智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统技术方案

本实用新型专利技术所述的智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，涉及一种应用于火力发电、核电、蒸汽‑燃气联合循环汽轮机本体部分。智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，包括转子、隔板套、至少两块汽封弧块；汽封弧块装于转子和隔板套之间；汽封弧块上加工有直齿和高齿；其特征在于：所述的汽封弧块之间依靠弹簧相连接；汽封弧块上至少有2个高齿由可更换的护卫齿替换，护卫齿为镶嵌式结构，镶装于汽封弧块内侧加工的嵌槽内。减少径向间隙，有效降低蒸汽动能，从而降低级间漏汽。本实用新型专利技术具有结构新颖、加工简便、提高机组输出、降低机组热耗、安全性、经济型高等特点，故属于一种集经济性与实用性为一体的新型智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统。

【技术实现步骤摘要】
智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统
本技术所述的智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，涉及一种应用于火力发电、核电、蒸汽-燃气联合循环汽轮机本体部分。
技术介绍
随着国际和国内对节能减排的要求越来越严，如何降低电力行业的耗能水平是摆在眼前的重要任务，我国提出在2020年300MW级机组煤耗水平要控制在310g/kwh，600MW级机组煤耗水平要控制在290g/kwh。国内现役的汽轮机组出厂均标配传统高低齿迷宫结构汽封，通过背部压板弹簧进行间隙定位，经过一段时间运行后，板弹簧失效，从而丧失可调整性。通过机组不同时期的热力试验数据看，汽轮机组的热效率和热耗在运行一个大修周期后，均显著恶化。现有技术的不足之处：汽轮机组经过几次启停机后，转子与汽封产生动静碰磨，径向间隙永久增大，导致机组经济性下降；而轴端汽封径向间隙增大后，使汽轮机内部蒸汽外流至轴承箱，使EH油中含水，转子与轴承间隙不能形成油膜，降低机组运行安全性。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。
技术实现思路
鉴于上述现有技术中所存在的问题，本技术的目的是研究设计一种新型的智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统。通过减小汽封弧块与转子的径向间隙，减少漏汽量；通过转子与汽封弧块之间的径向间隙智能缩放，有效保证汽轮机启停机的安全性和运行的经济性，并保证机组安全经济效果的持久性。本技术的技术解决方案是这样实现的：本技术所述的智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，包括转子、隔板套、至少两块汽封弧块；汽封弧块装于转子和隔板套之间；汽封弧块上加工有直齿和高齿；其特征在于：所述的汽封弧块之间依靠弹簧相连接；汽封弧块上至少有2个高齿由可更换的护卫齿替换，减少径向间隙，有效降低蒸汽动能，从而降低级间漏汽。本技术所述的弹簧为柱状压力弹簧，由Inconel718合金制成；弹簧的张力与作用于弧块背部的蒸汽压力相互作用，实现在汽轮机启停机时汽封张开，带负荷运行时汽封关闭。本技术所述的护卫齿为镶嵌式结构；护卫齿镶装于汽封弧块内侧加工的嵌槽内，易于更换，减少配件成本。本技术所述的护卫齿的材质为0Cr15Mo铁素体材料，自高齿底部向上加工厚度为1.2mm，长度为5.5mm；护卫齿的齿高高于其他直齿0.15mm，可使间隙控制在0.20±0.05mm，进一步缩小径向间隙，减少漏汽量。本技术所述的直齿与汽封弧块为一体式结构，由1Cr12Mo热强钢材料制成自顶部起向下0.30mm为二次加工，齿厚0.25mm。本技术所述的汽封弧块中间背部加铣进气道；汽封弧块背部对称将由两个径向间隙调整孔。本技术所述的汽封弧块与转子的径向间隙，控制在0.20mm±0.05mm，以减少漏汽量；通过转子与汽封弧块之间的径向间隙智能缩放，有效保证汽轮机启停机的安全性和运行的经济性，并保证机组安全经济效果的持久性。本技术所述的汽封弧块与隔板套的单侧间隙为1.0mm。智能护卫汽封的结构及工作原理智能护卫汽封取消了传统汽封背部的板弹簧，在汽封弧块端面处安装了四支螺旋弹簧，并且在每一个汽封弧块背部进汽侧中间位置铣出一个进汽槽道.自由状态下,在弹簧力的作用下汽封弧块是处于张开状态而远离转子的(见图1),机组启机时,随着蒸汽流量的增加,作用在每圈汽封弧块背部的蒸汽压力逐步增大(见图2),当这一压力足以克服弹簧应力,摩擦阻力等时,汽封弧块开始逐渐关闭,直至处于工作状态,并始终保持与转子最小间隙值运行(见图3):停机时,随蒸汽流量的减小,在弹簧应力的作用下,汽封弧块远离转子，使汽封与转子的径向间隙达到最大值。为保证汽封在关闭、打开的过程中不出现卡塞现象，增大了汽封弧块“脖颈”与汽封槽道处的间隙。受力情况如下：(1)关闭力：进汽侧蒸汽压力p1作用于汽封弧块背部产生的作用力F1,出汽侧蒸汽压力p2作用于汽封弧块背部产生的作用力F2。(2)开启力：蒸汽流过汽封齿与转子轴向间的通道时，对汽封产生的作用力F3和汽封弧块端面间,压弹簧产生的作用力F4。(3)摩擦力：汽封弧块闭合或张开时与汽封槽道间的摩擦力F5。在汽轮机启动时，由于进入的蒸汽量少，相应进入汽封弧块背部的蒸汽量也少，作用于汽封弧块背部的关闭力就小，这时：F1+F2<F3+F4-F5汽封块在开启力的作用下，各汽封处于张开状态，远离转子，汽封齿与转子之间的径向间隙较大(最大值为汽封退让间隙与机组正常运行时的汽封径向间隙之和。汽封退让间隙1.8～2.5mm)，从而避免了过临界转速时转子与汽封齿的碰磨。随着汽轮机通流部分蒸汽进入量的增加，作用于汽封弧块背部的关闭力克服作用于汽封齿侧的开启力及摩擦力，即：F1+F2>F3+F4+F5汽封弧块在关闭力的作用下逐级关闭，并最终实现汽封块的关闭，使汽封齿与转子的径向间隙减到最小值，并予以保持。智能护卫汽封在机组启动时，当蒸汽流量在2～30％设计流量下汽封块开始逐级关闭；在停机时，蒸汽流量减少到2～3％，汽封全部张开。这样，智能护卫汽封通过汽封弧块的自动开启和关闭，实现了在机组启、停机过程中汽封与转子的径向间隙可调，避免了由于振动产生的动静碰磨，在机组正常运行中汽封与转子的径向间隙始终保持在较小的范围内，即设计值的下限。本技术的优点是显而易见的，主要表现在：1、本技术在传统汽封结构上进行改进；即：取消了传统汽封背部的压板弹簧，从而使径向间隙在汽轮机启停机和正常带负荷运行时实现智能可缩放；汽封张开时径向间隙达到2.0mm，关闭时径向间隙为0.20mm；保证智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统满足汽轮机运行要求；2、本技术的汽封弧块与隔板套之间加大了间隙，单侧间隙为1.0mm，保证经过长时间运行，汽封系统不卡涩；3、护卫齿为镶嵌式结构；护卫齿镶装于汽封弧块内侧加工的嵌槽内，易于更换，减少配件成本。4、本技术的护卫齿截面为平面，即使护卫齿与转子发生碰磨，由于其材质为0Cr15Mo，难以淬硬，不易磨损，不会伤及转子，并能够长时间保持在0.20±0.05mm间隙运行，从而使汽轮机长期安全经济运行。5、本技术主要用于汽轮机本体部分，减少机组漏汽，防止轴承箱油中含水，提高机组出力，降低机组热耗；6、本技术能够显著改善机组的安全性和经济性。本技术具有结构新颖、加工简便、提高机组输出、降低机组热耗、安全性、经济型高等优点，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益。附图说明本技术共有1幅附图,其中：附图1为本技术结构示意图；附图2为本技术智能护卫汽封开启状态示意图；附图3为本技术智能护卫汽封闭合状态示意图。在图中：1、转子2、隔板套3、汽封弧块4、直齿5、弹簧6、护卫齿7、高齿具体实施方式本技术的具体实施例如附图所示，智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，包括转子1、隔板套2、至少两块汽封弧块3；汽封弧块3装于转子1和隔板套2之间；汽封弧块3与隔板套2的单侧间隙为1.0mm，隔板套2上涂抹二硫化钼土体润滑剂，保证汽封弧块3自由活动；汽封弧块3与转子1的径向间隙，控制在0.20mm±0.05mm，以减少漏汽量；汽封弧块3上加工有直齿4和高齿7，直齿4自顶部起向下0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，包括转子(1)、隔板套(2)、至少两块汽封弧块(3)；汽封弧块(3)装于转子(1)和隔板套(2)之间；汽封弧块(3)上加工有直齿(4)和高齿(7)；其特征在于：所述的汽封弧块(3)之间依靠弹簧(5)相连接；汽封弧块(3)上至少有2个高齿(7)由可更换的护卫齿(6)替换；护卫齿(6)的齿高高于其他直齿(4)0.15mm。

【技术特征摘要】
1.一种智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，包括转子(1)、隔板套(2)、至少两块汽封弧块(3)；汽封弧块(3)装于转子(1)和隔板套(2)之间；汽封弧块(3)上加工有直齿(4)和高齿(7)；其特征在于：所述的汽封弧块(3)之间依靠弹簧(5)相连接；汽封弧块(3)上至少有2个高齿(7)由可更换的护卫齿(6)替换；护卫齿(6)的齿高高于其他直齿(4)0.15mm。2.根据权利要求1所述的智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，其特征在于所述的弹簧(5)为柱状压力弹簧，由Inconel718合金制成。3.根据权利要求1所述的智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，其特征在于所述的护卫齿(6)为镶嵌式结构；护卫齿(6)镶装于汽封弧块(3)内侧加工的嵌槽内。4.根据权利要求1所述的智能径向间隙可缩放式护卫汽封系统，其特征在于所述的护...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅万著，
申请(专利权)人：大连众一节能设备开发有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21