The invention discloses a sealing technology for suppressing leakage flow loss in the back cavity of a centripetal turbine. The specific structure is as follows: a leakage flow seal structure is installed on the casing in the junction area between the main channel of centripetal turbine and the cavity at the back of impeller, and the sealing structure can adopt rectangular protrusion, trapezoidal protrusion, castor seal structure, brush seal structure, etc. The structure can adopt soft metal, graphite and other materials to reduce the wear of impeller; the structure can be removed from the casing to facilitate wear after wear. It can be used in many fields such as aerospace, transportation, compressed air energy storage and so on, especially in high-pressure centripetal turbine. The advantage of this structure is that it can effectively control the leakage of working gas from impeller runner to impeller back cavity, and the leakage of sealing gas from impeller back cavity to impeller runner. Therefore, it can effectively control the loss of leakage flow in the back cavity of centripetal turbine impeller, increase the aerodynamic efficiency of centripetal turbine, improve the utilization rate of energy of turbine, and facilitate maintenance and replacement.
【技术实现步骤摘要】
一种向心涡轮背部空腔泄漏流损失抑制密封技术
本专利技术涉及叶轮机械中向心涡轮
,涉及到向心涡轮内部泄漏流损失控制技术,具体地说是一种向心涡轮背部空腔泄漏流损失抑制密封技术。
技术介绍
叶轮机械应用十分广泛,结构型式也多种多样,在各个领域为工业生产、民众生活提供电力和动力。作为叶轮机械的一种,向心涡轮具有结构简单、成本低、单级压比高等特点得到了广泛的应用。为了使单位体积的设备在同等热力参数下尽可能多的输出机械能,就需要提高向心涡轮的效率。如图1~3所示,由于向心涡轮的叶轮10旋转,叶轮顶部、轮背与机匣20之间势必存在间隙40、50,使向心涡轮内工质与外界环境通过该间隙形成能量和质量交换,产生流动损失,降低了向心涡轮的做功能力,其流场结构如图9所示。因此采用合适的技术手段控制向心叶轮背部空腔泄漏损失是提高向心涡轮效率的重要途径。目前,控制向心涡轮内工质通过轮盘背部空腔向外部泄漏的常用手段是:在轮盘背部的中部半径位置施加篦齿密封结构60,见图1~3。但这种方法并未考虑篦齿密封结构60上游轮盘背部空腔50内工质在叶轮高速旋转离心力带动下向叶轮主流道的泄漏,以及叶轮主流道内工质与该区域内高熵工质的质量和能量交换产生的流动损失。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述问题,本专利技术公开了一种向心涡轮背部空腔泄漏流损失抑制密封技术,该结构有效控制了工质气体从叶轮流道向叶轮背部空腔的泄漏,以及叶轮背部空腔密封气向叶轮流道的泄漏,解决了向心涡轮径流涡轮间轮盘背部空腔泄漏引起的流动损失大的问题,满足了向心涡轮高效运行的需求,使向心涡轮气动效率增加,促进了向心涡轮在能源系统上 ...
【技术保护点】
1.一种向心涡轮背部空腔泄漏流损失抑制密封技术,所述向心涡轮包括叶轮和机匣,所述叶轮沿其周向均匀分布多个叶片,所述叶轮的顶部与所述机匣之间存在轮顶间隙,所述叶轮的背部与所述机匣之间形成叶轮背部空腔,所述轮顶间隙与所述叶轮背部空腔连通,所述叶轮背部的中部半径位置处设有篦齿并与该处的机匣之间形成篦齿密封结构,其特征在于:在所述轮顶间隙的机匣表面上沿其周向设有至少一圈用以减小通流面积的泄漏流密封结构,当叶轮背部空腔中的密封气压力高于叶轮主流道的气流压力时,所述泄漏流密封结构能够有效控制流体由叶轮背部空腔向叶轮主流道的泄漏;当叶轮背部空腔中的密封气压力小于叶轮主流道的气流压力时,所述泄漏流密封结构能够有效控制流体由叶轮主流道向叶轮背部空腔的泄漏。
【技术特征摘要】
1.一种向心涡轮背部空腔泄漏流损失抑制密封技术,所述向心涡轮包括叶轮和机匣,所述叶轮沿其周向均匀分布多个叶片,所述叶轮的顶部与所述机匣之间存在轮顶间隙,所述叶轮的背部与所述机匣之间形成叶轮背部空腔,所述轮顶间隙与所述叶轮背部空腔连通,所述叶轮背部的中部半径位置处设有篦齿并与该处的机匣之间形成篦齿密封结构,其特征在于:在所述轮顶间隙的机匣表面上沿其周向设有至少一圈用以减小通流面积的泄漏流密封结构,当叶轮背部空腔中的密封气压力高于叶轮主流道的气流压力时,所述泄漏流密封结构能够有效控制流体由叶轮背部空腔向叶轮主流道的泄漏;当叶轮背部空腔中的密封气压力小于叶轮主流道的气流压力时,所述泄漏流密封结构能够有效控制流体由叶轮主流道向叶轮背部空腔的泄漏。2.根据上述权利要求所述的向心涡轮叶轮背部空腔泄漏流损失抑制结构,其特征在于,所述向心涡轮的进口处还设有涡轮导叶。3.根据上述权利要求所述的向心涡轮叶轮背部空腔泄漏流损失抑制结构,其特征在于:所述泄漏流密封结...
【专利技术属性】
技术研发人员:王星,陈海生,张雪辉,李文,朱阳历,
申请(专利权)人:中国科学院工程热物理研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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