(lái),隨著汽輪機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)的不斷提高以及國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn),已出現(xiàn) 了布萊登汽封、蜂窩汽封等新型的汽封結(jié)構(gòu)型式,改善了汽封的性能,為機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行提供了新的保障。從保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)性而言,要求漏汽量越少越好,也即汽封間隙越小越 好;而從保證機(jī)組運(yùn)行安全而言,要求在各種狀態(tài)下,汽封不和轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦,即動(dòng)、靜部分 不發(fā)生摩擦。因此,在汽封設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)安全和經(jīng)濟(jì)性要求綜合加以考慮,以滿足機(jī)組啟動(dòng) (冷、溫及熱態(tài))、運(yùn)行及停機(jī)(緊急、正常)等各種工況的要求。布萊登汽封是美國(guó)布萊登工程公司專利產(chǎn)品,布萊登汽封弧段結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)汽封弧 段基本相同,只是進(jìn)汽面上銑出一道引汽槽,其固的是使汽封弧段背面壓力(汽封體溝槽 內(nèi)部壓力)等于進(jìn)汽側(cè)壓力。而在必要汽封弧段的端面上鉆孔裝入螺旋圓柱彈簧,其上下 汽封環(huán)中間各有兩只螺旋圓柱彈簧,共四只。彈簧的推力使得汽封弧段在沒(méi)有蒸汽壓力時(shí) 呈開(kāi)啟狀,如圖1所示,布萊登汽封的整體圖中可以看出,自由狀態(tài)下,在彈簧103彈簧力的 作用下,汽封弧段102是處于張開(kāi)狀態(tài)而遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子101的。如圖2所示,汽封弧段203上的直齒204與轉(zhuǎn)子201之間存在縫隙,即為汽封弧段 203與轉(zhuǎn)子201之間的縫隙,汽封弧段203卡在定子202中,在汽輪機(jī)組啟動(dòng)時(shí),隨著蒸汽 流量的增加,高壓蒸汽進(jìn)入汽封弧段203和定子202之間,作用在每圈汽封弧段203背部的 蒸汽壓力逐步增大,這一壓力叫做關(guān)閉力,汽封弧段203與轉(zhuǎn)子201之間也流入高壓蒸汽, 該高壓蒸汽作用在汽封弧段203上的壓力叫開(kāi)啟力,機(jī)組開(kāi)機(jī)時(shí),隨著蒸汽流量的增加,關(guān) 閉力足以克服彈簧應(yīng)力、摩擦阻力以及開(kāi)啟力等力,汽封弧段203開(kāi)始逐漸關(guān)閉,即向轉(zhuǎn)子 201靠攏,最終汽封弧塊達(dá)到完全關(guān)閉狀態(tài),與轉(zhuǎn)子保持最小間隙,因此,汽封漏汽量也最 小,而在停機(jī)時(shí),隨著蒸汽流量的減小,關(guān)閉力和開(kāi)啟力減小,在彈簧205的彈簧應(yīng)力的作 用下,汽封弧段203遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子201,汽封弧段203與轉(zhuǎn)子201間隙達(dá)到最大值,所以在汽輪機(jī) 組啟動(dòng)或停機(jī)這兩個(gè)最易出現(xiàn)事故的時(shí)候,由于蒸汽流量小,布萊登汽封可以使得汽封弧 段203與轉(zhuǎn)子201之間的縫隙較大,避免與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生碰磨。本實(shí)用新型發(fā)明人發(fā)現(xiàn),在布萊登汽封中,雖然汽封工作間隙很小,使汽封漏汽量 減少,但不能控制汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的流速,如果使這一部分蒸汽的流速得 以控制減緩,將可以進(jìn)一步減少汽封與轉(zhuǎn)子間的蒸汽漏汽量,同時(shí),由于彈簧老化、轉(zhuǎn)子和 汽封弧段表面被氧化形成的氧化皮導(dǎo)致的額外的摩擦力,都會(huì)使得汽封弧段關(guān)閉的阻力增 大,當(dāng)關(guān)閉力不夠時(shí),可能會(huì)使得在汽輪機(jī)工作時(shí),汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的縫隙較大,造成漏汽量過(guò)大,所以,布萊登汽封原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠全面完善,存在性能隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種布萊登汽封及汽輪機(jī),以減小汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間 隙中蒸汽的漏汽量。一種布萊登汽封,包括轉(zhuǎn)子301、定子302、多個(gè)與定子連接的汽封弧段303以及連 接各汽封弧段303并控制所述汽封弧段303上的直齒304遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的彈簧305,還包括至少一個(gè)側(cè)齒306,固定在所述直齒304上。 一種汽輪機(jī),其布萊登汽封包括轉(zhuǎn)子301、定子302、多個(gè)與定子連接的汽封弧段 303以及連接各汽封弧段303并控制所述汽封弧段303上的直齒304遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的彈簧305, 所述布萊登汽封還包括至少一個(gè)側(cè)齒306,固定在所述直齒304上。本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種布萊登汽封及汽輪機(jī),在汽封弧段的直齒上增加了側(cè) 齒,由于側(cè)齒的存在,阻礙了汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的順暢流動(dòng),進(jìn)而減小汽封弧 段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的流速,從而可進(jìn)一步減小汽封漏汽量。同時(shí),由于側(cè)齒的存在,也增加了蒸汽將汽封弧段壓向轉(zhuǎn)子的關(guān)閉力,從而在彈簧 老化、存在氧化皮導(dǎo)致的額外的摩擦力的情況下,仍有足夠的關(guān)閉力使得在汽輪機(jī)工作時(shí), 使汽封弧塊始終能夠與轉(zhuǎn)子保持最小間隙運(yùn)行,從而保證了布萊登汽封在任何狀況下技術(shù) 設(shè)計(jì)性能的實(shí)現(xiàn),從而保證了汽封漏汽量最少。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中汽輪機(jī)未開(kāi)啟時(shí)的布萊登汽封狀態(tài)示意圖;圖2為現(xiàn)有技術(shù)中布萊登汽封的截面圖;圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中布萊登汽封的截面圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種布萊登汽封及汽輪機(jī),在汽封弧段與轉(zhuǎn)子間增加了側(cè) 齒,由于側(cè)齒的存在,阻礙了汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的順暢流動(dòng),進(jìn)而減小汽封弧 段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的流速,減小漏汽量。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的布萊登汽封如圖3所示,包括轉(zhuǎn)子301、定子302、多個(gè) 與定子連接的汽封弧段303,上,以及連接各汽封弧段303并控制汽封弧段303上的直齒 304遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的彈簧305,該布萊登汽封中還包括至少一個(gè)側(cè)齒306,固定在汽封弧段303的直齒304上。由于側(cè)齒306的存在,使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的高壓蒸汽產(chǎn)生渦流,進(jìn) 而減緩了高壓蒸汽的流速,減小了漏汽量。同時(shí),在汽輪機(jī)工作時(shí),汽封弧段303在關(guān)閉力足夠時(shí),會(huì)非??拷D(zhuǎn)子301,設(shè)置 人員出于安全方面的考慮,可以通過(guò)定子302與汽封弧段303的連接處來(lái)控制汽封弧段303 的運(yùn)動(dòng)區(qū)域,在汽封弧段303與轉(zhuǎn)子301之間的縫隙達(dá)到預(yù)先的設(shè)置時(shí),定子302將汽封弧 段卡住,使得汽封弧段303不再向轉(zhuǎn)子301運(yùn)動(dòng),如圖3所示。[0022]由于在側(cè)齒306朝向轉(zhuǎn)子301的一側(cè)高壓蒸汽的流速較大,相應(yīng)的給側(cè)齒306的 向上的壓力就較小,而在側(cè)齒306的另一側(cè),由于直齒304和側(cè)齒306的作用,高壓蒸汽的 流速較小,相應(yīng)的給側(cè)齒306的向下的壓力就較大,從而進(jìn)一步增大了關(guān)閉力,使得在彈簧 老化、存在氧化皮導(dǎo)致的額外的摩擦力的情況下,仍有足夠的關(guān)閉力使得在汽輪機(jī)工作時(shí), 汽封弧段303與轉(zhuǎn)子301間的縫隙盡量小,從而減小漏汽量。當(dāng)關(guān)閉力 不足以使得汽封弧段303與轉(zhuǎn)子301間的縫隙達(dá)到設(shè)置的最小值時(shí),側(cè) 齒306的增加也會(huì)進(jìn)一步減小汽封弧段303與轉(zhuǎn)子301間的縫隙,這是由于汽封弧段303 和轉(zhuǎn)子301之間的高壓蒸汽的渦流,使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的高壓蒸汽的壓力 減小,進(jìn)而在汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙一定時(shí),開(kāi)啟力相應(yīng)減小,根據(jù)布萊登汽 封的原理,在汽輪機(jī)工作時(shí),關(guān)閉力和彈簧應(yīng)力、開(kāi)啟力以及摩擦力的合力應(yīng)該相等,所以 為達(dá)到這樣一個(gè)平衡,汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙就會(huì)相應(yīng)減小,以獲得開(kāi)啟力和 關(guān)閉力之間的平衡,由于汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙減小了,汽封弧段303和轉(zhuǎn)子 301之間的高壓蒸汽的漏汽量也相應(yīng)減小,進(jìn)一步提高了汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。也可以對(duì)每個(gè)側(cè)齒306的受力情況進(jìn)行分析,由于在側(cè)齒306朝向轉(zhuǎn)子301的一 側(cè)高壓蒸汽的流速較大,相應(yīng)的給側(cè)齒306的向上的壓力就較小,而在側(cè)齒306的另一側(cè), 由于直齒304和側(cè)齒306的作用,高壓蒸汽的流速較小,相應(yīng)的給側(cè)齒306的向下的壓力就 較大,從而也進(jìn)一步增大了關(guān)閉力,使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙減小,進(jìn)而減 少漏汽量。為了進(jìn)一步增大關(guān)閉力,可以在每個(gè)直齒304上固定至少兩個(gè)側(cè)齒306,以構(gòu)成更 好的渦流效果。每個(gè)直齒304上的至少兩個(gè)側(cè)齒306可以分別固定在直齒(304)的兩個(gè)側(cè)面,這 樣在兩個(gè)直齒304之間的縫隙中,兩個(gè)側(cè)面上都固定有側(cè)齒306,可以更好的使得高壓蒸汽 形成渦流。為使得渦流效果較佳,可以使得側(cè)齒306垂直固定在直齒304上,這樣對(duì)于高壓蒸 汽的向下流動(dòng)和向上流動(dòng)都具有相同的擾動(dòng)作用,進(jìn)一步降低了高壓蒸汽的流速,減少了 漏汽量,當(dāng)然,根據(jù)實(shí)際情況,本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以將側(cè)齒306斜向固定在直齒304上,以 獲得相應(yīng)的渦流效果。為進(jìn)一步增加關(guān)閉力,可以增加高壓蒸汽作用在側(cè)齒306上的向下的壓力,并減 小高壓蒸汽作用在側(cè)齒306上的向上的壓力,此時(shí)側(cè)齒306具體為梯形,其中,朝向汽封弧 段303的一側(cè)為梯形的長(zhǎng)邊,朝向轉(zhuǎn)子301的一側(cè)為梯形的短邊,由于在高壓蒸汽的流動(dòng) 性,作用在梯形斜邊上的向上的壓力較小,所以整體上增大了增加高壓蒸汽作用在側(cè)齒306 上的向下的壓力,并減小高壓蒸汽作用在側(cè)齒306上的向上的壓力,進(jìn)一步增大了關(guān)閉力, 使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙進(jìn)一步減小,進(jìn)而減少漏汽量。本實(shí)用新型實(shí)施例還相應(yīng)提供一種汽輪機(jī),該汽輪機(jī)使用本實(shí)用新型實(shí)施例提供 的布萊登汽封,具體包括轉(zhuǎn)子301、定子302、多個(gè)與定子連接的汽封弧段303,上,以及連 接各汽封弧段303并控制汽封弧段303上的直齒304遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的彈簧305,該布萊登汽封中 還包括至少一個(gè)側(cè)齒306,固定在汽封弧段303的直齒304上。由于側(cè)齒306的存在,使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的高壓蒸汽產(chǎn)生渦流,進(jìn)而減緩了高壓蒸汽的流速,減小了漏汽量。 進(jìn)一步,為獲得較佳的渦流效果,還可以在每個(gè)直齒304上固定至少兩個(gè)側(cè)齒 306。每個(gè)直齒304上的至少兩個(gè)側(cè)齒306可以分別固定在直齒304的兩個(gè)側(cè)面,以獲
得更佳的渦流效果,進(jìn)一步減緩高壓蒸汽的流速,減小漏汽量。進(jìn)一步,還可以將側(cè)齒306制作成梯形,并且朝向汽封弧段303的一側(cè)為梯形的長(zhǎng) 邊,朝向轉(zhuǎn)子301的一側(cè)為梯形的短邊,以進(jìn)一步增大關(guān)閉力,減小汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301 之間的縫隙進(jìn)一步減小,進(jìn)而減少漏汽量。為使得渦流效果較佳,可以使得側(cè)齒306垂直固定在直齒304上,使得對(duì)于高壓蒸 汽的向下流動(dòng)和向上流動(dòng)都具有相同的擾動(dòng)作用,進(jìn)一步降低了高壓蒸汽的流速,減少了
漏汽量。本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種布萊登汽封及汽輪機(jī),在汽封弧段的直齒上增加了側(cè) 齒,由于側(cè)齒的存在,阻礙了汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的順暢流動(dòng),進(jìn)而減小汽封弧 段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的流速,減小漏汽量。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本實(shí)用 新型的精神和范圍。這樣,倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本實(shí)用新型也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種布萊登汽封,包括轉(zhuǎn)子(301)、定子(302)、多個(gè)與定子連接的汽封弧段(303) 以及連接各汽封弧段(30 并控制所述汽封弧段(30 上的直齒(304)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的彈簧(305),其特征在于,還包括至少一個(gè)側(cè)齒(306),固定在所述直齒(304)上。
2.如權(quán)利要求1所述的布萊登汽封,其特征在于,在每個(gè)直齒(304)上固定至少兩個(gè)側(cè) 齒(306)。
3.如權(quán)利要求2所述的布萊登汽封,其特征在于,所述每個(gè)直齒(304)上的至少兩個(gè)側(cè) 齒(306)分別固定在所述直齒(304)的兩個(gè)側(cè)面。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的布萊登汽封,其特征在于,所述側(cè)齒(306)具體為梯形, 其中,朝向汽封弧段(303)的一側(cè)為梯形的長(zhǎng)邊,朝向轉(zhuǎn)子(301)的一側(cè)為梯形的短邊。
5.如權(quán)利要求1-3任一所述的布萊登汽封,其特征在于,所述側(cè)齒(306)垂直固定在所 述直齒(304)上。
6.一種汽輪機(jī),其布萊登汽封包括轉(zhuǎn)子(301)、定子(302)、多個(gè)與定子連接的汽封弧 段(303)以及連接各汽封弧段(30 并控制所述汽封弧段(30 上的直齒(304)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子 的彈簧(305),其特征在于,所述布萊登汽封還包括至少一個(gè)側(cè)齒(306),固定在所述直齒(304)上。
7.如權(quán)利要求6所述的汽輪機(jī),其特征在于,在每個(gè)直齒(304)上固定至少兩個(gè)側(cè)齒(306)。
8.如權(quán)利要求7所述的汽輪機(jī),其特征在于,所述每個(gè)直齒(304)上的至少兩個(gè)側(cè)齒 (306)分別固定在所述直齒(304)的兩個(gè)側(cè)面。
9.如權(quán)利要求6-8任一所述的汽輪機(jī),其特征在于,所述側(cè)齒(306)具體為梯形,其中, 朝向汽封弧段(303)的一側(cè)為梯形的長(zhǎng)邊,朝向轉(zhuǎn)子(301)的一側(cè)為梯形的短邊。
10.如權(quán)利要求6-8任一所述的汽輪機(jī),其特征在于,所述側(cè)齒(306)垂直固定在所述 直齒(304)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種布萊登汽封及汽輪機(jī),該布萊登汽封包括轉(zhuǎn)子(301)、定子(302)、多個(gè)與定子連接的汽封弧段(303)以及連接各汽封弧段(303)并控制所述汽封弧段(303)上的直齒(304)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子的彈簧(305),其特征在于,還包括至少一個(gè)側(cè)齒(306),固定在所述直齒(304)上。本實(shí)用新型實(shí)施例中的布萊登汽封在汽封弧段(303)的直齒(304)上增加了側(cè)齒(306),由于側(cè)齒(306)的存在,阻礙了汽封弧段(303)與轉(zhuǎn)子(301)間的間隙中蒸汽的順暢流動(dòng),進(jìn)而減小汽封弧段(303)與轉(zhuǎn)子(301)間的間隙中蒸汽的流速,減小漏汽量。
文檔編號(hào)F01D11/02GK201851172SQ20102059213
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者宋鵬 申請(qǐng)人:宋鵬