用于蒸汽輪機(jī)的密封系統(tǒng)和蒸汽輪機(jī)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種密封系統(tǒng)(1)，其用于密封在蒸汽輪機(jī)(10)的轉(zhuǎn)子(14)的轉(zhuǎn)子軸(15)和外殼體(11)之間的密封間隙(12)，所述密封系統(tǒng)具有阻隔介質(zhì)壁部(2，3)，所述阻隔介質(zhì)壁部用于在密封間隙(12)之前的區(qū)域中和/或在密封間隙中在轉(zhuǎn)子軸(15)和外殼體(11)之間形成阻隔介質(zhì)腔(4)，其中阻隔介質(zhì)壁部(2，3)能夠固定在外殼體(11)上，所述密封系統(tǒng)具有：在阻隔介質(zhì)壁部(2，3)中的阻隔介質(zhì)開(kāi)口(5)，所述阻隔介質(zhì)開(kāi)口用于將阻隔介質(zhì)(6)從外部輸送到阻隔介質(zhì)腔(4)中；軸密封件(7)，所述軸密封件用于將阻隔介質(zhì)腔(4)相對(duì)于第二腔(13，17)密封，在所述第二腔中存在比第一壓力(P1)更小的第二壓力(P2)；以及用于將阻隔介質(zhì)腔(4)相對(duì)于第三腔(13，17)密封的滑環(huán)密封件(8)，在所述第三腔中存在比第二壓力(P2)更小的第三壓力(P3)。此外，本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)這種密封系統(tǒng)(1)的蒸汽輪機(jī)(10)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于蒸汽輪機(jī)的密封系統(tǒng)和蒸汽輪機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種密封系統(tǒng)，該密封系統(tǒng)用于對(duì)在蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸和外殼體之間的密封間隙進(jìn)行密封。此外，本發(fā)明涉及一種蒸汽輪機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸汽輪機(jī)具有外殼體和轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在外殼體中。在蒸汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，蒸汽進(jìn)入到外殼體中，所述蒸汽的焓在轉(zhuǎn)子的葉片組處被消耗，使得轉(zhuǎn)子被轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
[0003]轉(zhuǎn)子具有轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子軸在其縱向端部處借助各一個(gè)軸承支承，所述軸承設(shè)置在外殼體中。因?yàn)檗D(zhuǎn)子軸在蒸汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)相對(duì)于外殼體運(yùn)動(dòng)，所以在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間設(shè)有至少一個(gè)密封間隙(Dichtspalt)，使得轉(zhuǎn)子軸不觸及外殼體。由于蒸汽在蒸汽輪機(jī)之內(nèi)的過(guò)壓而造成穿過(guò)密封間隙的蒸汽的泄漏。力求盡可能有效地密封該密封間隙，使得穿過(guò)該密封間隙的蒸汽的泄漏盡可能地小。這就是說(shuō)，所需的軸密封件必須構(gòu)成為，使得蒸汽不向外溢出并且沒(méi)有空氣進(jìn)入到蒸汽輪機(jī)的內(nèi)部中。
[0004]在圖1中示出具有外殼體102、轉(zhuǎn)子103和轉(zhuǎn)子軸104的常規(guī)的蒸汽輪機(jī)101。在轉(zhuǎn)子軸104的縱向端部處，所述轉(zhuǎn)子軸在蒸汽輪機(jī)101的工藝側(cè)和軸承之間具有軸承側(cè)的軸部段105和工藝側(cè)的軸部段106。從軸承側(cè)的軸部段105到工藝側(cè)的軸部段106的過(guò)渡由軸階梯部107形成，其中軸承側(cè)的軸部段105具有比工藝側(cè)的軸部段106更小的外直徑。轉(zhuǎn)子軸104的工藝側(cè)的軸部段106穿過(guò)外殼體102，由此限定密封區(qū)域108。密封區(qū)域108借助于軸密封件109密封，所述軸密封件具有軸承側(cè)的迷宮式密封裝置110、工藝側(cè)的迷宮式密封裝置111和中間迷宮式密封裝置112。迷宮式密封裝置110至112設(shè)置在工藝側(cè)的軸部段106上。
[0005]在軸承側(cè)的迷宮式密封裝置110和中間迷宮式密封裝置112之間，在外殼體102中設(shè)有用于導(dǎo)出汽霧114的通道，并且在中間迷宮式密封裝置112和工藝側(cè)的迷宮式密封裝置111之間，在外殼體102中設(shè)有通道，所述通道用于輸送和/或?qū)С鲎韪粽羝?13。迷宮式密封裝置110至112例如構(gòu)成為透明迷宮式密封裝置、全迷宮式密封裝置、階梯迷宮式密封裝置或構(gòu)成為梳齒迷宮式密封裝置。
[0006]作為迷宮式密封件的替代方案，已知的是在蒸汽輪機(jī)中能夠使用透明密封件。然而，迷宮式密封件以及透明密封件由于產(chǎn)生的泄漏量而需要成本密集的泄漏和阻隔蒸汽系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的是:至少部分地消除在將外殼體相對(duì)于蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸密封時(shí)出現(xiàn)的上述缺點(diǎn)。特別地，要實(shí)現(xiàn)外殼體相對(duì)于蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸的密封，這能夠節(jié)省成本密集的泄漏和阻隔蒸汽系統(tǒng)。
[0008]上述目的通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求1的特征的密封系統(tǒng)以及通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求8的特征的蒸汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的其他的特征和細(xì)節(jié)由從屬權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖中得出。在此，結(jié)合密封系統(tǒng)描述的細(xì)節(jié)和特征顯然也是結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)適用的并且相應(yīng)地反之亦然，使得總是能夠相互參考關(guān)于各個(gè)發(fā)明方面的公開(kāi)內(nèi)容。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述目的通過(guò)一種用于密封在蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸和外殼體之間的密封間隙的密封系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述密封系統(tǒng)具有阻隔介質(zhì)壁部，所述阻隔介質(zhì)壁部用于在密封間隙之前的區(qū)域中和/或在密封間隙中在轉(zhuǎn)子軸和外殼體之間形成阻隔介質(zhì)腔，其中阻隔介質(zhì)壁部能夠固定在外殼體上。所述密封系統(tǒng)還具有在阻隔介質(zhì)壁部中的阻隔介質(zhì)開(kāi)口，所述阻隔介質(zhì)開(kāi)口用于將阻隔介質(zhì)從外部輸送到阻隔介質(zhì)腔中。同樣所述密封系統(tǒng)具有軸密封件，尤其迷宮式密封件或透明密封件，所述軸密封件用于將阻隔介質(zhì)腔相對(duì)于第二腔密封，在所述第二腔中存在比第一壓力更小的第二壓力;并且所述密封系統(tǒng)具有用于將阻隔介質(zhì)腔相對(duì)于第三腔密封的滑環(huán)密封件，在所述第三腔中存在比第二壓力更小的第三壓力。
[0010]阻隔介質(zhì)例如能夠是空氣、蒸汽、氣體、有機(jī)介質(zhì)等。特別地，阻隔介質(zhì)是蒸汽輪機(jī)的工作介質(zhì)。蒸汽輪機(jī)就本發(fā)明而言也能夠是冷凝式汽輪機(jī)。
[0011]這種密封系統(tǒng)實(shí)現(xiàn):在阻隔介質(zhì)腔中能夠填充具有第一壓力的阻隔介質(zhì)，所述第一壓力稍微高于相對(duì)于阻隔介質(zhì)腔密封的相鄰的腔中的一個(gè)腔的最高壓力。例如能夠?qū)⒄羝啓C(jī)的外殼體之外的環(huán)境或在蒸汽輪機(jī)中的工藝腔視作為相鄰的腔。密封系統(tǒng)構(gòu)成為，使得密封系統(tǒng)的滑環(huán)密封件用于將阻隔介質(zhì)腔相對(duì)于存在較小的壓力的腔密封。這表示:在第二腔中存在比第三腔中更小的壓力，因此滑環(huán)密封件用于相對(duì)于該腔密封。于是，軸密封件用于相對(duì)于第三腔密封，阻隔介質(zhì)腔中的第一壓力相對(duì)于第三腔的壓差大于相對(duì)于第二腔的壓差。如果例如在蒸汽輪機(jī)的工藝腔中存在比在蒸汽輪機(jī)的外殼體之外的環(huán)境中更高的壓力，那么在阻隔介質(zhì)腔中填充具有第一壓力的阻隔介質(zhì)，所述第一壓力稍微大于工藝腔中的壓力。于是，在阻隔介質(zhì)腔和工藝腔之間的密封間隙的密封借助軸密封件進(jìn)行，因?yàn)檫@兩個(gè)腔之間的壓差小。在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間的密封間隙中使用滑環(huán)密封件，所述密封間隙將阻隔介質(zhì)腔和環(huán)境分開(kāi)，所述滑環(huán)密封件更好地密封阻隔介質(zhì)腔和環(huán)境之間的較尚的壓差。
[0012]如果蒸汽輪機(jī)是冷凝式汽輪機(jī)，那么在冷凝式汽輪機(jī)的工藝腔中存在比環(huán)境壓力更小的負(fù)壓。因此，在阻隔介質(zhì)腔中填充具有第一壓力的阻隔介質(zhì)，所述第一壓力稍微大于環(huán)境中的壓力。于是借助于軸密封件進(jìn)行在阻隔介質(zhì)腔和環(huán)境之間的密封間隙的密封，而在阻隔介質(zhì)腔和工藝腔之間的密封間隙的密封通過(guò)滑環(huán)密封件進(jìn)行。
[0013]有利地，密封系統(tǒng)靈活地構(gòu)成，使得根據(jù)蒸汽輪機(jī)之內(nèi)和蒸汽輪機(jī)的外殼體之外存在的壓力，能夠?qū)⒒h(huán)密封件設(shè)置在阻隔介質(zhì)腔和工藝腔之間的密封間隙中，或者設(shè)置在阻隔介質(zhì)腔和環(huán)境之間的密封間隙中。于是，軸密封件相應(yīng)地用于密封各個(gè)其他的密封間隙。在該密封系統(tǒng)中決定性的是:總是將具有如下壓力的阻隔介質(zhì)填充到阻隔介質(zhì)腔中，所述壓力稍微高于這兩個(gè)鄰接的腔中的較大的壓力。
[0014]這種密封系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將至少一個(gè)滑環(huán)密封件用于密封在蒸汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子軸和外殼體之間的密封間隙，這就是說(shuō)，用于將蒸汽輪機(jī)的工藝腔相對(duì)于環(huán)境密封。這通過(guò)在密封間隙之前的區(qū)域中和/或在密封間隙中在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間構(gòu)成阻隔介質(zhì)腔來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)相應(yīng)使用的密封件是否直接設(shè)置在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間的密封間隙之前或者設(shè)置在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間的密封間隙中，阻隔介質(zhì)腔延伸至密封間隙前一點(diǎn)或者延伸到密封間隙中。至少一個(gè)滑環(huán)密封件的使用節(jié)省成本密集的泄漏和阻隔蒸汽系統(tǒng)，如其在其他的軸密封件中，如迷宮式密封件或透明密封件中是必需的?；h(huán)密封件需要在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間或在阻隔介質(zhì)壁部和轉(zhuǎn)子軸之間的要密封的密封間隙中的盡可能純的介質(zhì)。通過(guò)阻隔介質(zhì)腔實(shí)現(xiàn)將純的阻隔介質(zhì)輸送到滑環(huán)密封件，所述阻隔介質(zhì)腔由阻隔介質(zhì)壁部連同外殼體和轉(zhuǎn)子軸一起形成。
[0015]密封系統(tǒng)的阻隔介質(zhì)壁部密封地固定在外殼體上。此外，軸密封件，尤其迷宮式密封件或透明密封件，用于也極其良好地將第二密封間隙相對(duì)于轉(zhuǎn)子軸密封。經(jīng)由阻隔介質(zhì)壁部中的阻隔介質(zhì)開(kāi)口，阻隔介質(zhì)的輸送，即將例如凈化的環(huán)境空氣或凈化的蒸汽從外部，即從環(huán)境中，或從工藝腔中輸送到阻隔介質(zhì)腔中是可行的，使得滑環(huán)密封件僅與凈化的阻隔介質(zhì)接觸。
[0016]為了例如不必過(guò)濾到達(dá)蒸汽輪機(jī)中的全部蒸汽，例如能夠?qū)⑸倭康恼羝^的旁路蒸汽，從進(jìn)汽流分支到蒸汽輪機(jī)，隨后在如過(guò)濾器的凈化設(shè)備中凈化，以便隨后引導(dǎo)到相應(yīng)的密封系統(tǒng)的滑環(huán)密封件前。由此確保密封系統(tǒng)的滑環(huán)密封件不會(huì)被蒸汽中的污物顆粒損壞。凈化的蒸汽也能夠用于使滑環(huán)密封件在整個(gè)運(yùn)行范圍中僅必須沿一個(gè)方向密封。為此，將具有第一壓力的凈化的阻隔介質(zhì)引入到阻隔介質(zhì)腔中，所述第一壓力稍微高于通過(guò)密封系統(tǒng)分開(kāi)的第二腔或第三腔中的這兩個(gè)壓力中的較高者。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的密封系統(tǒng)以簡(jiǎn)單的方式和方法防止在滑環(huán)密封件處出現(xiàn)損壞。通過(guò)應(yīng)用凈化的阻隔介質(zhì)，例如旁路蒸汽，能夠確保在滑環(huán)密封件上的壓降總是指向相同方向。
[0018]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)形式，在密封系統(tǒng)中能夠提出:阻隔介質(zhì)腔構(gòu)成為用于吸收壓力，所述壓力高于第二腔和第三腔中的壓力。
[0019]根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)形式，在密封系統(tǒng)中能夠提出:滑環(huán)密封件能夠設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上和阻隔介質(zhì)壁部的朝向轉(zhuǎn)子軸的一側(cè)上。阻隔介質(zhì)壁部?jī)?yōu)選在外殼體上設(shè)置成，使得所述阻隔介質(zhì)壁部在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間的密封間隙的區(qū)域中平行于轉(zhuǎn)子軸伸展?；h(huán)密封件或滑環(huán)密封件的一部分固定在阻隔介質(zhì)壁部的平行于轉(zhuǎn)子軸伸展的該側(cè)上。滑環(huán)密封件的另一部分固定在轉(zhuǎn)子軸上以形成滑環(huán)密封件。
[0020]滑環(huán)密封件優(yōu)選具有滑環(huán)和支承環(huán)。這兩個(gè)環(huán)中的一個(gè)固定在外殼體上，尤其阻隔介質(zhì)壁部上。第二環(huán)相對(duì)于第一環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軸上。例如，滑環(huán)能夠以彈簧加載的方式固定在外殼體上或固定在阻隔介質(zhì)壁部上，而支承環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軸上。例如能夠借助扭轉(zhuǎn)止動(dòng)銷(xiāo)將支承環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軸上。這兩個(gè)環(huán)具有彼此平行伸展的平坦的表面。環(huán)的表面能夠平行于轉(zhuǎn)子軸的縱軸線伸展。但是，滑環(huán)密封件的環(huán)也能夠設(shè)置成，使得環(huán)的表面垂直于轉(zhuǎn)子軸的縱軸線伸展。
[0021]環(huán)或至少環(huán)的表面例如能夠由碳-石墨材料、金屬、陶瓷、塑料或合成樹(shù)脂粘合的碳材料構(gòu)成?；h(huán)密封件的可能的組合例如是，相對(duì)由碳化硅構(gòu)成的支承環(huán)，碳環(huán)作為滑環(huán)。
[0022]優(yōu)選地，在密封系統(tǒng)中能夠提出:在阻隔介質(zhì)開(kāi)口處設(shè)置有阻隔介質(zhì)管道，所述阻隔介質(zhì)管道用于將阻隔介質(zhì)腔與密封系統(tǒng)的凈化設(shè)備流體相通地連接，在所述凈化設(shè)備中提供阻隔介質(zhì)，尤其凈化的空氣或凈化的蒸汽。阻隔介質(zhì)管道能夠柔性地或剛性地構(gòu)成。第一密封系統(tǒng)的凈化設(shè)備例如能夠構(gòu)成為用于凈化環(huán)境空氣。第二密封系統(tǒng)的凈化設(shè)備例如能夠構(gòu)成為用于凈化來(lái)自工藝腔中的蒸汽。這就是說(shuō)，如果阻隔介質(zhì)腔位于工藝腔之外，那么能夠?qū)艋沫h(huán)境空氣輸送給相應(yīng)的密封系統(tǒng)的阻隔介質(zhì)腔，如果阻隔介質(zhì)腔位于工藝腔之內(nèi)，那么能夠?qū)艋恼羝斔徒o相應(yīng)的密封系統(tǒng)的阻隔介質(zhì)腔。
[0023]此外，在密封系統(tǒng)中能夠提出:在阻隔介質(zhì)開(kāi)口中或在阻隔介質(zhì)管道中設(shè)置有阻隔介質(zhì)閥。這除了定量分配輸送給阻隔介質(zhì)腔的阻隔介質(zhì)之外也實(shí)現(xiàn)對(duì)阻隔介質(zhì)腔之內(nèi)的阻隔介質(zhì)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。
[0024]在密封系統(tǒng)中，阻隔介質(zhì)壁部能夠兩件式或多件式地構(gòu)成，其中所有阻隔介質(zhì)壁部能夠密封地相互固定。阻隔介質(zhì)壁部的一部分能夠密封地固定在外殼體上。阻隔介質(zhì)壁部或阻隔介質(zhì)壁部的一部分尤其能夠力配合地、例如經(jīng)由螺紋連接密封地固定在外殼體上。
[0025]此外，在密封系統(tǒng)中能夠提出:在第一阻隔介質(zhì)壁部上設(shè)置有軸密封件，并且在第二阻隔介質(zhì)壁部處固定有滑環(huán)密封件的滑環(huán)或者支承環(huán)。這種設(shè)置方式實(shí)現(xiàn)環(huán)境相對(duì)于蒸汽輪機(jī)的工藝腔的良好的密封或工藝腔相對(duì)于環(huán)境的良好的密封。作為替代方案，軸密封件能夠附加地或僅固定在轉(zhuǎn)子軸上。同樣可以考慮的是:滑環(huán)設(shè)置在轉(zhuǎn)子軸上，而滑環(huán)密封件的支承環(huán)設(shè)置在阻隔介質(zhì)壁部或外殼體上。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，所述目的通過(guò)一種蒸汽輪機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其具有外殼體和帶有轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)子，以及在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間的至少一個(gè)密封間隙。蒸汽輪機(jī)的特征在于，所述蒸汽輪機(jī)具有根據(jù)本發(fā)明的第一方面的、尤其根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的至少一個(gè)密封系統(tǒng)，所述密封系統(tǒng)用于密封在外殼體和轉(zhuǎn)子軸之間的至少一個(gè)密封間隙。蒸汽輪機(jī)就本發(fā)明而言能夠是冷凝式汽輪機(jī)。
[0027]這種蒸汽輪機(jī)以結(jié)構(gòu)上更簡(jiǎn)單且成本更適宜的方式和方法確保蒸汽輪機(jī)的工藝腔不僅相對(duì)于排出的蒸汽而且相對(duì)于進(jìn)入的空氣可靠地受到保護(hù)。
[0028]為了將蒸汽輪機(jī)相對(duì)于排出的蒸汽密封，例如能夠提出:將少量的來(lái)自蒸汽輪機(jī)的工藝腔中的蒸汽從進(jìn)汽流中分支，在凈化設(shè)備中凈化并且隨后在蒸汽輪機(jī)的工藝腔之內(nèi)的滑環(huán)密封件之前輸送給阻隔介質(zhì)腔。這就是說(shuō)，僅少量的蒸汽被凈化并且輸送給工藝腔之內(nèi)的相應(yīng)的密封系統(tǒng)是足夠的。該凈化的蒸汽也能夠用于:在整個(gè)工作范圍中僅須沿一個(gè)方向密封滑環(huán)密封件。對(duì)此，凈化的蒸汽以比在分開(kāi)的腔中的壓力更高的壓力被引入到阻隔介質(zhì)腔中。
[0029]為了相對(duì)于進(jìn)入的空氣密封蒸汽輪機(jī)，例如能夠?qū)艋沫h(huán)境空氣輸送給密封系統(tǒng)，這就是說(shuō)，在蒸汽輪機(jī)的工藝腔之外的滑環(huán)密封件之前輸送給阻隔介質(zhì)腔。這就是說(shuō)，從外部，將具有足夠的純度的凈化的空氣在滑環(huán)密封件之前引入到阻隔介質(zhì)腔中。由此確保滑環(huán)密封件不被污物顆粒損壞。
[0030]相應(yīng)優(yōu)選的是，具有至少兩個(gè)根據(jù)本發(fā)明的密封系統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)。第一密封系統(tǒng)置于蒸汽輪機(jī)的工藝腔或蒸汽腔之外，第二密封系統(tǒng)置于蒸汽輪機(jī)的工藝腔或蒸汽腔之內(nèi)。在這兩個(gè)密封系統(tǒng)中，借助于阻隔腔壁部在相應(yīng)的滑環(huán)密封件之前形成阻隔介質(zhì)腔。例如能夠通過(guò)阻隔腔壁部中的阻隔腔開(kāi)口將凈化的環(huán)境空氣引入到第一密封系統(tǒng)的阻隔介質(zhì)腔中，例如能夠通過(guò)阻隔腔壁部中的阻隔腔開(kāi)口將凈化的蒸汽引入到第二密封系統(tǒng)的阻隔介質(zhì)腔中。通過(guò)凈化的環(huán)境空氣或凈化的蒸汽，分別簡(jiǎn)單地且成本適宜地確保相應(yīng)的滑環(huán)密封件不會(huì)由于在環(huán)境空氣或蒸汽中的污物而損壞。因此，有利的是，蒸汽輪機(jī)具有用于阻隔介質(zhì)的兩個(gè)凈化設(shè)備，例如用于凈化環(huán)境空氣的凈化設(shè)備和用于凈化蒸汽的凈化設(shè)備。
[0031]此外，下述蒸汽輪機(jī)是優(yōu)選的:在所述蒸汽輪機(jī)中外殼體具有用于固定至少一個(gè)密封系統(tǒng)的阻隔介質(zhì)壁部的固定裝置。
[0032]密封系統(tǒng)的阻隔介質(zhì)壁部?jī)?yōu)選密封地設(shè)置在外殼體的朝向轉(zhuǎn)子軸的一側(cè)上，即所謂的端側(cè)上。但是，所述阻隔介質(zhì)壁部也能夠密封地設(shè)置在外殼體的一側(cè)上。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)形式，在蒸汽輪機(jī)中能夠提出:軸密封件將阻隔介質(zhì)腔相對(duì)于第二腔密封，在所述第二腔中存在比第一壓力更小的第二壓力，并且滑環(huán)密封件將阻隔介質(zhì)腔相對(duì)于第三腔密封，在所述第三腔中存在比第二壓力更小的第三壓力。
[0034]蒸汽輪機(jī)優(yōu)選具有栗，所述栗構(gòu)成為用于提高阻隔介質(zhì)上的壓力。
[0035]在蒸汽輪機(jī)中還能夠提出:至少一個(gè)滑環(huán)密封件的滑環(huán)固定在阻隔介質(zhì)壁部的朝向轉(zhuǎn)子軸的一側(cè)上，而至少一個(gè)滑環(huán)密封件的支承環(huán)固定在轉(zhuǎn)子軸上。
[0036]針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一方面描述的密封系統(tǒng)的全部?jī)?yōu)點(diǎn)同樣相應(yīng)地適用于蒸汽輪機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0037]在下面根據(jù)附圖詳細(xì)闡述根據(jù)本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)以及根據(jù)本發(fā)明的密封系統(tǒng)。附圖分別示意性地示出:
[0038]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的蒸汽輪機(jī)的軸區(qū)域中的縱截面圖，
[0039]圖2示出貫穿根據(jù)本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)的第一軸區(qū)域的縱截面圖，以及
[0040]圖3示出貫穿根據(jù)本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)的第二軸區(qū)域的縱截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]具有相同功能和作用方式的元件在圖2和3分別設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
[0042]圖2和3分別示意地示出根據(jù)本發(fā)明的蒸汽輪機(jī)10的軸區(qū)域的縱截面圖。在圖1中示出密封系統(tǒng)I，所述密封系統(tǒng)將蒸汽輪機(jī)10的工藝腔13相對(duì)于進(jìn)入的環(huán)境空氣密封。在圖3中示出密封系統(tǒng)1，所述密封系統(tǒng)將蒸汽輪機(jī)10的工藝腔13相對(duì)于從工藝腔13中排出的蒸汽密封。
[0043]每個(gè)密封系統(tǒng)I構(gòu)成為用于密封在蒸汽輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子14的轉(zhuǎn)子軸15和外殼體11之間的密封間隙12。
[0044]圖2中的密封系統(tǒng)I具有兩件式的阻隔介質(zhì)壁部2、3，所述阻隔介質(zhì)壁部用于在密封間隙12之前的環(huán)境區(qū)域中和/或在密封間隙12中在轉(zhuǎn)子軸15和外殼體11之間形成阻隔介質(zhì)腔4。阻隔介質(zhì)壁部3的第二部分經(jīng)由力配合的連接20，例如螺紋連接，固定在蒸汽輪機(jī)10的外殼體11上。在阻隔介質(zhì)壁部2、3中，即在此為在阻隔介質(zhì)壁部2的第一部分中，設(shè)有阻隔介質(zhì)開(kāi)口 5，所述阻隔介質(zhì)開(kāi)口用于將凈化的阻隔介質(zhì)6以第一壓力Pl從外部經(jīng)由阻隔介質(zhì)管道5b輸送到阻隔介質(zhì)腔4中。阻隔介質(zhì)6以如此高的第一壓力Pl被栗送到阻隔介質(zhì)腔4中，使得在阻隔介質(zhì)腔4中的第一壓力Pl不僅大于環(huán)境的第二壓力P2，而且大于蒸汽輪機(jī)10之內(nèi)的工藝腔13中的第三壓力P3。為了調(diào)節(jié)阻隔介質(zhì)6流入到阻隔介質(zhì)腔4中和在阻隔介質(zhì)腔4中的第一壓力Pl，在阻隔介質(zhì)管道5b中設(shè)置有阻隔介質(zhì)閥5a。此外，能夠設(shè)有用于產(chǎn)生阻隔介質(zhì)6的第一壓力Pl的未示出的栗。為了凈化阻隔介質(zhì)6，即在此為環(huán)境空氣，設(shè)有凈化設(shè)備16，例如空氣過(guò)濾器。此外，密封系統(tǒng)I具有軸密封件7，尤其迷宮式密封件或透明密封件，所述軸密封件用于密封在阻隔介質(zhì)腔4和環(huán)境17之間的轉(zhuǎn)子軸15和阻隔介質(zhì)壁部2。此外，密封系統(tǒng)I具有滑環(huán)密封件8，所述滑環(huán)密封件用于密封在外殼體11和轉(zhuǎn)子軸15之間且在阻隔介質(zhì)腔4和工藝腔13之間的密封間隙12。第二壓力P2，即環(huán)境中的壓力，在這種情況下高于第三壓力P3，即在此為工藝腔13中的壓力。這表示:因?yàn)榫哂械谝粔毫l的阻隔介質(zhì)6被引入到阻隔介質(zhì)腔4中，所述第一壓力不僅高于第二壓力P2而且高于第三壓力P3，所以在工藝腔13和阻隔介質(zhì)腔4之間存在比在環(huán)境17和阻隔介質(zhì)腔4之間更大的壓差。因此，將滑環(huán)密封件8設(shè)置在工藝腔13和阻隔介質(zhì)腔4之間。軸密封件7對(duì)在阻隔介質(zhì)腔4和環(huán)境17之間的第二密封間隙進(jìn)行密封，因?yàn)樵谠撁芊忾g隙中由于施加相對(duì)于第二壓力P2稍微更高的第一壓力Pl而在那里僅存在小的壓差。
[0045]滑環(huán)密封件8具有滑環(huán)8a和支承環(huán)Sb?；h(huán)設(shè)置在阻隔介質(zhì)壁部3的朝向轉(zhuǎn)子軸15的一側(cè)上，而支承環(huán)8a固定在轉(zhuǎn)子軸15上。為了附加地密封，朝阻隔介質(zhì)腔4的方向在滑環(huán)密封件8之前能夠設(shè)置有例如O形環(huán)形式的輔助密封件18。同樣地，將另一軸密封件，例如透明密封件或迷宮式密封件，朝工藝腔13的方向設(shè)置在滑環(huán)密封件8下游。此外，在軸密封件7之前能夠設(shè)有例如O形環(huán)形式的附加的輔助密封件19。
[0046]在圖2中示出的密封系統(tǒng)I實(shí)現(xiàn)僅將具有特定的第一壓力Pl的凈化的阻隔介質(zhì)6，尤其凈化的環(huán)境空氣，輸送給滑環(huán)密封件8 ο由此防止污物能夠到達(dá)滑環(huán)密封件8。因此，密封系統(tǒng)I首先實(shí)現(xiàn)將滑環(huán)密封件8用于將外殼體11相對(duì)于蒸汽輪機(jī)10的轉(zhuǎn)子軸15密封。
[0047]在圖3中示出與圖2相同的密封系統(tǒng)I。然而，該密封系統(tǒng)I設(shè)置在蒸汽輪機(jī)10的工藝腔13之內(nèi)，并且防止來(lái)自工藝腔13中的蒸汽穿過(guò)外殼體11排出。將蒸汽作為阻隔介質(zhì)6從工藝腔13中分出，在凈化設(shè)備16中凈化并且經(jīng)由阻隔介質(zhì)管道5b和阻隔介質(zhì)開(kāi)口5輸送給該密封系統(tǒng)I的阻隔介質(zhì)腔4。由此確保僅將凈化的阻隔介質(zhì)6，尤其凈化的蒸汽，輸送給該密封系統(tǒng)I的滑環(huán)密封件8，由此顯著地改善滑環(huán)密封件8的功效。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種密封系統(tǒng)(I)，其用于對(duì)在蒸汽輪機(jī)(10)的轉(zhuǎn)子(14)的轉(zhuǎn)子軸(15)和外殼體(11)之間的密封間隙(12)進(jìn)行密封，所述密封系統(tǒng)具有: 阻隔介質(zhì)壁部(2，3)，所述阻隔介質(zhì)壁部用于在所述密封間隙(12)之前的區(qū)域中和/或在密封間隙中在所述轉(zhuǎn)子軸(15)和所述外殼體(11)之間形成阻隔介質(zhì)腔(4)，其中所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)能夠固定在所述外殼體(11)上； 在所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)中的阻隔介質(zhì)開(kāi)口(5)，所述阻隔介質(zhì)開(kāi)口用于將阻隔介質(zhì)(6)以第一壓力(Pl)從外部輸送到所述阻隔介質(zhì)腔(4)中； 軸密封件(7)，所述軸密封件用于將所述阻隔介質(zhì)腔(4)相對(duì)于第二腔(13，17)密封，在所述第二腔中存在比所述第一壓力(Pl)更小的第二壓力(P2);以及 用于將所述阻隔介質(zhì)腔(4)相對(duì)于第三腔(13，17)密封的滑環(huán)密封件(8)，在所述第三腔中存在比所述第二壓力(P2)更小的第三壓力(P3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)(I)， 其特征在于，所述滑環(huán)密封件(8)能夠設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子軸(15)上和所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)的朝向所述轉(zhuǎn)子軸(15)的一側(cè)上。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的密封系統(tǒng)(I)， 其特征在于，所述滑環(huán)密封件(8)具有滑環(huán)(8a)和支承環(huán)(Sb)。4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封系統(tǒng)(I)， 其特征在于，在所述阻隔介質(zhì)開(kāi)口(5)處設(shè)置有阻隔介質(zhì)管道(5b)，所述阻隔介質(zhì)管道用于將所述阻隔介質(zhì)腔(4)與所述密封系統(tǒng)(I)的凈化設(shè)備(16)流體相通地連接，在所述凈化設(shè)備中提供阻隔介質(zhì)(6)，尤其提供凈化的空氣或凈化的蒸汽。5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封系統(tǒng)(I)， 其特征在于，在所述阻隔介質(zhì)開(kāi)口(5)中或在所述阻隔介質(zhì)管道(5b)中設(shè)置有阻隔介質(zhì)閥(5a)。6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封系統(tǒng)(I)， 其特征在于，所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)兩件式地構(gòu)成，其中兩個(gè)所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)能夠密封地相互固定。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的密封系統(tǒng)(I)， 其特征在于，在第一阻隔介質(zhì)壁部(2)上設(shè)置有所述軸密封件(7)，并且在第二阻隔介質(zhì)壁部(3)上固定有所述滑環(huán)密封件(8)的滑環(huán)(Sa)或者支承環(huán)(Sb)。8.—種蒸汽輪機(jī)(10)，其具有:外殼體(11)和帶有轉(zhuǎn)子軸(15)的轉(zhuǎn)子(14);以及在所述外殼體(11)和所述轉(zhuǎn)子軸(15)之間的至少一個(gè)密封間隙(12)， 其特征在于，所述蒸汽輪機(jī)(I)具有至少一個(gè)根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的密封系統(tǒng)(I)，所述密封系統(tǒng)用于密封至少一個(gè)所述密封間隙(12)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸汽輪機(jī)(10)， 其特征在于，所述外殼體(11)具有用于固定至少一個(gè)所述密封系統(tǒng)(I)的所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)的固定裝置。10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的蒸汽輪機(jī)(10)， 其特征在于，所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)密封地設(shè)置在所述外殼體(11)的朝向所述轉(zhuǎn)子軸(15)的一側(cè)上。11.根據(jù)權(quán)利要求8至10所述的蒸汽輪機(jī)(10)， 其特征在于， 所述軸密封件(7)將所述阻隔介質(zhì)腔(4)相對(duì)于第二腔(13，17)密封，在所述第二腔中存在比第一壓力(Pl)更小的第二壓力(P2)，并且所述滑環(huán)密封件(8)將所述阻隔介質(zhì)腔(4)相對(duì)于第三腔(13，17)密封，在所述第三腔中存在比第二壓力(P2)更小的第三壓力(P3)，所述軸密封件(7)設(shè)置在所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)的朝向軸起始端(15a)的一側(cè)上和/或設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子軸(15)上。12.根據(jù)權(quán)利要求8至11所述的蒸汽輪機(jī)(10)， 其特征在于，所述滑環(huán)密封件(8)的滑環(huán)(Sa)固定在所述阻隔介質(zhì)壁部(2，3)的朝向所述轉(zhuǎn)子軸(15)的一側(cè)上，而所述滑環(huán)密封件(8)的支承環(huán)(Sb)固定在所述轉(zhuǎn)子軸(15)上。
【文檔編號(hào)】F01D11/04GK105874170SQ201480071873
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2014年11月10日
【發(fā)明人】克里斯托夫·格倫德, 德特勒夫·哈耶, 盧茨·諾伊曼, 馬丁·齊恩
【申請(qǐng)人】西門(mén)子公司