專(zhuān)利名稱(chēng)：自適應(yīng)的順應(yīng)性板密封組件及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封組件(seal assemblies)。
背景技術(shù)：
密封組件廣泛地用于旋轉(zhuǎn)元件與靜止元件之間。例如，蒸汽輪機(jī)(steam turbine) 通常包括(按照順次流動(dòng)的關(guān)系)蒸汽進(jìn)口、渦輪和蒸汽出口。蒸汽從較高壓力的區(qū)域泄 漏到較低壓力的區(qū)域(或者泄漏出蒸汽通道，或者泄漏進(jìn)蒸汽通道)可對(duì)渦輪的運(yùn)行效率 產(chǎn)生不利的影響。相應(yīng)地，在轉(zhuǎn)子與環(huán)繞的殼體(定子)之間設(shè)有密封組件，用于使蒸汽泄 漏降低到最低程度。 密封組件通常附連至轉(zhuǎn)子或殼體，并且(在渦輪的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)期間)或者處于 摩擦配合中或者定位成在轉(zhuǎn)子與殼體之間提供小的間隙。密封組件要求具有長(zhǎng)的使用壽 命，以便將維護(hù)及修理的需求降低到最低程度。然而，在例如渦輪啟動(dòng)或停機(jī)等的過(guò)渡工況 (transient operation)期間，轉(zhuǎn)子可能朝向環(huán)繞的密封件而偏斜，并由此導(dǎo)致非所期望的 摩擦。相應(yīng)地，密封組件可能不利地被磨損并由此遭受有所縮短的使用壽命及有所降低的 密封效果。另外，在過(guò)渡工況期間，密封組件還與轉(zhuǎn)子經(jīng)受有差別的熱膨脹和收縮運(yùn)動(dòng)，這 同樣可導(dǎo)致非所期望的摩擦。 需要一種改進(jìn)的密封組件和密封方法以用于適應(yīng)轉(zhuǎn)子和定子的相對(duì)的瞬態(tài)的運(yùn) 動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本文公開(kāi)的一實(shí)施例，蒸汽輪機(jī)包括蒸汽輪機(jī)殼體、轉(zhuǎn)子、以及位于殼體與轉(zhuǎn) 子之間的至少一個(gè)順應(yīng)性板密封組件(compliant plate seal assembly)。順應(yīng)性板密封 組件包括相對(duì)于殼體靜止的支撐部件(supporting member)、多個(gè)板部件(plate member)、 以及促動(dòng)器(actuator)，板部件可動(dòng)地安裝到支撐部件上并朝向轉(zhuǎn)子而延伸，各板部件相 對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜(inclined)，該促動(dòng)器用于有選擇地施加壓力以便使板部件沿著 背離轉(zhuǎn)子的方向縮回(retract)。 根據(jù)本文公開(kāi)的另一實(shí)施例，密封組件包括位于定子與轉(zhuǎn)子之間的至少一個(gè)順應(yīng) 性板密封組件。順應(yīng)性板密封組件包括相對(duì)于定子靜止的支撐部件、可動(dòng)地安裝到支撐部 件上的板支撐件(platesupport)、安裝到板支撐件上并朝向轉(zhuǎn)子而延伸的多個(gè)板部件，以 及促動(dòng)器，該促動(dòng)器用于有選擇地施加壓力，以便使板部件沿著背離轉(zhuǎn)子的方向縮回。各板 部件相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜。板支撐件還包括至少一個(gè)輔助密封部分(supplementary sealing portion)，該輔助密封部分朝向轉(zhuǎn)子而延伸并在面對(duì)轉(zhuǎn)子的端部上包括可磨損的 (abradable)材料。轉(zhuǎn)子設(shè)有凸出部(projections)，凸出部相對(duì)于輔助密封部分大致垂直 地取向。 根據(jù)本文公開(kāi)的又一實(shí)施例，用于在殼體及由殼體包圍的轉(zhuǎn)子之間提供密封 效果的密封組件包括位于殼體與轉(zhuǎn)子之間的至少一個(gè)密封組件。密封組件包括相對(duì)
4于殼體靜止的支撐部件、可動(dòng)地安裝到支撐部件上并朝向轉(zhuǎn)子而延伸的多個(gè)密封部分 (sealingportion)，以及促動(dòng)器，該促動(dòng)器用于有選擇地施加壓力以便使密封部分沿著背 離轉(zhuǎn)子的方向縮回。促動(dòng)器包括支架(carrier)、支架中的多個(gè)孔(bore)、支撐部件與密封 組件之間的多個(gè)壓縮部件(compressionmember)，以及觸發(fā)設(shè)備(trigger device)，該觸發(fā) 設(shè)備用于有選擇地施加壓力，以便提起壓縮部件。支架包括多個(gè)支架段。共同的(common) 支架段中的孔彼此連通，而不同的支架段的孔彼此隔離。 根據(jù)本文公開(kāi)的又一實(shí)施例， 一種密封方法包括在殼體與轉(zhuǎn)子之間提供至少一 個(gè)順應(yīng)性板密封組件，該順應(yīng)性板密封組件包括相對(duì)于殼體靜止的支撐部件以及可動(dòng)地安 裝到支撐部件上并朝向轉(zhuǎn)子而延伸的多個(gè)板部件；以及，有選擇地施加壓力以便在轉(zhuǎn)子的 過(guò)渡工況期間使板部件沿著背離轉(zhuǎn)子的方向縮回。
附圖簡(jiǎn)述 當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)說(shuō)明時(shí)，可更好地理解本發(fā)明的這些及其它特征、方面 和有利之處，在附圖中，相同的符號(hào)代表遍及圖紙的相同的零件，其中


圖1是蒸汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)的上半部的部分框圖。
圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的密封組件的剖面?zhèn)纫晥D。 圖3是顯示圖2的密封組件的示例性的密封包(sealpacket)的透視圖。 圖4是安裝于轉(zhuǎn)子與周?chē)臍んw之間的密封包的橫截面圖。 圖5是示例性的促動(dòng)器的透視圖，該促動(dòng)器用于使密封包沿著背離轉(zhuǎn)子的方向縮 回。 圖6是部分切去的處于正常位置的促動(dòng)器的放大部分的透視圖。 圖7是部分切去的處于縮回位置的促動(dòng)器的放大部分的透視圖。 圖8和9是安裝于轉(zhuǎn)子與殼體之間的密封組件的剖面圖，該密封組件用于補(bǔ)償不
圓的(out-of-round)殼體以及用于補(bǔ)償偏離中心(off-center)狀態(tài)。 圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的密封組件。 圖11顯示了根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的密封組件。部件列表10蒸汽輪機(jī)12轉(zhuǎn)子 14發(fā)電機(jī)16高壓渦輪18中壓渦輪20低壓渦輪22加壓的流體24密封組件26殼體(定子 構(gòu)件)28支撐部件30密封包32促動(dòng)器34頂部36側(cè)壁38鉤狀物或突出部分(ledge) 40腔 體41板部件支撐件(plate member support) 141板部件保持器(plate member holder)42 肩部43中間部分44密封部分45輔助密封部分46間隙47高壓區(qū)48間隔開(kāi)的薄板49低 壓區(qū)50小間隙51槽52下部可磨損的材料54凸出部56凹槽57偏壓元件58支架60孔62 活塞64觸發(fā)設(shè)備66導(dǎo)管(conduit)或管道68下端70上端72歧管(manifold) 74管狀的 壓縮波紋管(bellow)76支架段80觸發(fā)設(shè)備82導(dǎo)管或管道84進(jìn)口 86出口 88旁通控制閥 90促動(dòng)器92壓縮元件
具體實(shí)施例方式
本文所描述的不同的實(shí)施例涉及轉(zhuǎn)子與定子之間的主動(dòng)(active)密封系統(tǒng)。主 動(dòng)密封系統(tǒng)包括密封部分和促動(dòng)器，該促動(dòng)器用于有選擇地施加壓力，以便使密封部分沿 著背離轉(zhuǎn)子的方向縮回，并由此減少密封部分與轉(zhuǎn)子之間的摩擦。在一個(gè)實(shí)施例中，促動(dòng)器在轉(zhuǎn)子的過(guò)渡工況(例如轉(zhuǎn)子的啟動(dòng)或停機(jī)運(yùn)行)期間使密封部分縮回。在一個(gè)實(shí)施例 中，主動(dòng)密封系統(tǒng)有益于蒸汽輪機(jī)或者對(duì)轉(zhuǎn)子的摩擦熱敏感并在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間在原位具有 一定程度的壓力的任何其它旋轉(zhuǎn)機(jī)械。當(dāng)涉及長(zhǎng)撓性轉(zhuǎn)子時(shí)(就如對(duì)蒸汽輪機(jī)而言常為這 種情況且在旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、航空渦輪機(jī)等等中有時(shí)也為這種情況)，本文所描述 的實(shí)施例尤其有用。 參照?qǐng)Dl，示例性的蒸汽輪機(jī)IO包括轉(zhuǎn)子12，該轉(zhuǎn)子12用于為聯(lián)結(jié)到其上的發(fā)電 機(jī)14提供動(dòng)力。蒸汽輪機(jī)IO基本上關(guān)于經(jīng)由轉(zhuǎn)子12而延伸的縱向或軸向中心線軸線S 而軸對(duì)稱(chēng)，并繞著軸線S在方向X上轉(zhuǎn)動(dòng)。蒸汽輪機(jī)10可具有任何常規(guī)構(gòu)型。例如，蒸汽 輪機(jī)10可包括呈高壓渦輪16、中壓渦輪18和低壓渦輪20等的形式的段，其均聯(lián)結(jié)至公共 的轉(zhuǎn)子12，用于給發(fā)電機(jī)14提供動(dòng)力。在蒸汽輪機(jī)的構(gòu)型中，加壓的流體22是在蒸汽鍋 爐(未示出)中產(chǎn)生的高溫的、加壓的蒸汽。蒸汽輪機(jī)10包括在公共的轉(zhuǎn)子12的不同部 位與定子(或周?chē)臍んw)之間的密封裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子12是長(zhǎng)撓性轉(zhuǎn)子軸。 轉(zhuǎn)子12的長(zhǎng)度的一個(gè)例子為在軸承之間大約10英尺至20英尺。 圖2是蒸汽輪機(jī)10的部分橫截面圖，并顯示了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的密封組件24的 示例性的實(shí)施例。密封組件24包括安裝到殼體26上的弧形的支撐部件28、可動(dòng)地安裝在 支撐部件28中的密封包30和用于有選擇地使密封包30縮回的促動(dòng)器32。支撐部件28可 包括相對(duì)于殼體26分離的部件(如在圖2中所示)，或者可包括殼體26的集成部分(未示 出)。 在分離的支撐部件實(shí)施例中，示例性的支撐部件28包括固定到殼體26上的頂部 34、從頂部34朝向轉(zhuǎn)子12延伸的成對(duì)的側(cè)壁36、從該成對(duì)的側(cè)壁36的下端彼此朝向?qū)Ψ?而延伸的成對(duì)的鉤狀物或突出部分38、以及限定于頂部34、側(cè)壁36和突出部分38之間的 腔體40。 在一個(gè)實(shí)施例中，密封包30包括多個(gè)板部件48，板部件48可通過(guò)任何合適的板部 件支撐件來(lái)固定。在一個(gè)實(shí)施例中，板部件支撐件41包括位于腔體40中的肩部42。間隙 46限定于板部件支撐件41的肩部42與支撐部件28的頂部34之間。在一個(gè)實(shí)施例中，促 動(dòng)器32固定在肩部42與該對(duì)突出部分38之間，用于使板部件支撐件41和板部件48朝向 支撐部件28的頂部34而縮回。在一個(gè)實(shí)施例中，密封包30還包括在間隙46中的至少一 個(gè)偏壓元件57。偏壓元件57被預(yù)加載荷，以便在正常的密封條件下朝向轉(zhuǎn)子12偏壓板部 件48。在某些實(shí)施例中，板部件支撐件41還包括延伸出腔體40的中間部分43，以及從中 間部分43朝向轉(zhuǎn)子12延伸的成對(duì)的輔助密封部分45。該對(duì)輔助密封部分45限定了在其 之間的槽51，并且板保持器141可用來(lái)將板部件48固定在槽51中。在一備選的實(shí)施例中， 板部件支撐件41包括僅一個(gè)朝向轉(zhuǎn)子12而延伸的輔助密封部分45。在一個(gè)實(shí)施例中，各 板部件48包括被板支撐件41的板部件保持器141所固定的一端以及在槽51中并朝向轉(zhuǎn) 子12而延伸的另一端或密封部分44。 在另一實(shí)施例中，未包括有輔助密封部分。圖3是部分切去的密封包30的透視圖， 其顯示了朝向轉(zhuǎn)子12延伸的多個(gè)緊密地(tightly)間隔開(kāi)的薄板部件48。示例性的板部 件48具有1英寸至2英寸的高度、沿著轉(zhuǎn)子12的縱向方向的0. 2英寸至1. 0英寸的寬度， 以及沿著轉(zhuǎn)子12的周向方向的0. 004英寸至0. 020英寸的厚度。小間隙50限定于每?jī)蓚€(gè) 相鄰的板部件48之間。在一個(gè)實(shí)施例中，間隙50在0. 0001英寸和0. 001英寸之間。
板部件48密封轉(zhuǎn)子12的外周區(qū)域，使得沿著轉(zhuǎn)子12的軸線S的有關(guān)的空間被劃 分成高壓區(qū)47和低壓區(qū)49。在某些實(shí)施例中，沿著轉(zhuǎn)子12的軸向方向具有預(yù)定寬度的板 部件48在多層的構(gòu)型中沿著轉(zhuǎn)子12的周向方向緊密地彼此間隔開(kāi)，并由此沿著該周向方 向具有撓性而沿著轉(zhuǎn)子12的軸向方向具有高的剛性(rigidity)。換言之，相對(duì)于常規(guī)的刷 式密封裝置而言，密封板部件48在高壓區(qū)47和低壓區(qū)49之間的差壓被施加的方向上不易 變形。 參照?qǐng)D3和4，板部件48設(shè)計(jì)成依賴(lài)于沿著轉(zhuǎn)子12的周向方向的板厚度而具有 特定的剛性。另外，在一個(gè)實(shí)施例中，板部件48以如下方式緊固到支撐部件28上，S卩，使 得板部件48相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向X傾斜以便與轉(zhuǎn)子12的外周表面(outer peripheral surface)形成銳角9 。在蒸汽輪機(jī)10的過(guò)渡工況(例如啟動(dòng)或停機(jī)運(yùn)行)期間，促動(dòng)器 32有選擇地使板部件48背離轉(zhuǎn)子12而縮回。在啟動(dòng)及停機(jī)期間，轉(zhuǎn)子12經(jīng)過(guò)臨界速度或 頻率且可能經(jīng)歷相關(guān)的偏心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(orbiting)。過(guò)渡狀態(tài)的其它例子包括在轉(zhuǎn)子與殼 體或密封段之間可能發(fā)生的有差別的熱膨脹和收縮。 重新參照?qǐng)D2，在一個(gè)實(shí)施例中，密封組件24與可磨損的密封組件一起被使用。各 輔助密封部分45的下部在面對(duì)轉(zhuǎn)子的表面上包括可磨損的材料52。轉(zhuǎn)子12設(shè)有凸出部 54和凹槽56(顯示在圖2中)，其相對(duì)于可磨損的面對(duì)轉(zhuǎn)子的表面垂直地取向。在某些實(shí) 施例中，可磨損的材料52選擇并施加成用于獲得與轉(zhuǎn)子12的凸出部54的緊密的余隙。例 如，在運(yùn)行期間，凸出部54磨損掉可磨損的材料52的一部分，在可磨損的材料52上留下與 凸出部54和凹槽56的輪廓相近似的輪廓(未示出)并導(dǎo)致構(gòu)件之間的更緊密的余隙。
可磨損的材料52可以是在共同地授予Turnquist等人的、本文的共同受讓人的美 國(guó)專(zhuān)利No. 6， 547， 522中所描述及所顯示的類(lèi)型，該專(zhuān)利的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合在本文 中。在一個(gè)例子中，可磨損的材料可包括具有第一組分和第二組分的合成物，其中，第一組 分包括鈷、鎳、鉻和釔，而第二組分選自由六角形氮化硼(hexagonal boronnitride)和聚合 物組成的組。 圖5-7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示例性的促動(dòng)器32，該促動(dòng)器32用于 在(例如)蒸汽輪機(jī)10的過(guò)渡工況期間有選擇地使密封組件24在背離轉(zhuǎn)子12的方向上 縮回。參照?qǐng)D5，促動(dòng)器32包括環(huán)形支架58、限定于支架58的外周表面中的多個(gè)孔60、彈 性地保持在相應(yīng)的孔60中的多個(gè)活塞62、以及用于操縱(actuating)活塞的至少一個(gè)觸發(fā) 設(shè)備64。 圖6和7顯示了促動(dòng)器32的放大部分，其包括在正常的密封位置(圖6)和縮回 的密封位置(圖7)處的安裝在相應(yīng)的孔60中的活塞62。在一個(gè)實(shí)施例中，活塞62包括通 過(guò)壓縮波紋管74彈性地附連至孔60的實(shí)心金屬(solid metal)。波紋管74包括例如通過(guò) 焊接而密封地聯(lián)結(jié)至活塞62的外部的一端68，以及例如通過(guò)焊接而密封地聯(lián)結(jié)至圍繞著 孔60的內(nèi)部的支架58的相應(yīng)部分的另一端70。在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)沿著支架58的一側(cè) 引入公共的弧形歧管72，支架58中的孔60可適當(dāng)?shù)芈?lián)結(jié)成彼此流體連通。歧管72可沿著 支架58的該側(cè)形成為切口或凹部，并通過(guò)薄密封條而密封地被封閉，用于在孔60之間提供 流連續(xù)性。 在一個(gè)實(shí)施例中，觸發(fā)設(shè)備64為用于操縱活塞62的壓力源(pressure source)， 以便通過(guò)借助于控制閥(未示出)控制穿過(guò)導(dǎo)管或管道66的、波紋管74中的氣體的量來(lái)
7操縱板部件的縮回。氣體可以是空氣或諸如氬氣或氮?dú)獾鹊亩栊詺怏w，或者是任何其它適合用于控制波紋管74中的氣體并由此將活塞62展開(kāi)到生效的構(gòu)型中的合適的壓力流體。
重新參照?qǐng)D2，在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)支架58布置在支撐部件28的該對(duì)突出部分38上且在密封包30的肩部42下方。相應(yīng)地，當(dāng)觸發(fā)設(shè)備64被操縱以用于將加壓的氣體輸送到支架58的孔60中時(shí)，加壓的氣體克服偏壓元件57的向內(nèi)的偏壓力并將波紋管74按壓到一起，導(dǎo)致活塞62向上移動(dòng)，以便推動(dòng)密封包30向上地朝向支撐部件26的頂部34而移動(dòng)。當(dāng)活塞62相對(duì)于轉(zhuǎn)子12被展開(kāi)時(shí)，板部件48相對(duì)于突出部分38被提起，用于增大板部件48與轉(zhuǎn)子12之間的徑向間隙D。這樣，轉(zhuǎn)子12的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或有差別的熱運(yùn)動(dòng)將具有更多的可利用的徑向空間以用于防止或限制密封組件與轉(zhuǎn)子的、尤其在蒸汽輪機(jī)10的過(guò)渡工況期間的非所期望的摩擦。 在圖5中顯示的示例性的實(shí)施例中，支架58包括多個(gè)支架段76，支架段76圍繞著轉(zhuǎn)子12的周邊周向地聯(lián)結(jié)。支架段76可通過(guò)合適的導(dǎo)管66彼此聯(lián)接。在一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)管66可將相聯(lián)結(jié)的支架段76的歧管72互連，用于在其間提供流動(dòng)連通，以便將加壓的氣體引導(dǎo)至該處。這樣，觸發(fā)設(shè)備64可將加壓的氣體引導(dǎo)至一個(gè)段，用于依次串流至聯(lián)結(jié)的密封段，用于同時(shí)地將其中所有的活塞62展開(kāi)。 在另一實(shí)施例中，不同支架段76的歧管72彼此不連通，且支架段76由此彼此隔離。相應(yīng)地，觸發(fā)設(shè)備64可包括多個(gè)閥(未示出)，以便控制任何選擇的支架段76。因此，參照?qǐng)D8和9，密封段62可單獨(dú)地被調(diào)節(jié)以用于補(bǔ)償不圓的殼體26 (如在圖8中所示)，或者，密封段可被調(diào)節(jié)以用于補(bǔ)償歸因于不對(duì)準(zhǔn)或扭曲的偏離中心狀態(tài)(如在圖9中所示)。
在又一實(shí)施例中，密封組件24包括沿著轉(zhuǎn)子12的周向方向的多個(gè)密封段(未示出)，且各密封段包括許多板部件48。相應(yīng)地，觸發(fā)設(shè)備64有選擇地觸發(fā)單獨(dú)的支架段76且還可有選擇地使相應(yīng)的密封段縮回以用于補(bǔ)償不圓的殼體26或用于補(bǔ)償歸因于不對(duì)準(zhǔn)或扭曲的偏離中心狀態(tài)(如在圖8和9中所示的)。 參照?qǐng)D10，顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的觸發(fā)設(shè)備80。觸發(fā)設(shè)備80包括至少一個(gè)導(dǎo)管或管道82，該導(dǎo)管或管道82具有布置在高壓區(qū)47處的進(jìn)口 84和布置在低壓區(qū)49處的出口 86，并且，該觸發(fā)設(shè)備80與支架58的歧管72 (圖6和7)連通。導(dǎo)管90可從高壓區(qū)47經(jīng)過(guò)支撐部件28和靜止的殼體26延伸至低壓區(qū)49。導(dǎo)管82設(shè)有至少一個(gè)旁通控制閥88，用于控制穿過(guò)導(dǎo)管82的流體流(flow offluid)。閥88可手動(dòng)地或自動(dòng)地運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行可為直接的或者與機(jī)器控制器相結(jié)合的。 當(dāng)閥88打開(kāi)時(shí)，與穿過(guò)密封包30的轉(zhuǎn)子12與殼體26之間的泄漏相比，導(dǎo)管82為蒸汽流提供了顯著地更小的阻力。換言之，當(dāng)閥88打開(kāi)時(shí)，導(dǎo)管82有助于平衡分別鄰近進(jìn)口 84和出口 86的壓力Pl和P2，允許密封包30相對(duì)于支撐部件28縮回。閥88導(dǎo)引流體圍繞順應(yīng)性板密封包30以降低越過(guò)順應(yīng)性板密封包30的壓力降。 在蒸汽輪機(jī)10的過(guò)渡工況(諸如啟動(dòng)或停機(jī)運(yùn)行)下，閥88打開(kāi)以平衡高壓區(qū)47和低壓區(qū)49處的壓力Pl和P2，并且平衡的壓力克服偏壓元件57的偏壓力，以推動(dòng)波紋管74和活塞62向上地移動(dòng)。相應(yīng)地，順應(yīng)性板密封包30在活塞62的影響下縮回(即，打開(kāi))。當(dāng)閥88關(guān)閉時(shí)，密封包30可被移動(dòng)至關(guān)閉位置。在某些實(shí)施例中，只要轉(zhuǎn)子12與密封部分44之間疑有或即將出現(xiàn)摩擦，順應(yīng)性板密封包30就可背離支撐部件26而被縮回。
參照?qǐng)D11，顯示了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的促動(dòng)器90。如所示，促動(dòng)器90包括成對(duì)的彈簧元件92 (例如彈簧圈)，其各處于相對(duì)應(yīng)的突出部分38與密封包30的板部件保 持器41之間，促動(dòng)器90還包括至少一個(gè)導(dǎo)管或管道82，該導(dǎo)管或管道82具有布置在高壓 區(qū)47處的進(jìn)口 84和布置在低壓區(qū)49處的出口 86。導(dǎo)管82可從高壓區(qū)47經(jīng)過(guò)支撐部件 28和靜止的殼體26延伸至低壓區(qū)49。導(dǎo)管82設(shè)有至少一個(gè)旁通控制閥88以用于控制穿 過(guò)導(dǎo)管82的流體流。 當(dāng)閥88打開(kāi)，高壓區(qū)47和低壓區(qū)49處的壓力Pl和P2被平衡，并且，彈簧元件92 朝向支撐部件28而偏壓密封包30并將密封包30保持在打開(kāi)位置。當(dāng)閥88關(guān)閉時(shí)，壓力47 克服彈簧元件92的偏壓力以推動(dòng)密封組件30朝向轉(zhuǎn)子12移動(dòng)。因此，密封封閉(sealing closure)則可借助于旁通閥88而被越過(guò)(over-ridden)。 盡管本文已經(jīng)描述了被視為優(yōu)選的及示例性的本發(fā)明的實(shí)施例，但是，根據(jù)本文 的教導(dǎo)內(nèi)容，本發(fā)明的其它變更對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得顯而易見(jiàn)，因此，當(dāng)其落入 本發(fā)明的本質(zhì)精神和范圍內(nèi)時(shí)，所有這些變更應(yīng)在所附的權(quán)利要求中被保護(hù)。
權(quán)利要求
一種蒸汽輪機(jī)(10)，其包括蒸汽輪機(jī)殼體(26)；轉(zhuǎn)子(12)；以及位于所述殼體與所述轉(zhuǎn)子之間的至少一個(gè)順應(yīng)性板密封組件(24)，所述順應(yīng)性板密封組件包括相對(duì)于所述殼體靜止的支撐部件(28)，多個(gè)板部件(48)，所述板部件(48)可動(dòng)地安裝至所述支撐部件并朝向所述轉(zhuǎn)子而延伸，各板部件相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜；以及促動(dòng)器(32)，該促動(dòng)器(32)用于有選擇地施加壓力，以便使所述板部件沿著背離所述轉(zhuǎn)子的方向縮回。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)順應(yīng)性板密封組件還 包括板支撐件，所述板部件安裝在所述板支撐件中，其中，所述板支撐件還包括朝向所述轉(zhuǎn) 子而延伸的至少一個(gè)輔助密封部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述至少一個(gè)輔助密封部分在其面 對(duì)轉(zhuǎn)子的端部上包括可磨損的材料，并且其中，所述轉(zhuǎn)子包括凸出部，所述凸出部相對(duì)于所 述至少一個(gè)輔助密封部分的可磨損的面對(duì)轉(zhuǎn)子的端部大致垂直地取向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述促動(dòng)器還包括支架、限定在所述 支架的外周表面中的多個(gè)孔、在相應(yīng)的孔中的多個(gè)壓縮部件，以及附連至所述壓縮部件并 保持在相應(yīng)的孔中的多個(gè)活塞。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述促動(dòng)器還包括觸發(fā)設(shè)備，用于將 高壓氣體傳輸至所述支架的孔，并推動(dòng)所述壓縮部件朝向所述殼體而移動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述促動(dòng)器還包括用于與所述孔連通的歧管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述觸發(fā)設(shè)備包括用于操縱所述活 塞的外部壓力源。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述觸發(fā)設(shè)備包括至少一個(gè)導(dǎo)管，該 導(dǎo)管帶有在所述轉(zhuǎn)子的低壓區(qū)處被布置的出口以及在高壓區(qū)處被布置的進(jìn)口 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸汽輪機(jī)，其特征在于，所述觸發(fā)設(shè)備包括至少一個(gè)旁通控 制閥，用于控制穿過(guò)導(dǎo)管的流體流。
10. —種密封組件，其包括位于定子(26)與轉(zhuǎn)子(12)之間的至少一個(gè)順應(yīng)性板密封組件(24)，所述順應(yīng)性板密 封組件包括相對(duì)于所述定子靜止的支撐部件(28)， 可動(dòng)地安裝至所述支撐部件的板支撐件(41);多個(gè)板部件(48)，所述板部件(48)安裝至所述板支撐件并朝向所述轉(zhuǎn)子而延伸，各板 部件相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜，其中，所述板支撐件還包括至少一個(gè)輔助密封部分 (141)，所述輔助密封部分(141)朝向所述轉(zhuǎn)子而延伸并在面對(duì)轉(zhuǎn)子的端部上包括可磨損 的材料(52)，并且其中，所述轉(zhuǎn)子設(shè)有凸出部(54)，該凸出部(54)相對(duì)于所述輔助密封部 分大致垂直地取向；以及促動(dòng)器(32)，該促動(dòng)器(32)用于有選擇地施加壓力以便使所述板部件沿著背離所述 轉(zhuǎn)子的方向縮回。
全文摘要
本發(fā)明涉及自適應(yīng)的順應(yīng)性板密封組件及方法，具體而言，本發(fā)明涉及一種蒸汽輪機(jī)(10)，其包括蒸汽輪機(jī)殼體(26)、轉(zhuǎn)子(12)，以及位于殼體與轉(zhuǎn)子之間的至少一個(gè)順應(yīng)性板密封組件(24)。順應(yīng)性板密封組件包括相對(duì)于殼體靜止的支撐部件(28)；多個(gè)板部件(48)，板部件(48)可動(dòng)地安裝到支撐部件上并朝向轉(zhuǎn)子而延伸，各板部件相對(duì)于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向傾斜；以及促動(dòng)器(32)，該促動(dòng)器(32)用于有選擇地施加壓力，以便使板部件沿著背離轉(zhuǎn)子的方向縮回。
文檔編號(hào)F01D11/02GK101761362SQ20091021517
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日
發(fā)明者B·A·小庫(kù)圖爾, F·G·拜利, M·E·伯內(nèi)特, M·W·科瓦爾奇克, N·A·特恩奎斯特 申請(qǐng)人:通用電氣公司