水轮发电机及用于水轮发电机的导叶端面密封组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种水轮发电机及用于水轮发电机的导叶端面密封组件，所示导叶端面密封组件包括金属密封垫、用于压持金属密封垫的压板、用于对金属密封垫提供弹性支撑的弹性密封垫；所述金属密封垫上设置有凸台，所述压板通过为凸台提供推力对金属密封垫进行压持；还包括垫板，所述垫板用于：可拆卸安装在所述凸台与压板的配合面上。所示水轮发电机包括所示导叶端面密封组件。采用本方案提出的技术方案，可有效提升密封组件维护便捷性。可有效提升密封组件维护便捷性。可有效提升密封组件维护便捷性。

【技术实现步骤摘要】
水轮发电机及用于水轮发电机的导叶端面密封组件


[0001]本技术涉及水轮发电机密封
，特别是涉及一种水轮发电机及用于水轮发电机的导叶端面密封组件。

技术介绍

[0002]水轮发电机是指以水轮机为原动机，将水能转化为电能的发电机。水轮发电机在工作时，水流经过水轮机将水能转换成机械能，水轮机的转轴带动发电机的转子，最终将机械能转换成电能而输出。水轮发电机是水电站生产电能的主要动力设备。
[0003]水轮发电机的转速将决定发出的交流电的频率，为保证频率的稳定，稳定转子的转速非常关键。为了稳定转速，可采用闭环控制的方式对水轮机转速进行控制。具体为将发出的交流电的频率信号进行采样，并将采样结果其反馈到控制水轮机导叶开合角度的控制系统中，最终达到控制水轮机的输出功率、使得发电机的转速稳定的目的。
[0004]如上所述，水轮机活动导叶为保障水轮发电机组正常工作的重要部件，在水轮机的结构设置上，需要在活动导叶与顶盖、活动导叶与底环之间设置密封组件，以实现：在活动导叶全部关闭的情况下，减小活动导叶端面漏水量。为保证或提升对活动导叶端面的密封能力，关于所述密封组件的具体设计，现有技术中出现了如专利申请号为：CN200920313225.7、CN201920691615.1、CN201911085617.7、CN202110267007.X等专利申请文件提供的技术方案。
[0005]近年来，以上密封组件广泛采用的结构设计为：密封垫采用层叠式设计，包括为金属材质的金属密封垫、为弹性材料的弹性密封垫(弹性支撑层)；用于将所述密封垫固定于水轮机上的压板，压板通常通过压紧螺栓固定于水轮机的顶盖或底环上；金属密封垫两侧通常设置与压板匹配的凸台，金属密封垫相对于顶盖或底环伸出的最大长度通过压板约束凸台进一步移动实现，同时弹性密封垫通过自身被弹性压缩和/或在压力介质的作用下为金属密封垫提供推力。
[0006]在现有水轮机活动导叶端面密封组件的结构上对该结构进行进一步优化以提升对水轮机维护的便捷性，对水轮机技术的进一步进步具有重要意义。

技术实现思路

[0007]针对上述提出的在现有水轮机活动导叶端面密封组件的结构上对该结构进行进一步优化以提升对水轮机维护的便捷性，对水轮机技术的进一步进步具有重要意义的技术问题，本技术提供了一种水轮发电机及用于水轮发电机的导叶端面密封组件。采用本方案提出的技术方案，可有效提升密封组件维护便捷性。
[0008]针对上述问题，本技术提供的水轮发电机及用于水轮发电机的导叶端面密封组件通过以下技术要点来解决问题：用于水轮发电机的导叶端面密封组件，包括金属密封垫、用于压持金属密封垫的压板、用于对金属密封垫提供弹性支撑的弹性密封垫；
[0009]所述金属密封垫上设置有凸台，所述压板通过为凸台提供推力对金属密封垫进行
压持；
[0010]还包括垫板，所述垫板用于：可拆卸安装在所述凸台与压板的配合面上。
[0011]现有技术中，包括如上所述的金属密封垫、压板、弹性密封垫的导叶端面密封组件为现有技术，金属密封垫、压板、弹性密封垫如何安装于水轮发电机上也为现有技术，且针对导叶端面密封组件本身，在未将导叶端面密封组件安装于水轮发电机上之前，金属密封垫、压板、弹性密封垫可为相互独立的零部件。
[0012]本方案考虑到导叶端面密封组件在工作时的如下特点：在对导叶开合角度进行调整过程中，根据导叶端面密封组件的安装位置，金属密封垫的密封端(金属密封垫靠近压板表面、远离弹性密封垫的一端)直接与以下三者：轮发电机的导叶、顶盖、底环中的一者挤压和产生相对滑动，虽然金属密封垫一般采用考虑耐磨性能的铜合金，但金属密封垫在水体中颗粒物的作用下依然会被加剧磨损，在压头较大的运用场合更为明显。在金属密封垫发生超过一定程度的磨损时，由于金属密封垫相对于安装板的最大伸出位置关联具体磨损厚度向后后移，此时会导致金属密封垫与以上所述三者中一者的接触力下降，最终导致对导叶端面密封的密封性能降低。现有技术中，在发生以上情况后，一般通过拆卸压板后对金属密封垫进行更换的方式完成叶片端面密封组件维护。
[0013]本方案根据现有技术中金属密封垫的工作特点以及失效特点，提供了一种还包括垫板，所述垫板用于：可拆卸安装在所述凸台与压板的配合面上的技术方案。本方案在具体安装时，区别于现有技术，在安装过程中即在所述凸台与压板之间设置垫板，这样，压板与金属密封垫之间通过垫板传递压力，同时垫板的厚度决定了金属密封垫相对于压板伸出的最大位移。在金属密封垫发生一定程度的磨损导致导叶端面密封组件不能发挥正常的密封功能时，如图1所示，为金属密封垫施加朝向弹性密封垫的压力F，压力F迫使金属密封垫朝向弹性密封垫运动以释放金属密封垫、压板两者给垫板的挤压力，此时，可由导叶端面密封组件的端部将垫板抽出或将如下所提供的垫板上的部分叠层抽出，此时再移除所述压力F，金属密封垫在弹性密封垫和/或压力介质(如以下提供的包括连通孔以及气源设备的方案)的作用下，在向远离弹性密封垫的一侧伸出时，由于垫板被全部取出或存留的垫板厚度变薄，相较于未抽离垫板或叠层之前，金属密封垫可获得相对于压板表面更大的伸出量以满足导叶端面密封需求。
[0014]如上所述，本方案在对导叶端面密封组件进行维护时，不仅可进一步利用金属密封垫，延长金属密封垫的许用磨损量以及寿命；同时，由于导叶端面密封组件的具体工作环境决定了以下所述的压紧螺栓在拆卸时相对困难，而本方案在维护的具体操作中，并不依赖于常规的对压紧压板的压紧螺栓进行拆除后再进行对金属密封垫的操作，故本导叶端面密封组件的结构设计还具有可使得维护操作具有便于实施且高效的特点；同时，考虑到现有金属密封垫的硬度，以上垫板可对其所遮盖的凸台表面进行防变形保护，利于导叶端面密封组件性能的可靠性。
[0015]作为所述的用于水轮发电机的导叶端面密封组件进一步的技术方案：
[0016]作为一种具体的，便于实现：使得金属密封片密封端的端面保持与压板平行度的技术方案，设置为：所述金属密封垫的两侧均设置有凸台；
[0017]金属密封垫各侧均匹配有垫板。本方案在具体运用时，将所述金属密封垫设置为T型结构，金属密封垫两侧相对于金属密封垫侧面凸出的部分即为所述凸台。针对垫板在凸
台与压板之间的安装，在垫板的厚度方向上，垫板可通过分别位于压板及凸台上的两个端面受到约束；在垫板的宽度方向上，垫板可通过分别位于压板及凸台上的两个侧面受到约束；在垫板的长度方向上，为避免垫板由导叶端面密封组件的端部滑落，可设置为如下形式的通过粘胶层将垫板粘接于凸台上的方案，也可在金属密封端和/或压板的端部设置如通过螺栓连接的端板，通过所述端板的端面阻止垫板滑落。作为优选，现有技术中，常见热熔胶的软化温度可低至小于100℃，考虑到相应螺栓在具体使用环境中后期可能存在难以拆卸的问题，为利于操作便捷性，优选采用如下提出的通过热熔胶形成粘胶层的技术方案，具体操作为：当需要剥离形成垫板的叠层时，通过对所述粘胶层进行加热软化后取出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于水轮发电机的导叶端面密封组件，包括金属密封垫(1)、用于压持金属密封垫(1)的压板(2)、用于对金属密封垫(1)提供弹性支撑的弹性密封垫(4)；所述金属密封垫(1)上设置有凸台(15)，所述压板(2)通过为凸台(15)提供推力对金属密封垫(1)进行压持；其特征在于，还包括垫板(3)，所述垫板(3)用于：可拆卸安装在所述凸台(15)与压板(2)的配合面上。2.根据权利要求1所述的用于水轮发电机的导叶端面密封组件，其特征在于，所述金属密封垫(1)的两侧均设置有凸台(15)；金属密封垫(1)各侧均匹配有垫板(3)。3.根据权利要求1所述的用于水轮发电机的导叶端面密封组件，其特征在于，所述垫板(3)为层数大于两层的叠层结构；所述垫板(3)能够以其上层结构层叠方向沿着金属密封垫(1)厚度方向的方式安装于所述配合面上；形成所述垫板(3)的叠层中，至少有两层相邻的叠层可分离。4.根据权利要求3所述的用于水轮发电机的导叶端面密封组件，其特征在于，所述叠层通过热熔胶形成的粘胶层(14)粘接连接；所述垫板(3)上靠近弹性密封垫(4)的叠层通过热熔胶形成的粘胶层(14)与所述凸台(15)粘接连接；用于叠层之间粘接的热熔胶的软化温度数值为A，用于叠层与凸台(15)粘接的热熔胶的软化温度数值为B，A＜B。5.根据权利要求4所述的用于水轮发电机的导叶端面密封组件，其特征在于，所述叠层的数量为N，所述N大于2；由垫板(3)远离弹性密封垫(4)的一侧至靠近弹性密封垫(4)的一侧，用于叠层之间粘接形成的各层粘胶层(14)的软化温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐亦军，苟开君，覃贵生，张科，田美艳，何金祥，郑友铭，张世亮，高亚锋，
申请(专利权)人：四川东能节能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：