本发明专利技术涉及一种用于涡轮机的改进的密封件，具有安装在涡轮机的静止部件上的第一密封表面和安装在涡轮机的旋转部件上的第二密封表面，所述密封表面被如此构造，即，在运行中，在两个密封表面之间生成流体介质的薄膜以减少与如此安装的第一或第二密封表面中的至少一个的接触和/或渗漏，以便当涡轮机静止或者处于缓慢的转速时其经受打开密封件的缩回力并且在涡轮机处于操作转速时经受抵消所述缩回力的作用力。密封表面的表面可能结合有实质上直边或者螺旋状的图案以协助将流体引导到间隙中并维持流体薄膜。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种安装在涡轮机的旋转部件和静止部件之间，特别是安装在旋转的涡轮机叶片的末端和静止的外壳或其延伸部之间的密封件。
技术介绍
在以下说明中，术语“涡轮机”用来指旋转发动机，其具有通过例如水或者气体的流体介质进行力接合的定子和旋转部件。对于本专利技术，特别感兴趣的是轴流式涡轮机，其包括与径向安装的运动的转子叶片交替的径向地固定安装的定子叶片或者桨叶。运动通常是指相对于外壳或者机壳的运动。涡轮机的许多部件由于流体介质漏入到所要求流动路径外的涡轮机的部件中而遭遇效率损失。重要的泄漏路径例如位于转子和外壳之间、或者位于静止的叶片或导向桨 叶的末端和转子之间。在涡轮机的设计和运行中所遇到的另一个问题是转子叶片的末端和外壳之间的泄漏。径流式涡轮机的运行需要在转动的运行叶片和静止的壁外壳之间有最小的末端间隙。该间隙产生了由压力侧和吸入侧之间的压力差所驱动的漏流。同样的问题出现在平衡活塞的区域中的涡轮转子和外壳之间，并且为了清楚起见在本文中被归入到末端泄漏下。为了减少泄漏且特别是末端泄漏，公知的是通过合适的密封件来封闭旋转部件和静止部件之间的间隙。用于该目的的最常见的密封型式是迷宫式密封。迷宫式密封一般具有位于一个部件上的许多径向延伸的环形刀片和位于另一部件上的相应的环状密封表面或者螺纹或凹槽的布置。所有的变型具有为流体通过间隙提供弯曲路径的常见特征。对于涡轮机，密封件经常呈现为通常如位于外壳内部并被外壳支承的二等分或者四等分的区段所组装成的一完整的环状。因为迷宫式密封是众所周知的，所以对于本专利技术的目的，强调所述密封是需要精密的尺寸公差以正确地运行的复杂形状就足够了。密封件的一部分从其默认位置的任何运动或者在运行期间的磨损通常导致运动部件和静止部件之间泄漏或者摩擦的显著增加。为了适应在叶片的径向膨胀或者收缩的情况下密封件的部件的相对运动，某些密封件被组装成弹簧加载式包装。在弹簧加载式密封件中，弹力将密封件的一部分推靠到另一部分上，从而当移动的叶片收缩或者膨胀时避免了扩大间隙或者过大的摩擦。对于迷宫式密封的已知备选方案是刷式密封和指状密封。所述密封通常包括安装在一个部件上的许多挠性元件，其与另一部件上的合适表面形成密封。另一已知的备选方案是具有两个接合表面的膜控式密封(film riding seal),虽然通常其很少被应用。当涡轮机转动时，在表面之间产生了具有较小提升力的流体薄膜以保持它们分开。一般，在密封设计中包括弹性构件以施加回复力，其反抗提升力并且维持密封表面之间大致恒定的间隙。然而，假定膜控式密封需要非常精确的加工和对密封表面及其距离的控制，所以没有发现该特殊类型的密封在发电行业中的广泛应用。因此，本专利技术的目的是改进已知的膜控式密封以适应大型涡轮机(特别是当用于公共电网的发电中的大型蒸汽涡轮机)要求的环境。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种用于涡轮机的密封件，其包括安装在涡轮机的静止部件上的第一密封表面和安装在涡轮机的旋转部件上的第二密封表面，所述表面被构造成在运行中在两个表面之间产生流体介质的薄膜以减小接触和/或泄漏，所述第一或第二密封表面中的至少一个被安装成，第一或第二密封表面中的至少一个当涡轮机静止或者处于缓慢转速时经受打开密封件的缩回力并且在涡轮机处于工作转速时经受抵销缩回力的力。在本专利技术的一优选变型中，密封表面被安装在涡轮机叶片的罩盖或末端和邻近的涡轮机的静止部件处。在本专利技术的一优选变型中，至少一个表面被连接至流体供给线路，该流体供给线 路将加压液体供给到密封表面后面的空间内，从而当涡轮机处于工作转速时流体的压力提供抵销缩回力的力。密封表面中的至少一个表面可以形成有例如直的或者螺旋形的台阶以协助引导流体进入间隙中并且协助维持流体薄膜。在本专利技术的上述方面的另一优选实施例中，至少一个密封表面被安装在能够在支承结构内部沿轴向扩展的承载件上。在该实施例的一变型中，承载件由外壳支承。在本专利技术的上述方面的另一实施例中，至少一个密封表面安装有挠性构件以提供作用来脱开两个密封表面的缩回力。在本专利技术的上述方面的另一实施例中，两个密封表面垂直于涡轮机的轴向方向安装。该实施例的特殊优点是在不影响密封表面之间的间隙宽度的情况下适应涡轮机叶片的大量的径向膨胀或者收缩。在该实施例的备选方案中，两个密封表面可以垂直于涡轮机的径向方向安装。所述实施例具有更少受密封部件在轴向方向上的相对位移的影响的优点。在本专利技术的上述变型中，流体供给线路可以穿过转动叶片的罩盖或者穿过由外壳支承的(静止)承载件。在前一种情况下，流体线路提供了从叶片的上游侧进入密封表面后面的空间内的管道，而在后一种情况下，管道连接涡轮机的上游段与密封表面后面的空间。在上述变型的一更优选实施例中，流体线路包括周向的(相对于涡轮机的主轴线)凹槽或者沟道。在另一优选实施例中，密封件被设置为成对的薄膜密封表面，优选被如此安装在外壳或者静止的膜片(diaphragm)上，即，沿轴向方向将转动的末端相对于两侧密封。还可行的是，为转动叶片的末端或罩盖设置另外的延伸构件以使叶片的末端或罩盖和外壳之间的间隙变窄。所述延伸部可以采取翅片和端头的形式并且可以被用作密封表面之一的承载件的一部分或者用作例如邻近于膜控式密封放置的迷宫式密封的另外密封的承载件。本专利技术的所述和进一步的方面从以下的详细描述和如下所列的图中变得显而易见了。附图说明现在参照附图来描述本专利技术的示例实施例，其中图I描绘了(已知的)蒸汽涡轮机的示意性横截面以图解本专利技术所处的环境；图2A和2B显示了根据本专利技术的、沿轴向方向定向且通过旋转涡轮叶片的罩盖供给蒸汽的膜控式密封的示意性实例；图3示意性地显示了根据本专利技术的、沿轴向方向定向且通过连接至静止外壳的密封表面的承载件供给蒸汽的膜控式密封；图4示意性地显示了根据本专利技术的、沿轴向方向定向且通过密封表面的静止承载件供给蒸汽的膜控式密封，该密封表面具有成对地设置的两个密封件以改善轴向密封；图5示意性地显示了根据本专利技术的、放置在沿径向方向定向的罩盖的延伸部上且 通过连接至静止外壳的密封表面的承载件供给蒸汽的膜控式密封；图6显示了根据本专利技术的膜控式密封的另一实例，其沿径向方向定向、通过连接至位于放置在端头上的辅助密封件之间的静止外壳的密封表面的承载件来供给蒸汽；以及图7以示意性横截面显示了形成膜控式密封的表面结构的实例。具体实施例方式首先，在以下涉及如图I所示的所谓的“紧凑式膜片”设计的描述中更详细地描述了本专利技术的方面和实例的细节，其再现了共同拥有的公开的美国专利申请号2008/0170939中的图2的有关特征。图I中示出了轴流式涡轮机的局部径向截面草图，显示了在蒸汽涡轮机中位于运动叶片12、13的相继环形排之间的固定叶片或者膜片的环的剖面。运动叶片各设有径向内部“T形根”部分14、15，该“T形根”部分14、15位于在转子鼓18的边缘中加工的相应狭槽16、17中。它们的末端还设有被称为罩盖19、20的径向外部构件。在所示的实例中，罩盖承载迷宫式密封的运动部件。界定出的分段环21、22支承密封件的静止部分。它们被刚性连接到上游和下游的膜片环33、34上，所述膜片环33、34进而被安装在涡轮机的外壳10的内部。连接到膜片环33、34上的是静止的桨叶30、31。如已知本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于涡轮机的密封件，包括安装在涡轮机的静止部件上的第一密封表面和安装在所述涡轮机的旋转部件上的第二密封表面，所述表面被构造成在运行中在所述两个表面之间产生流体介质的薄膜以减小接触和/或泄漏，所述第一或第二密封表面中的至少一个被安装成，所述第一或第二密封表面中的至少一个当所述涡轮机静止或者处于缓慢转速时经受打开所述密封件的缩回力并且在所述涡轮机处于工作转速时经受抵销缩回力的力。
【技术特征摘要】
2011.03.29 CH 00569/111.一种用于涡轮机的密封件，包括安装在涡轮机的静止部件上的第一密封表面和安装在所述涡轮机的旋转部件上的第二密封表面，所述表面被构造成在运行中在所述两个表面之间产生流体介质的薄膜以减小接触和/或泄漏，所述第一或第二密封表面中的至少一个被安装成，所述第一或第二密封表面中的至少一个当所述涡轮机静止或者处于缓慢转速时经受打开所述密封件的缩回力并且在所述涡轮机处于工作转速时经受抵销缩回力的力。2.如权利要求I所述的密封件，其中所述密封表面中的一个被连接至流体供给线路，该流体供给线路将加压液体供给到所述密封表面中的至少一个后面的空间内，从而当所述涡轮机处于工作转速时流体的压力提供抵销缩回力的力。3.如权利要求I所述的密封件，所述密封表面实质上垂直于所述涡轮机的主轴线。4.如权利要求I所述的密封件，其中所述流体供给线路包括孔，该孔穿过所述罩盖将所述密封表面中至少一个后面的空间连接至上游压力下的流体。5.如权利要求I所述的密封件，其中所述流体供给线路包括孔，该孔穿过涡轮机的静止部件将所述密封表面中至少一个后面的空间连接至上游压力下的流体。6.如权利要求I所述的密封件，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·W·芬内尔，V·斯特凡尼策，
申请(专利权)人：阿尔斯通技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。