汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封.pdf

本发明提供一种汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，属于转动机械用密封装置领域，其结构包括设置在汽轮机缸体和汽轮机轴之间的汽轮机轴封套，特点是汽轮机轴上设置有一级以上的密封组件，每级密封组件均包括一带密封腔室或密封通道的密封座及设置在该密封座内的密封环，密封座上开有与密封腔室或密封通道相通的泄汽口或进水口或泄水口。本发明的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封利用柔性石墨耐高温耐磨的物理性能，与汽轮机轴和汽轮机轴封套过盈配合，具有密封性能好的优点，并针对石墨容易断裂的缺陷，在石墨密封环的两侧设置了铜或不锈钢的加固环，使用寿命大大提高。除此之外，本轴封在检修时无需揭缸，大大缩短了检修时间，减少了停机损失。

权利要求书
1.  汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，包括设置在汽轮机缸体和汽轮机轴之间的汽轮机轴封套，其特征在于，汽轮机轴上设置有一级以上的密封组件，每级密封组件均包括一带密封腔室或密封通道的密封座及设置在该密封座内的密封环，密封座上开有与密封腔室或密封通道相通的泄汽口或进水口或泄水口。

2.  根据权利要求1所述的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其特征在于，位于迷宫密封外侧的汽轮机轴上设置有两级以上的密封组件，相邻两组密封组件的密封腔室或密封通道通过密封座上的泄汽口或进水口或泄水口相通，其连通方式是：第N(N≥2)级密封组件上至少设置有N个相互独立的密封腔室或密封通道，其中，(N-1)个密封腔室或密封通道通过(N-1)级密封组件上的泄汽口或进水口或泄水口分别与(N-1)级密封组件上的(N-1)个密封腔室或密封通道相连通，第N(N≥2)级密封组件上没有对应连通的密封腔室或密封通道收集从汽轮机轴泄漏的蒸汽。

3.  根据权利要求1或2所述的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其特征在于，密封环为石墨密封环或氟乙烯密封环。

4.  根据权利要求1或2所述的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其特征在于，密封座及设置在该密封座内的密封环均为分体式结构。

5.  根据权利要求1或2所述的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其特征在于，汽轮机转子上还设置有防腐套。

6.  根据权利要求1或2所述的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其特征在于，汽轮机转子上还设置有阻水环。

说明书汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封
(一)技术领域
本发明涉及一种转动机械用密封装置，具体地说是一种汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封。
(二)背景技术
热力发电厂凝汽式汽轮机高低压端部轴封漏汽量大是汽轮机普遍存在的问题。现有技术的凝汽式汽轮机高低压端部轴封存在的共同问题是：都主要采用迷宫式轴封，由于迷宫式轴封为间隙密封，蒸汽从间隙中泄漏增大了汽轮机的发电汽耗，轴封泄漏的汽体进入油系统使汽轮机油中带水，汽轮机油乳化变质，形成安全隐患。
凝汽式汽轮机低压端轴封采用蒸汽密封还存在以下问题：
1)蒸汽密封造成很大的能源浪费，大量密封蒸汽不能做功发电，被吸入凝汽器凝结成水；
2)蒸汽进入凝汽器降低了凝汽器效率，汽轮机排至凝汽器的汽温在50度左右，而密封蒸汽300度左右使轴封处汽缸温度过高而使汽缸发生热变形，高温密封蒸汽使转子温度升高，增加了转子胀差，降低了转子刚度；
3)由于转子热传导，使低压端轴瓦温度升高；
4)由于密封蒸汽温度相对较高，轴封只能用金属材料制造的迷宫式轴封间隙密封，使密封汽耗大；
5)如果通入低压端轴封的蒸汽量不足，则密封效果不好，空气会进入凝汽器使凝汽器真空降低；密封汽量过大，则蒸汽会泄漏到汽轮机外，蒸汽进入油系统使汽轮机油中带水。
(三)发明内容
本发明的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种密封效果好、无需揭缸即可更换轴封的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封。汽轮机高压端的密封蒸汽通过轴封的泄汽口回收利用；低压端通入蒸汽或水将密封室变成正压，从而阻止空气或其它介质进入凝汽器。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
该汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，包括设置在汽轮机缸体和汽轮机轴之间的汽轮机轴封套，汽轮机轴上设置有一级以上的密封组件，每级密封组件均包括一带密封腔室或密封通道的密封座及设置在该密封座内的密封环，密封座上开有与密封腔室或密封通道相通的泄汽口或进水口或泄水口。
上述汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其位于迷宫密封外侧的汽轮机轴上设置有两级以上的密封组件，相邻两组密封组件的密封腔室或密封通道通过密封座上的泄汽口或进水口或泄水口相通，其连通方式是：第N(N≥2)级密封组件上至少设置有N个相互独立的密封腔室或密封通道，其中，(N-1)个密封腔室或密封通道通过(N-1)级密封组件上的泄汽口或进水口或泄水口分别与(N-1)级密封组件上的(N-1)个密封腔室或密封通道相连通，第N(N≥2)级密封组件上没有对应连通的密封腔室或密封通道收集从汽轮机轴泄漏的蒸汽。
上述汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其密封环为石墨密封环或氟乙烯密封环。
上述汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其密封座及设置在该密封座内的密封环均为分体式结构。
上述汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其汽轮机转子上还设置有防腐套。
上述汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其汽轮机转子上还设置有阻水环。
本发明的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封与现有技术相比，所产生的有益效果是：
1)高、低压端均无需揭缸，便可进行对密封组件的更换操作，且该操作周期短，工作量小，包括停机冷却时间在内，整个检修过程约是1-2天；
2)高压端轴封为多腔室或多通道密封，逐级膨胀减压，高压端的泄漏蒸汽通过轴封的泄汽口回收利用，致使从最后一级密封处泄漏蒸汽压力接近大气压，减少蒸汽泄漏。
3)高压端轴封利用石墨的耐磨性和耐高温性和自润滑性能好的特点，柔性石墨密封环与汽轮机的转轴及轴套内壁无间隙配合，密封效果好。
4)低压端由汽密封轴封低压端由汽密封改为水密封后，其优点是：
a)由于低压轴封在汽轮机的后端，密封水直接漏到凝汽器，而不会进入汽轮机造成水冲击；
b)密封水用凝结水泵出口供给，凝结水温与排汽温度接近，不会造成汽缸、转子热膨胀；
c)低压轴封处转子温度与油温接近，轴瓦温度不受转子响应；
d)密封材料可选用柔性石墨、氟乙烯等非金属材料与转子无间隙接触密封，减少了密封用水；
e)节省大量密封蒸汽，降低了发电成本，提高了发电效率。
f)改成水密封后，由于温度降低，所以可采用密封效果更好的氟乙烯等材料进行密封。
(四)附图说明
附图1为本发明第一个实施例的主视剖面结构示意图；
附图2为图1中一级密封组件的主视剖面结构示意图；
附图3为图2的右视结构示意图；
附图4为图1中二级密封组件的主视剖面结构示意图；
附图5为图4的右视结构示意图；
附图6为图1中三级密封组件的主视剖面结构示意图；
附图7为图6的右视结构示意图；
附图8为图1中四级密封组件的主视剖面结构示意图；
附图9为图8的右视结构示意图；
附图10为图1中泄漏蒸汽在腔室或通道内的流向原理图；
附图11为本发明的第二个实施例的主视剖面结构示意图；
附图12为图11中水密封环的主视剖面结构示意图；
附图13为图12的A-A向剖面结构示意图；
附图14为图11中密封蒸汽或水在腔室或通道内的流向原理图；
附图15为本发明的第三个实施例的主视剖面结构示意图；
附图16为图15中泄漏蒸汽在腔室或通道内的流向原理图。
图中，1、汽轮机缸体，2、汽轮机轴，3、汽轮机轴封套，4、环形槽，5、密封腔室或密封通道，6、密封座，7、石墨密封环，8、泄汽口或进水口或泄水口，9、一级密封组件，10、二级密封组件，11、三级密封组件，12、四级密封组件，13、防腐套，14、水密封环，15、密封组件，16、密封组件，17、均压孔，18、水封室，19、迷宫式密封，20、阻水环。
(五)具体实施方式
下面结合附图1-16对本发明的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封作以下详细地说明。
实施例1：
如附图1所示，本发明的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其结构包括设置在汽轮机缸体1和汽轮机轴2之间的汽轮机轴封套3，汽轮机轴封套3与汽轮机轴2之间形成一带开口的环形槽4，环形槽4内设有一级密封组件9、二级密封组件10、三级密封组件11、四级密封组件12，每级密封组件均包括一带密封腔室或密封通道5的密封座6及设置在该密封座6内的石墨密封环7，密封座6及设置在该密封座6内的石墨密封环7均为分体式结构，即分上、下两体式结构，两部分组合在一起形成一个完整的圆环结构，密封座6上开有与密封腔室或密封通道5相通的泄汽口8。
如附图2-10所示，一至四级密封组件泄汽口8的开设位置是：一级密封组件9的密封腔室或密封通道5-1通过泄汽口8-1与二级密封组件10的密封腔室或密封通道5-2相通，二级密封组件10的密封腔室或密封通道5-2通过泄汽口8-2与三级密封组件11的密封腔室或密封通道5-3相通，三级密封组件11的密封腔室或密封通道5-3通过泄汽口8-3与四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-4相通，四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-4上设有泄汽口8-4；二级密封组件10的密封腔室或密封通道5-5通过泄汽口8-5与三级密封组件11的密封腔室或密封通道5-6相通，三级密封组件11的密封腔室或密封通道5-6通过泄汽口8-6与四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-7相通，四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-7上设有泄汽口8-7；三级密封组件11的密封腔室或密封通道5-8通过泄汽口8-8与四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-9相通，四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-9上还有泄汽口8-9；四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-10上设有泄汽口8-10。
实施例2：
如附图11所示，本发明的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其结构包括设置在汽轮机缸体1和汽轮机轴2之间的汽轮机轴封套3，汽轮机轴2上设置有防腐套13，汽轮机轴封套3与汽轮机轴2之间形成一带开口的环形槽4，环形槽4内设有二级密封组件10、三级密封组件11、四级密封组件12、水密封环14和两组密封组件15、16，二级密封组件10、三级密封组件11、四级密封组件12的结构与实施例1相同，起对应关系也相同，将实施例1中的一级密封组件9换成了水密封环14，密封组件15、16采用石墨密封，汽轮机轴封套3的另一端设置有阻水环20。
如附图12、13所示，水密封环14为分体式结构，即分上、下两体式结构，两部分组合在一起形成一个完整的圆环结构，圆环结构的密封腔室或密封通道5-11通过其上的进水口8-11、8-12分别与二级密封组件10的密封腔室或密封通道5-2、5-5相通，圆环结构的内环上还开有数个与密封腔室或密封通道5-11相通的均压孔17。
如附图14所示，四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-4、5-7为进水腔室或进水通道，分别通过其上的进水口8-4、8-7往其内进水，水再分别通过三级密封组件11上的进水口8-3、8-6注入密封腔室或密封通道5-3和5-6内，最后通过二级密封组件10上的进水口8-2、8-5进入水密封环14所在的水封室18，并在密封组件15、16的协同作用下，完成对汽轮机低压端的密封。密封水一部分通过防腐套13泄漏到凝汽器，另一部分通过防腐套13泄漏入三级密封组件11的密封腔室或密封通道5-8，并经泄水口8-8泄漏到四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-9，最后经其上的泄水口8-9排出，还有一部分密封水泄漏到四级密封组件12的密封腔室或密封通道5-10内，并经其上的泄水口8-10排出，以便可以循环利用。
实施例3：
本发明的汽轮机免揭缸更换接触式汽、水两用轴封，其结构包括设置在汽轮机缸体1和汽轮机轴2之间的汽轮机轴封套3，迷宫式密封19设置在汽轮机轴2上，在迷宫式密封19的外侧设置有一级密封组件9和二级密封组件10，一级密封组件9和二级密封组件10的结构及对应关系同实施例1，泄漏汽体进入一级密封组件9的密封腔室或密封通道5-1后通过泄汽口8-1进入二级密封组件10的密封腔室或密封通道5-2内，二级密封组件10的密封腔室或密封通道5-2上设置有泄汽口8-2，泄漏的蒸汽通过该泄汽口8-2排出，另一部分泄漏汽体直接进入二级密封组件10的密封腔室或密封通道5-5，并经其上的泄汽口8-5排出，以便可以循环利用。