專利名稱：一種布萊登汽封及汽輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽封領(lǐng)域，尤其涉及一種布萊登汽封及汽輪機。
背景技術(shù)：
汽封是汽輪機關(guān)鍵零部件之一，其性能的優(yōu)劣，不僅影響機組的經(jīng)濟性，而且影響 機組可靠性，已越來越受到人們的關(guān)注。特別是近十年來，隨著汽輪機的單機功率等參數(shù)的 不斷提高，以及機組頻繁的調(diào)峰運行，幾乎每年都有由于汽輪機的動、靜部分發(fā)生嚴(yán)重摩擦 而導(dǎo)致大軸彎曲的事故發(fā)生，給電廠帶來重大的損失。近年來，隨著汽輪機設(shè)計制造技術(shù)的不斷提高以及國外先進技術(shù)的引進，已出現(xiàn) 了布萊登汽封、蜂窩汽封等新型的汽封結(jié)構(gòu)型式，改善了汽封的性能，為機組的安全經(jīng)濟運 行提供了新的保障。從保證機組經(jīng)濟性而言，要求漏汽量越少越好，也即汽封間隙越小越 好；而從保證機組運行安全而言，要求在各種狀態(tài)下，汽封不和轉(zhuǎn)子發(fā)生摩擦，即動、靜部分 不發(fā)生摩擦。因此，在汽封設(shè)計時，應(yīng)對安全和經(jīng)濟性要求綜合加以考慮，以滿足機組啟動 (冷、溫及熱態(tài))、運行及停機(緊急、正常)等各種工況的要求。布萊登汽封是美國布萊登工程公司專利產(chǎn)品，布萊登汽封弧段結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)汽封弧 段基本相同，只是進汽面上銑出一道引汽槽，其固的是使汽封弧段背面壓力(汽封體溝槽 內(nèi)部壓力)等于進汽側(cè)壓力。而在必要汽封弧段的端面上鉆孔裝入螺旋圓柱彈簧，其上下 汽封環(huán)中間各有兩只螺旋圓柱彈簧，共四只。彈簧的推力使得汽封弧段在沒有蒸汽壓力時 呈開啟狀，如圖1所示，布萊登汽封的整體圖中可以看出，自由狀態(tài)下，在彈簧103彈簧力的 作用下，汽封弧段102是處于張開狀態(tài)而遠離轉(zhuǎn)子101的。如圖2所示，汽封弧段203上的直齒204與轉(zhuǎn)子201之間存在縫隙，即為汽封弧段 203與轉(zhuǎn)子201之間的縫隙，汽封弧段203卡在定子202中，在汽輪機組啟動時，隨著蒸汽 流量的增加，高壓蒸汽進入汽封弧段203和定子202之間，作用在每圈汽封弧段203背部的 蒸汽壓力逐步增大，這一壓力叫做關(guān)閉力，汽封弧段203與轉(zhuǎn)子201之間也流入高壓蒸汽， 該高壓蒸汽作用在汽封弧段203上的壓力叫開啟力，機組開機時，隨著蒸汽流量的增加，關(guān) 閉力足以克服彈簧應(yīng)力、摩擦阻力以及開啟力等力，汽封弧段203開始逐漸關(guān)閉，即向轉(zhuǎn)子 201靠攏，最終汽封弧塊達到完全關(guān)閉狀態(tài)，與轉(zhuǎn)子保持最小間隙，因此，汽封漏汽量也最 小，而在停機時，隨著蒸汽流量的減小，關(guān)閉力和開啟力減小，在彈簧205的彈簧應(yīng)力的作 用下，汽封弧段203遠離轉(zhuǎn)子201，汽封弧段203與轉(zhuǎn)子201間隙達到最大值，所以在汽輪機 組啟動或停機這兩個最易出現(xiàn)事故的時候，由于蒸汽流量小，布萊登汽封可以使得汽封弧 段203與轉(zhuǎn)子201之間的縫隙較大，避免與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生碰磨。本實用新型發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在布萊登汽封中，雖然汽封工作間隙很小，使汽封漏汽量 減少，但不能控制汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的流速，如果使這一部分蒸汽的流速得 以控制減緩，將可以進一步減少汽封與轉(zhuǎn)子間的蒸汽漏汽量，同時，由于彈簧老化、轉(zhuǎn)子和 汽封弧段表面被氧化形成的氧化皮導(dǎo)致的額外的摩擦力，都會使得汽封弧段關(guān)閉的阻力增 大，當(dāng)關(guān)閉力不夠時，可能會使得在汽輪機工作時，汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的縫隙較大，造成漏汽量過大，所以，布萊登汽封原結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠全面完善，存在性能隱患。
實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供一種布萊登汽封及汽輪機，以減小汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間 隙中蒸汽的漏汽量。一種布萊登汽封，包括轉(zhuǎn)子301、定子302、多個與定子連接的汽封弧段303以及連 接各汽封弧段303并控制所述汽封弧段303上的直齒304遠離轉(zhuǎn)子的彈簧305，還包括至少一個側(cè)齒306，固定在所述直齒304上。 一種汽輪機，其布萊登汽封包括轉(zhuǎn)子301、定子302、多個與定子連接的汽封弧段 303以及連接各汽封弧段303并控制所述汽封弧段303上的直齒304遠離轉(zhuǎn)子的彈簧305， 所述布萊登汽封還包括至少一個側(cè)齒306，固定在所述直齒304上。本實用新型實施例提供一種布萊登汽封及汽輪機，在汽封弧段的直齒上增加了側(cè) 齒，由于側(cè)齒的存在，阻礙了汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的順暢流動，進而減小汽封弧 段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的流速，從而可進一步減小汽封漏汽量。同時，由于側(cè)齒的存在，也增加了蒸汽將汽封弧段壓向轉(zhuǎn)子的關(guān)閉力，從而在彈簧 老化、存在氧化皮導(dǎo)致的額外的摩擦力的情況下，仍有足夠的關(guān)閉力使得在汽輪機工作時， 使汽封弧塊始終能夠與轉(zhuǎn)子保持最小間隙運行，從而保證了布萊登汽封在任何狀況下技術(shù) 設(shè)計性能的實現(xiàn)，從而保證了汽封漏汽量最少。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中汽輪機未開啟時的布萊登汽封狀態(tài)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中布萊登汽封的截面圖；圖3為本實用新型實施例中布萊登汽封的截面圖。
具體實施方式
本實用新型實施例提供一種布萊登汽封及汽輪機，在汽封弧段與轉(zhuǎn)子間增加了側(cè) 齒，由于側(cè)齒的存在，阻礙了汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的順暢流動，進而減小汽封弧 段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的流速，減小漏汽量。本實用新型實施例提供的布萊登汽封如圖3所示，包括轉(zhuǎn)子301、定子302、多個 與定子連接的汽封弧段303，上，以及連接各汽封弧段303并控制汽封弧段303上的直齒 304遠離轉(zhuǎn)子的彈簧305，該布萊登汽封中還包括至少一個側(cè)齒306，固定在汽封弧段303的直齒304上。由于側(cè)齒306的存在，使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的高壓蒸汽產(chǎn)生渦流，進 而減緩了高壓蒸汽的流速，減小了漏汽量。同時，在汽輪機工作時，汽封弧段303在關(guān)閉力足夠時，會非?？拷D(zhuǎn)子301，設(shè)置 人員出于安全方面的考慮，可以通過定子302與汽封弧段303的連接處來控制汽封弧段303 的運動區(qū)域，在汽封弧段303與轉(zhuǎn)子301之間的縫隙達到預(yù)先的設(shè)置時，定子302將汽封弧 段卡住，使得汽封弧段303不再向轉(zhuǎn)子301運動，如圖3所示。[0022]由于在側(cè)齒306朝向轉(zhuǎn)子301的一側(cè)高壓蒸汽的流速較大，相應(yīng)的給側(cè)齒306的 向上的壓力就較小，而在側(cè)齒306的另一側(cè)，由于直齒304和側(cè)齒306的作用，高壓蒸汽的 流速較小，相應(yīng)的給側(cè)齒306的向下的壓力就較大，從而進一步增大了關(guān)閉力，使得在彈簧 老化、存在氧化皮導(dǎo)致的額外的摩擦力的情況下，仍有足夠的關(guān)閉力使得在汽輪機工作時， 汽封弧段303與轉(zhuǎn)子301間的縫隙盡量小，從而減小漏汽量。當(dāng)關(guān)閉力 不足以使得汽封弧段303與轉(zhuǎn)子301間的縫隙達到設(shè)置的最小值時，側(cè) 齒306的增加也會進一步減小汽封弧段303與轉(zhuǎn)子301間的縫隙，這是由于汽封弧段303 和轉(zhuǎn)子301之間的高壓蒸汽的渦流，使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的高壓蒸汽的壓力 減小，進而在汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙一定時，開啟力相應(yīng)減小，根據(jù)布萊登汽 封的原理，在汽輪機工作時，關(guān)閉力和彈簧應(yīng)力、開啟力以及摩擦力的合力應(yīng)該相等，所以 為達到這樣一個平衡，汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙就會相應(yīng)減小，以獲得開啟力和 關(guān)閉力之間的平衡，由于汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙減小了，汽封弧段303和轉(zhuǎn)子 301之間的高壓蒸汽的漏汽量也相應(yīng)減小，進一步提高了汽輪機的經(jīng)濟性。也可以對每個側(cè)齒306的受力情況進行分析，由于在側(cè)齒306朝向轉(zhuǎn)子301的一 側(cè)高壓蒸汽的流速較大，相應(yīng)的給側(cè)齒306的向上的壓力就較小，而在側(cè)齒306的另一側(cè)， 由于直齒304和側(cè)齒306的作用，高壓蒸汽的流速較小，相應(yīng)的給側(cè)齒306的向下的壓力就 較大，從而也進一步增大了關(guān)閉力，使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙減小，進而減 少漏汽量。為了進一步增大關(guān)閉力，可以在每個直齒304上固定至少兩個側(cè)齒306，以構(gòu)成更 好的渦流效果。每個直齒304上的至少兩個側(cè)齒306可以分別固定在直齒(304)的兩個側(cè)面，這 樣在兩個直齒304之間的縫隙中，兩個側(cè)面上都固定有側(cè)齒306，可以更好的使得高壓蒸汽 形成渦流。為使得渦流效果較佳，可以使得側(cè)齒306垂直固定在直齒304上，這樣對于高壓蒸 汽的向下流動和向上流動都具有相同的擾動作用，進一步降低了高壓蒸汽的流速，減少了 漏汽量，當(dāng)然，根據(jù)實際情況，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以將側(cè)齒306斜向固定在直齒304上，以 獲得相應(yīng)的渦流效果。為進一步增加關(guān)閉力，可以增加高壓蒸汽作用在側(cè)齒306上的向下的壓力，并減 小高壓蒸汽作用在側(cè)齒306上的向上的壓力，此時側(cè)齒306具體為梯形，其中，朝向汽封弧 段303的一側(cè)為梯形的長邊，朝向轉(zhuǎn)子301的一側(cè)為梯形的短邊，由于在高壓蒸汽的流動 性，作用在梯形斜邊上的向上的壓力較小，所以整體上增大了增加高壓蒸汽作用在側(cè)齒306 上的向下的壓力，并減小高壓蒸汽作用在側(cè)齒306上的向上的壓力，進一步增大了關(guān)閉力， 使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的縫隙進一步減小，進而減少漏汽量。本實用新型實施例還相應(yīng)提供一種汽輪機，該汽輪機使用本實用新型實施例提供 的布萊登汽封，具體包括轉(zhuǎn)子301、定子302、多個與定子連接的汽封弧段303，上，以及連 接各汽封弧段303并控制汽封弧段303上的直齒304遠離轉(zhuǎn)子的彈簧305，該布萊登汽封中 還包括至少一個側(cè)齒306，固定在汽封弧段303的直齒304上。由于側(cè)齒306的存在，使得汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301之間的高壓蒸汽產(chǎn)生渦流，進而減緩了高壓蒸汽的流速，減小了漏汽量。 進一步，為獲得較佳的渦流效果，還可以在每個直齒304上固定至少兩個側(cè)齒 306。每個直齒304上的至少兩個側(cè)齒306可以分別固定在直齒304的兩個側(cè)面，以獲
得更佳的渦流效果，進一步減緩高壓蒸汽的流速，減小漏汽量。進一步，還可以將側(cè)齒306制作成梯形，并且朝向汽封弧段303的一側(cè)為梯形的長 邊，朝向轉(zhuǎn)子301的一側(cè)為梯形的短邊，以進一步增大關(guān)閉力，減小汽封弧段303和轉(zhuǎn)子301 之間的縫隙進一步減小，進而減少漏汽量。為使得渦流效果較佳，可以使得側(cè)齒306垂直固定在直齒304上，使得對于高壓蒸 汽的向下流動和向上流動都具有相同的擾動作用，進一步降低了高壓蒸汽的流速，減少了
漏汽量。本實用新型實施例提供一種布萊登汽封及汽輪機，在汽封弧段的直齒上增加了側(cè) 齒，由于側(cè)齒的存在，阻礙了汽封弧段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的順暢流動，進而減小汽封弧 段與轉(zhuǎn)子間的間隙中蒸汽的流速，減小漏汽量。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種布萊登汽封，包括轉(zhuǎn)子(301)、定子(302)、多個與定子連接的汽封弧段(303) 以及連接各汽封弧段(30 并控制所述汽封弧段(30 上的直齒(304)遠離轉(zhuǎn)子的彈簧(305)，其特征在于，還包括至少一個側(cè)齒(306)，固定在所述直齒(304)上。
2.如權(quán)利要求1所述的布萊登汽封，其特征在于，在每個直齒(304)上固定至少兩個側(cè) 齒(306)。
3.如權(quán)利要求2所述的布萊登汽封，其特征在于，所述每個直齒(304)上的至少兩個側(cè) 齒(306)分別固定在所述直齒(304)的兩個側(cè)面。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的布萊登汽封，其特征在于，所述側(cè)齒(306)具體為梯形， 其中，朝向汽封弧段(303)的一側(cè)為梯形的長邊，朝向轉(zhuǎn)子(301)的一側(cè)為梯形的短邊。
5.如權(quán)利要求1-3任一所述的布萊登汽封，其特征在于，所述側(cè)齒(306)垂直固定在所 述直齒(304)上。
6.一種汽輪機，其布萊登汽封包括轉(zhuǎn)子(301)、定子(302)、多個與定子連接的汽封弧 段(303)以及連接各汽封弧段(30 并控制所述汽封弧段(30 上的直齒(304)遠離轉(zhuǎn)子 的彈簧(305)，其特征在于，所述布萊登汽封還包括至少一個側(cè)齒(306)，固定在所述直齒(304)上。
7.如權(quán)利要求6所述的汽輪機，其特征在于，在每個直齒(304)上固定至少兩個側(cè)齒(306)。
8.如權(quán)利要求7所述的汽輪機，其特征在于，所述每個直齒(304)上的至少兩個側(cè)齒 (306)分別固定在所述直齒(304)的兩個側(cè)面。
9.如權(quán)利要求6-8任一所述的汽輪機，其特征在于，所述側(cè)齒(306)具體為梯形，其中， 朝向汽封弧段(303)的一側(cè)為梯形的長邊，朝向轉(zhuǎn)子(301)的一側(cè)為梯形的短邊。
10.如權(quán)利要求6-8任一所述的汽輪機，其特征在于，所述側(cè)齒(306)垂直固定在所述 直齒(304)上。
專利摘要本實用新型公開了一種布萊登汽封及汽輪機，該布萊登汽封包括轉(zhuǎn)子(301)、定子(302)、多個與定子連接的汽封弧段(303)以及連接各汽封弧段(303)并控制所述汽封弧段(303)上的直齒(304)遠離轉(zhuǎn)子的彈簧(305)，其特征在于，還包括至少一個側(cè)齒(306)，固定在所述直齒(304)上。本實用新型實施例中的布萊登汽封在汽封弧段(303)的直齒(304)上增加了側(cè)齒(306)，由于側(cè)齒(306)的存在，阻礙了汽封弧段(303)與轉(zhuǎn)子(301)間的間隙中蒸汽的順暢流動，進而減小汽封弧段(303)與轉(zhuǎn)子(301)間的間隙中蒸汽的流速，減小漏汽量。
文檔編號F01D11/02GK201851172SQ20102059213
公開日2011年6月1日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者宋鵬 申請人:宋鵬