專利名稱：汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及汽輪機高壓內外缸防漏汽密封裝置。
背景技術：
在高參數大功率汽輪機組中，高壓部分普遍采用“外缸+內缸+持環”的結構。一般采用帶裙邊的進汽插管結構，將其一端直接與外缸焊死，另一端由于外缸與內缸存在相對差脹，不能將插管與內缸、蒸汽室做成剛性連接，要允許其有相對移動的空間同時相互之間還要密封，這就有了內外缸密封的問題。
較早的亞臨界300MW汽輪機高壓內外缸密封采用如“鐘罩式”密封結構，參見圖1，其結構簡單，安裝方便。但是其“L”形結構由于經常相對移動后垂直密封面和徑向密封面都會移動磨損，運行一段時間后密封效果嚴重下降。后來在亞臨界600MW和改進350MW機組中，改用如圖2所示的活塞環結構。其原理是通過先將彈性材料加工成一整圈，然后切開，并將其扳開使之直徑增大后進行熱處理，這樣就具有了外張的彈性，套在進氣插管上；由于其熱處理定型外徑較大，壓入插管槽子時，可以向外緊密擠壓內缸進口內壁，達到密封的效果。但是活塞環的主要缺點是由于其加工工藝不可避免存在開口，運行時此處會漏氣；而且密封環是套在插管的槽子上的，在垂直方向(即沿進汽方向)上有較大的裝配間隙，會在運行時造成活塞環在槽內上下振動；隨著密封的壓差增加，振動會進一步增大。振動時由于活塞環為非閉合結構，將會導致開口撐大，漏氣量增大。另外，活塞環材料一般選用WR26或者GH4145等鎳基合金材料，產生振動時頻繁的相對位移將導致其磨損嚴重，使用壽命減小，不能滿足設計的要求。同時活塞環的機械加工、熱處理都比較復雜，安裝時還需要特殊安裝工具。尤其在超臨界600MW機組中，由于其進口壓力和高壓內外缸夾層處的蒸汽壓力(約等于高壓缸排汽壓力)的壓差達到了17MPa，如果采用“L”型鐘罩密封結構或活塞環密封結構，雖然在短期密封性能上能滿足要求，但很難滿足超臨界參數下長期運行的要求。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，該裝置安裝結構簡單，密封性能良好，有較好的自復位穩定性，從而克服了現有結構由于密封壓差增大而可能引起的密封環振動磨損的缺陷。
本實用新型是這樣實現的一種汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，其特征是包括密封環、墊環、波形彈簧、導向墊環，墊環包括L型墊環和T型墊環，L型墊環、T型墊環和L型墊環相互重疊，在墊環內徑面構成多個凹槽，凹槽內置放密封環，在L型墊環下方裝有導向墊環，導向墊環上開有凹槽，凹槽內置波形彈簧，波形彈簧上頂L型墊環下部，密封環緊貼連接于高壓外缸的進汽插管，上面的L型墊環上部和密封環被固定于高壓內缸上的法蘭壓住，所述堆疊式密封裝置被置于高壓內缸槽孔內。
上述的汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，所述L型墊環、T型墊環和L型墊環相互重疊構成的凹槽為三個，密封環也為三個；T型墊環和下部L型墊環相互重疊后沿徑向開有孔道，孔道內置放銷子將兩者固定連接；密封環緊貼進汽插管的內面為圓弧凸面；法蘭和高壓內缸間有一個金屬彈簧環用于密封。
本實用新型在高壓進氣插管伸入高壓內缸處，采用三個墊環加三個密封環，組成三對密封結構。密封環放在墊環之間的凹槽內，與墊環之間有較大的徑向間隙和一定的軸向間隙，與進汽插管之間的間隙很小。三個密封環與插管外壁的接觸面為圓弧凸面，減小了接觸面積，既方便安裝，又能在保證小間隙的情況下，降低對插管產生的摩擦力，同時自復位穩定性好，便于插管熱脹，密封環本身磨損也小。在三對密封結構下方，還裝有波形彈簧，用于頂起墊環和密封環，保證其軸向平面貼合。在高壓差工況下，本實用新型密封裝置中的墊環和密封環間的接觸面受壓差作用緊貼在一起；在低壓差工況下，則依靠波形彈簧向上的彈力作用壓緊。
本實用新型安裝結構簡單，密封性能良好，有較好的自復位穩定性，從而克服了現有結構由于密封壓差增大而可能引起的密封環振動磨損的缺陷，而且安裝方便，制造工藝簡單，特別適合在超臨界等高參數機組中應用。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。
圖1為現有的鐘罩式密封結構示意圖；圖2為現有的彈性活塞環結構示意圖；圖3為本實用新型汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置結構示意圖；圖4為堆疊式密封裝置結構示意圖；圖5為密封環結構示意圖。
圖中1鐘罩式密封結構，2進汽插管，3高壓外缸，4高壓內缸，5蒸汽室，6活塞環，7法蘭，8螺釘，9金屬彈簧環，10密封環，11L型墊環，12波形彈簧，13波形彈簧導向墊環，14T型墊環，15L型墊環，16銷子。
具體實施方式
參見圖4，一種汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，是安裝在與高壓外缸3焊接成一體的高壓進氣插管2伸入高壓內缸4處，包括密封環10、墊環、波形彈簧12、導向墊環13。墊環包括L型墊環11、15和T型墊環14，L型墊環11、T型墊環14和L型墊環15相互重疊，在墊環內徑面構成三個凹槽，凹槽內置放密封環10，因此密封環10也為三個。密封環10緊貼進汽插管2，上面的L型墊環11上部和密封環10被固定于高壓內缸4上的法蘭7壓住，所述堆疊式密封裝置被置于高壓內缸4槽孔內。
參見圖3、圖4、圖5，本實施例采用了三個墊環11、14、15加三個密封環10，組成三對密封結構。其中兩只墊環14、15沿徑向開有孔道，在裝配時孔道內置放銷子16將兩者固定連接成一個整體，既增加了密封結構的穩定性，又減少了一個密封面。密封環10放在墊環之間的凹槽內，與墊環之間有較大的徑向間隙和一定的軸向間隙，與進汽插管2之間的間隙則很小。三個密封環10與插管2外壁的接觸面為圓弧凸面，減小了接觸面積，既方便安裝，又能在保證小間隙的情況下，降低對插管2產生的摩擦力，同時自復位穩定性好，便于插管熱脹，密封環10本身磨損也小。在三對密封結構下方，即在L型墊環15下方裝有導向墊環13，導向墊環13上開有凹槽，凹槽內置波形彈簧12，波形彈簧12上頂L型墊環15下部，用于頂起墊環15、14、11和密封環10，保證其軸向平面貼合。在高壓差工況下，墊環和密封環10間的接觸面受壓差作用緊貼在一起；在低壓差工況下，則依靠波形彈簧12向上的彈力作用壓緊。本實用新型的密封裝置由一個上部法蘭7壓在高壓內缸4的槽孔內，法蘭7則通過螺釘8固定在高壓內缸4上。在法蘭7和內缸4之間有一個金屬彈簧環9用于密封，金屬彈簧環9由一個卷彈簧置于一只開口圓殼內構成。
即使在很高的溫度條件下工作，本實用新型也無需像活塞環6結構一樣為保證高溫條件下的彈性而使用高溫鎳基合金，使用改進型的12％Cr鋼材料即可，可大大降低生產制造成本。本實用新型的結構在高壓差下軸向密封面緊密接觸，不會產生振動導致密封環磨損，因此特別適合在超臨界等高參數機組中應用。
本實用新型堆疊式密封裝置保證了進汽插管2與高壓內缸4之間的密封性，既保持了鐘罩密封允許插管產生徑向差脹的優點，又避免了活塞環容易振動損壞的缺點，而且安裝方便，制造工藝簡單。
權利要求1.一種汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，其特征是包括密封環、墊環、波形彈簧、導向墊環，墊環包括L型墊環和T型墊環，L型墊環、T型墊環和L型墊環相互重疊，在墊環內徑面構成多個凹槽，凹槽內置放密封環，在L型墊環下方裝有導向墊環，導向墊環上開有凹槽，凹槽內置波形彈簧，波形彈簧上頂L型墊環下部，密封環緊貼連接于高壓外缸的進汽插管，上面的L型墊環上部和密封環被固定于高壓內缸上的法蘭壓住，所述堆疊式密封裝置被置于高壓內缸槽孔內。
2.根據權利要求1所述的汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，其特征是L型墊環、T型墊環和L型墊環相互重疊構成的凹槽為三個，密封環也為三個。
3.根據權利要求1所述的汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，其特征是T型墊環和下部L型墊環相互重疊后沿徑向開有孔道，孔道內置放銷子將兩者固定連接。
4.根據權利要求1所述的汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，其特征是密封環緊貼進汽插管的內面為圓弧凸面。
5.根據權利要求1所述的汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，其特征是法蘭和高壓內缸間有一個金屬彈簧環用于密封。
專利摘要本實用新型涉及汽輪機高壓內外缸防漏汽密封裝置。一種汽輪機高壓內外缸防漏汽堆疊式密封裝置，其特征是包括密封環、墊環、波形彈簧、導向墊環，墊環包括L型墊環和T型墊環，L型墊環、T型墊環和L型墊環相互重疊，在墊環內徑面構成多個凹槽，凹槽內置放密封環，在L型墊環下方裝有導向墊環，導向墊環上開有凹槽，凹槽內置波形彈簧，波形彈簧上頂L型墊環下部，密封環緊貼連接于高壓外缸的進汽插管，上面的L型墊環上部和密封環被固定于高壓內缸上的法蘭壓住，所述堆疊式密封裝置被置于高壓內缸槽孔內。本實用新型安裝結構簡單，密封性能良好，有較好的自復位穩定性，而且安裝方便，制造工藝簡單，特別適合在超臨界等高參數機組中應用。
文檔編號F01D11/00GK2825960SQ20052004497
公開日2006年10月11日 申請日期2005年9月13日 優先權日2005年9月13日
發明者蔣浦寧, 梁友貴 申請人:上海汽輪機有限公司