一種被動式調(diào)節(jié)間隙的摩擦啟動汽輪機(jī)汽封用汽封片的制作方法
【專利摘要】一種被動式調(diào)節(jié)間隙的摩擦啟動汽輪機(jī)汽封用汽封片，它涉及一種用于摩擦啟動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸汽封及葉頂圍帶汽封的汽封片。以解決在汽輪機(jī)啟動及運(yùn)行階段，汽封間隙過大，造成蒸汽質(zhì)量、流量損失大，并且當(dāng)該間隙人為設(shè)置不當(dāng)造成汽封片對葉頂圍帶或轉(zhuǎn)子軸頸造成傷害的問題，第二環(huán)片、過渡環(huán)片與第一環(huán)片環(huán)套固接，所述汽封片為馬氏體不銹鋼汽封片，與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片的內(nèi)側(cè)壁處開設(shè)有倒角，與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片的環(huán)面、過渡環(huán)片的環(huán)面及第一環(huán)片的環(huán)面均為維氏硬度在150HV至175HV的環(huán)面。本發(fā)明用于對葉頂圍帶或轉(zhuǎn)子軸頸的高溫高壓氣體密封。
【專利說明】一種被動式調(diào)節(jié)間隙的摩擦啟動汽輪機(jī)汽封用汽封片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于摩擦啟動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸汽封及葉頂圍帶汽封的汽封片。

【背景技術(shù)】
[0002]汽輪機(jī)為防止漏氣，降低熱耗，主要通過汽封片實現(xiàn)對葉頂圍帶及轉(zhuǎn)子軸頸的高溫高壓氣體密封?，F(xiàn)有技術(shù)中，300MW亞臨界機(jī)組至1000MW超臨界機(jī)組的汽封結(jié)構(gòu)多采用傳統(tǒng)的梳齒式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中汽封片均豎直設(shè)置，且若干個汽封片依次水平排布，如圖2及圖3所示，為保證汽輪機(jī)機(jī)組安全起動，降低汽封片同圍帶或轉(zhuǎn)子軸頸摩擦的風(fēng)險，密封位置均存在0.5mm至0.75mm的間隙。隨著汽輪機(jī)機(jī)組不斷的改進(jìn)更新及機(jī)組參數(shù)的不斷提高，通過該汽封間隙損失的蒸汽質(zhì)量、流量逐漸增多，不僅熱耗增高，而且造成級間主流道氣流擾動，影響機(jī)組效率。
[0003]目前，解決該汽封間隙損失的蒸汽質(zhì)量、流量的方法主要有兩種:一種為固定式汽封，主要用于葉頂圍帶；另一種為可調(diào)式汽封，主要用于轉(zhuǎn)子軸頸位置，典型的汽封設(shè)計為一種專利號96106529.X的自動閉合汽封，這兩種解決方法都是通過增加汽封片圈數(shù)、盡可能減小間隙來解決的。并且這兩種汽封所用的汽封片不允許與旋轉(zhuǎn)體(葉頂圍帶和轉(zhuǎn)子軸頸)進(jìn)行摩擦。但該間隙為人為調(diào)整間隙，盡管該間隙已經(jīng)調(diào)到最小，但通過該汽封間隙損失的蒸汽質(zhì)量、流量依然較多，并且該間隙調(diào)整不當(dāng)會與葉頂圍帶或轉(zhuǎn)子軸頸產(chǎn)生摩擦造成葉頂圍帶或轉(zhuǎn)子軸頸的磨損。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種被動式調(diào)節(jié)間隙的摩擦啟動汽輪機(jī)汽封用汽封片，以解決在汽輪機(jī)啟動及運(yùn)行階段，汽封間隙過大，造成蒸汽質(zhì)量、流量損失大，并且當(dāng)該間隙人為設(shè)置不當(dāng)造成汽封片對葉頂圍帶或轉(zhuǎn)子軸頸造成傷害的問題。
[0005]本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是:所述汽封片為圓環(huán)片，所述汽封片由第一環(huán)片、第二環(huán)片及過渡環(huán)片組成，第一環(huán)片直徑大于第二環(huán)片直徑，第二環(huán)片、過渡環(huán)片與第一環(huán)片依次豎直環(huán)套固接，第一環(huán)片厚度大于第二環(huán)片厚度，過渡環(huán)片內(nèi)圈厚度與第二環(huán)片厚度一致，過渡環(huán)片外圈厚度與第一環(huán)片厚度一致，所述汽封片為馬氏體不銹鋼汽封片，所述汽封片一側(cè)環(huán)面為豎直平面，與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片的內(nèi)側(cè)壁處開設(shè)有倒角，與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片的環(huán)面、過渡環(huán)片的環(huán)面及第一環(huán)片的環(huán)面均為維氏硬度在150HV至175HV的環(huán)面。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
[0007]1、本發(fā)明的汽封片對汽封間隙調(diào)整效果好。相對現(xiàn)有技術(shù)的人為調(diào)整間隙的方式，本發(fā)明的汽封片為被動式調(diào)節(jié)汽封間隙的汽封片；將本發(fā)明的汽封片05安裝后，與本發(fā)明汽封片05所述另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的小環(huán)片02的環(huán)面為經(jīng)過冷軋成型的維氏硬度在150HV至175HV的環(huán)面，當(dāng)啟動汽輪機(jī)時，氣流流動方向同本發(fā)明的汽封片05相垂直，本發(fā)明的汽封片05使氣流流動方向產(chǎn)生更強(qiáng)烈的紊流，小環(huán)片02的內(nèi)圈在通氣流紊流、轉(zhuǎn)子膨脹以及轉(zhuǎn)子軸頸06或葉頂圍帶07的有效接觸摩擦過程中，會彎曲成“J”型卷邊，從而形成汽封間隙，由于該汽封間隙是被轉(zhuǎn)子軸頸06或葉頂圍帶07擠壓形成的，該汽封間隙既能保證汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子軸頸06或葉頂圍帶07與汽封片不接觸，確保機(jī)組安全運(yùn)行，又能有效縮小該汽封間隙，從而有效降低蒸汽質(zhì)量、流量的損失。
[0008]2、由于小環(huán)片02內(nèi)壁設(shè)有倒角04，故轉(zhuǎn)子軸頸06或葉頂圍帶07對本發(fā)明的汽封片05進(jìn)行擠壓的過程中不易造成磨損或劃傷，倒角有利于汽封片在摩擦過程中形成“J”型卷邊，小環(huán)片02的倒角04為45°倒角，45°倒角為機(jī)械加工中常用倒角，便于制造。
[0009]3、本發(fā)明的汽封片05相對現(xiàn)有技術(shù)的汽封片結(jié)構(gòu)改造小，降低制造成本。由于現(xiàn)有技術(shù)中汽封片的制造工藝龐大并且復(fù)雜，如果對汽封片的結(jié)構(gòu)改進(jìn)過大，將導(dǎo)致汽封片的整個制造工藝進(jìn)行重大調(diào)整，這種調(diào)整的成本非常昂貴，而本發(fā)明的汽封片05改進(jìn)小，改進(jìn)之處為:與汽封片05另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的小環(huán)片02的內(nèi)側(cè)壁處開設(shè)有倒角04，與汽封片05所述另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的小環(huán)片02的環(huán)面、過渡環(huán)片03的環(huán)面及大環(huán)片01的環(huán)面均為經(jīng)過冷軋成型的維氏硬度HV在150HV至175HV的環(huán)面。從而實現(xiàn)了既能夠有效降低汽封間隙過大造成的蒸汽質(zhì)量、流量的損失，又能夠保證轉(zhuǎn)子軸頸和葉頂圍帶不造成損傷。由于汽封片制造工藝調(diào)整小，有利于在原有汽封上進(jìn)行改造，降低汽封制造工藝調(diào)整成本，非常適合在改造機(jī)組上運(yùn)用。
[0010]使用本發(fā)明的汽封片后，通過該汽封間隙損失的蒸汽質(zhì)量、流量相對現(xiàn)有技術(shù)降低 40%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的汽封片的剖視主視圖，圖2是使用本發(fā)明的汽封片05組成梳齒式結(jié)構(gòu)汽封與轉(zhuǎn)子軸頸06相配合的局部剖視主視圖，圖3是使用本發(fā)明的汽封片05組成梳齒式結(jié)構(gòu)汽封與葉頂圍帶07相配合的局部剖視主視圖。圖2至圖3中，05為本發(fā)明的汽封片，06為轉(zhuǎn)子軸頸，07為葉頂圍帶，箭頭均指氣流流動方向及轉(zhuǎn)子軸向膨脹方向。

【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1至圖3說明，本實施方式的所述汽封片為圓環(huán)片，所述汽封片由第一環(huán)片01、第二環(huán)片02及過渡環(huán)片03組成，第一環(huán)片01直徑大于第二環(huán)片02直徑，第二環(huán)片02、過渡環(huán)片03與第一環(huán)片01依次豎直環(huán)套固接，第一環(huán)片01厚度大于第二環(huán)片02厚度，過渡環(huán)片03內(nèi)圈厚度與第二環(huán)片02厚度一致，過渡環(huán)片03外圈厚度與第一環(huán)片01厚度一致，所述汽封片為馬氏體不銹鋼汽封片，所述汽封片一側(cè)環(huán)面為豎直平面，與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片02的內(nèi)側(cè)壁處開設(shè)有倒角04，與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片02的環(huán)面、過渡環(huán)片03的環(huán)面及第一環(huán)片01的環(huán)面均為維氏硬度在150HV至175HV的環(huán)面。
[0013]【具體實施方式】二:結(jié)合圖1至圖3說明，本實施方式的與汽封片所述另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的小環(huán)片02的環(huán)面、過渡環(huán)片03的環(huán)面及大環(huán)片01的環(huán)面均為冷軋成型環(huán)面。
[0014]本實施方式中未公開的技術(shù)特征與【具體實施方式】一相同。
[0015]【具體實施方式】三:結(jié)合圖1至圖3說明，本實施方式的小環(huán)片02的倒角04為45°倒角。45°倒角為機(jī)械加工中常用倒角，便于制造。
[0016]本實施方式中未公開的技術(shù)特征與【具體實施方式】一或二相同。
[0017]工作原理
[0018]參見圖2及圖3說明，將本發(fā)明的汽封片05安裝后，與本發(fā)明汽封片05所述另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的小環(huán)片02的環(huán)面為經(jīng)過冷軋成型的維氏硬度在150HV至175HV的環(huán)面，當(dāng)汽輪機(jī)首次啟動運(yùn)行時，本發(fā)明的汽封片05豎直平面?zhèn)韧瑲饬髁鲃臃较虼怪?，產(chǎn)生更強(qiáng)烈的紊流，小環(huán)片02的內(nèi)圈在同轉(zhuǎn)子軸頸06或葉頂圍帶07的有效接觸摩擦過程中，會彎曲成“J”型卷邊，從而形成汽封間隙，由于該汽封間隙是被轉(zhuǎn)子軸頸06或葉頂圍帶07擠壓形成的，該汽封間隙既能保證汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子軸頸06或葉頂圍帶07與汽封片不接觸，確保機(jī)組安全運(yùn)行，又能有效縮小該汽封間隙，從而有效降低蒸汽質(zhì)量、流量的損失。
【權(quán)利要求】
1.一種被動式調(diào)節(jié)間隙的摩擦啟動汽輪機(jī)汽封用汽封片，所述汽封片為圓環(huán)片，所述汽封片由第一環(huán)片(01)、第二環(huán)片(02)及過渡環(huán)片(03)組成，第一環(huán)片(01)直徑大于第二環(huán)片(02)直徑，第二環(huán)片(02)、過渡環(huán)片(03)與第一環(huán)片(01)依次豎直環(huán)套固接，第一環(huán)片(01)厚度大于第二環(huán)片(02)厚度，過渡環(huán)片(03)內(nèi)圈厚度與第二環(huán)片(02)厚度一致，過渡環(huán)片(03)外圈厚度與第一環(huán)片(01)厚度一致，其特征在于:所述汽封片為馬氏體不銹鋼汽封片，所述汽封片一側(cè)環(huán)面為豎直平面，與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片(02)的內(nèi)側(cè)壁處開設(shè)有倒角(04)，與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片(02)的環(huán)面、過渡環(huán)片(03)的環(huán)面及第一環(huán)片(01)的環(huán)面均為維氏硬度在150HV至175HV的環(huán)面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽封片，其特征在于:與所述汽封片另一側(cè)環(huán)面相對應(yīng)的第二環(huán)片(02)的環(huán)面、過渡環(huán)片(03)的環(huán)面及第一環(huán)片(01)的環(huán)面均為冷軋成型環(huán)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的汽封片，其特征在于:第二環(huán)片(02)的倒角(04)為45°倒角。
【文檔編號】F01D11/00GK104481596SQ201410697193
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】王洪昌, 鞠鳳嗚, 趙義瀚, 彭建強(qiáng), 劉新新, 楊鑫, 孫福民, 翟玉琛, 徐國林 申請人:哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司