本實(shí)用新型涉及汽輪機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種插管密封結(jié)構(gòu)、插管組件及汽輪機(jī)。

背景技術(shù)：

汽輪機(jī)是火電站建設(shè)中的關(guān)鍵動(dòng)力設(shè)備之一，是把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能進(jìn)而轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。由鍋爐產(chǎn)生的高溫、高壓蒸汽，經(jīng)高壓進(jìn)汽管進(jìn)入汽輪機(jī)，經(jīng)過(guò)各葉片級(jí)逐級(jí)膨脹作功。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子將旋轉(zhuǎn)機(jī)械能傳遞給發(fā)電機(jī)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成巨大的電能輸出。

現(xiàn)有汽輪機(jī)大多是在高壓進(jìn)汽口內(nèi)安裝插管用以引進(jìn)高溫高壓蒸汽，并在插管與進(jìn)汽口的壁之間安裝呈封閉圓環(huán)形式的密封環(huán)。為了防止汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中密封環(huán)與插管在壓力作用下發(fā)生咬合現(xiàn)象，會(huì)在密封環(huán)與插管之間留有較大間隙，且密封環(huán)的熱膨脹系數(shù)要大于插管的熱膨脹系數(shù)。這樣會(huì)導(dǎo)致大量蒸汽在汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)通過(guò)密封環(huán)與插管之間的間隙泄漏，造成汽輪機(jī)機(jī)組熱耗上升和能源浪費(fèi)。

因此，行業(yè)內(nèi)存在著對(duì)插管的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)以減少蒸汽泄漏并確保密封環(huán)與插管無(wú)咬合現(xiàn)象的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在提供一種能夠解決上述問(wèn)題的插管密封結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型還旨在提供一種應(yīng)用上述改進(jìn)的插管密封結(jié)構(gòu)的插管組件。

本實(shí)用新型還旨在提供一種應(yīng)用上述改進(jìn)的插管組件的汽輪機(jī)。

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)技術(shù)方案，提供一種插管密封結(jié)構(gòu)，包括：第一密封環(huán)；以及第二密封環(huán)，其圍繞所述第一密封環(huán)設(shè)置，在所述第二密封環(huán)與所述第一密封環(huán)之間限定出第一間隙，所述第二密封環(huán)具有斷開(kāi)的狹縫。

第一密封環(huán)借助于第一間隙能夠徑向向外自由膨脹，從而避免與被其包圍的插管咬合。而第二密封環(huán)借助于狹縫可以防止與圍繞其的汽輪機(jī)進(jìn)汽口的壁咬合。第一密封環(huán)和第二密封環(huán)相配合能夠最大限度減小蒸汽泄漏，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于組裝。

優(yōu)選地，所述第二密封環(huán)為整體式的，所述狹縫為單個(gè)狹縫。

優(yōu)選地，所述第一密封環(huán)限定出外側(cè)的第一臺(tái)階，所述第二密封環(huán)坐放在所述第一臺(tái)階上。

優(yōu)選地，所述第二密封環(huán)的頂面高于所述第一密封環(huán)的頂面。這樣，當(dāng)?shù)谝幻芊猸h(huán)的頂面處會(huì)由于高度差而形成縫隙，以允許第一密封環(huán)沿軸向自由膨脹。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)技術(shù)方案，提供一種插管組件，包括：插管，具有中央通孔并在其外周限定出環(huán)形容置部；以及安置在所述容置部中的一個(gè)或多個(gè)插管密封結(jié)構(gòu)，所述插管密封結(jié)構(gòu)為前述技術(shù)方案及優(yōu)選實(shí)施例中任一項(xiàng)所述的插管密封結(jié)構(gòu)。

第一密封環(huán)借助于第一間隙能夠徑向向外自由膨脹，從而避免與被其包圍的插管咬合。而第二密封環(huán)借助于狹縫可以防止與圍繞其的汽輪機(jī)進(jìn)汽口的壁咬合。第一密封環(huán)和第二密封環(huán)相配合能夠最大限度減小蒸汽泄漏，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于組裝。

優(yōu)選地，所述多個(gè)插管密封結(jié)構(gòu)沿軸向疊置。通過(guò)這種軸向疊置的布置形式，提供了曲折的密封結(jié)構(gòu)，從而以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)獲得良好的密封效果。

優(yōu)選地，還包括用于徑向插入插管中的定位銷，所述定位銷定位在所述插管密封結(jié)構(gòu)下方以至少部分限定所述插管密封結(jié)構(gòu)的位置。這樣可以很容易地定位插管密封結(jié)構(gòu)，防止其從插管軸向脫出。

優(yōu)選地，還包括圍繞所述插管的擋圈，所述擋圈具有容納所述定位銷的徑向孔并限定出外側(cè)的第二臺(tái)階，所述第二臺(tái)階中放置有第二密封環(huán)，所述插管密封結(jié)構(gòu)坐放在所述擋圈上。這樣提供一種簡(jiǎn)單的方式支承插管密封結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述插管具有周向突緣，所述容置部的頂部由所述周向突緣限定出。

根據(jù)本實(shí)用新型的又一個(gè)技術(shù)方案，提供一種汽輪機(jī)，其特征在于，包括：汽缸，其具有相連通的進(jìn)汽口和出汽口；以及前述的插管組件，其中所述插管置于所述進(jìn)汽口中，所述插管密封結(jié)構(gòu)安裝在所述插管與所述進(jìn)汽口的壁之間。

第一密封環(huán)借助于第一間隙能夠徑向向外自由膨脹，從而避免與被其包圍的插管咬合。而第二密封環(huán)借助于狹縫可以防止與圍繞其的汽輪機(jī)進(jìn)汽口的壁咬合。第一密封環(huán)和第二密封環(huán)相配合能夠最大限度減小蒸汽泄漏，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、易于組裝。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)的一部分將會(huì)是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本申請(qǐng)后顯見(jiàn)的，另一部分將在下文的具體實(shí)施方式中結(jié)合附圖描述。

附圖說(shuō)明

以下，結(jié)合附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例，其中：

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的插管組件安裝在進(jìn)汽口處的示意圖；

圖2是圖1的A處放大圖；

圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的第一密封環(huán)的示意圖；

圖4是圖3的B-B向剖視圖；以及

圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的第二密封環(huán)的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明(以具體實(shí)施方式中出現(xiàn)的順序?yàn)闇?zhǔn))

100.插管密封結(jié)構(gòu)；210.進(jìn)汽口；200.插管；202.中央通孔；110.第一密封環(huán)；120.第二密封環(huán)；114.筒部；115.凸緣部；116.第一臺(tái)階；121.狹縫；112.第一間隙；113.第二間隙；140.擋圈；141.徑向孔；130.定位銷；117.第三間隙；201.周向突緣。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)參考附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型所公開(kāi)的插管密封結(jié)構(gòu)、插管組件及汽輪機(jī)的示意性方案。盡管提供附圖是為了呈現(xiàn)本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，但附圖不必按具體實(shí)施方案的尺寸繪制，且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解釋本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容。附圖中的部分構(gòu)件可在不影響技術(shù)效果的前提下根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行位置調(diào)整。在說(shuō)明書(shū)中出現(xiàn)的短語(yǔ)“在附圖中”或類似用語(yǔ)不必參考所有的附圖或示例。

在下文中被用于描述附圖的某些方向性術(shù)語(yǔ)，例如“內(nèi)”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性術(shù)語(yǔ)，將被理解為具有其正常含義并且指正常看附圖時(shí)所涉及的那些方向。除另有指明，本說(shuō)明書(shū)所述方向性術(shù)語(yǔ)基本按照本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的常規(guī)方向。

本實(shí)用新型所使用的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”及其類似術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中并不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于將一個(gè)部件與其它同類部件進(jìn)行區(qū)分。

圖1總體示出了根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的插管密封結(jié)構(gòu)100的示意圖。所示出的插管密封結(jié)構(gòu)100優(yōu)選應(yīng)用于汽輪機(jī)例如超高壓沖動(dòng)式汽輪機(jī)中。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該超高壓沖動(dòng)式汽輪機(jī)為超高壓中間再熱單軸單缸單排汽沖動(dòng)式汽輪機(jī)，包括呈回轉(zhuǎn)圓筒體狀以整體形式構(gòu)造的汽缸，即單個(gè)汽缸、設(shè)置在該單個(gè)汽缸中可以繞中心線轉(zhuǎn)動(dòng)的單個(gè)轉(zhuǎn)子以及沿轉(zhuǎn)子的中心線方向布置的多個(gè)葉片級(jí)。汽缸具有與其內(nèi)腔流體連通的進(jìn)汽口210和出汽口，在進(jìn)汽口210內(nèi)安裝有插管200，插管200具有中央通孔202，在插管200外周限定出用于容納插管密封結(jié)構(gòu)100的環(huán)形容置部。符合進(jìn)汽參數(shù)的高溫高壓蒸汽經(jīng)由插管200的中央通孔202由上向下進(jìn)入汽輪機(jī)的內(nèi)腔后，在各個(gè)葉片級(jí)之間流過(guò)，逐級(jí)膨脹作功，帶動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。多個(gè)插管密封結(jié)構(gòu)100位于插管200和進(jìn)汽口210的壁之間，以防止蒸汽泄漏。

參考圖1和圖2，具體示出了插管密封結(jié)構(gòu)100。如圖所示，每個(gè)插管密封結(jié)構(gòu)100包括圍繞插管200的第一密封環(huán)110和圍繞該第一密封環(huán)110的第二密封環(huán)120。結(jié)合參考圖3和圖4，第一密封環(huán)110包括筒部114和從筒部144的底部徑向向外突伸出的凸緣部115，從而在筒部114與凸緣部115之間限定出背向于第一密封環(huán)110的中軸線且向上敞開(kāi)的第一臺(tái)階116。結(jié)合參考圖5，第二密封環(huán)120為周向不封閉的整體式結(jié)構(gòu)，其具有斷開(kāi)的狹縫121。第二密封環(huán)120圍繞第一密封環(huán)110的筒部114并坐放在第一臺(tái)階116中。雖然圖中示出了每個(gè)第一密封環(huán)110的第一臺(tái)階116中落置有一個(gè)第二密封環(huán)120，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到在第一臺(tái)階116中安裝一個(gè)以上、例如沿軸向落置兩個(gè)、三個(gè)第二密封環(huán)120，這落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

圖1和圖2僅示例性示出第一密封環(huán)110和第二密封環(huán)120之間的位置關(guān)系，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到其它替代形式，例如在一個(gè)未示出的實(shí)施例中，第一密封環(huán)110為圍繞插管200的直筒狀結(jié)構(gòu)，第二密封環(huán)120位于第一密封環(huán)110徑向外側(cè)并圍繞第一密封環(huán)110。在另一個(gè)未示出的實(shí)施例中，第一密封環(huán)110具有背向于第一密封環(huán)110的中軸線且向下敞開(kāi)的臺(tái)階，第二密封環(huán)120容納在該臺(tái)階中。

繼續(xù)參考圖2，在第二密封環(huán)120的內(nèi)周面與第一密封環(huán)110的筒部114的外周面之間形成第一間隙112，從而允許第一密封環(huán)110沿徑向自由向外膨脹。而第二密封環(huán)120的高度大于第一密封環(huán)110的筒部114的高度，從而第二密封環(huán)120的頂面高于第一密封環(huán)110的筒部114的頂面。當(dāng)多個(gè)插管密封結(jié)構(gòu)100沿軸向疊置時(shí)，較高的第二密封環(huán)120使得相鄰兩個(gè)第一密封環(huán)110之間形成第二間隙113，從而允許第一密封環(huán)110沿軸向自由膨脹。

回到圖1，圍繞插管200設(shè)置有擋圈140，擋圈140具有沿其周向布置的四個(gè)徑向孔141，四個(gè)定位銷130穿過(guò)徑向孔141并插入插管200中，從而定位擋圈140。擋圈140外側(cè)形成第二臺(tái)階，在該第二臺(tái)階中坐放有第二密封環(huán)120。第二密封環(huán)120的頂面高于擋圈140的頂面，從而允許擋圈140的頂面與相鄰的第一密封環(huán)110之間形成允許擋圈140軸向自由膨脹的第三間隙117。插管密封結(jié)構(gòu)100置于擋圈140上以防止軸向脫出。定位銷130優(yōu)選為四個(gè)，但也可以根據(jù)實(shí)際需要而設(shè)置為例如兩個(gè)、三個(gè)、五個(gè)等。在定位銷130下方安裝有套在插管200上的擋圈140。在汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于壓差作用，擋圈140不承受第一密封環(huán)110和第二密封環(huán)120的作用力。在另一個(gè)未示出的實(shí)施例中，定位銷插入進(jìn)汽口的壁中，同樣可以起到支承定位第一密封環(huán)110的作用。

優(yōu)選地，插管200的上部形成徑向向外伸出的周向突緣201以限定出上述的容置部，插管密封結(jié)構(gòu)100定位在周向突緣201與擋圈140之間。周向突緣201至少?gòu)较蜓由熘粮采w第二密封環(huán)120的一部分，從而防止第一密封環(huán)110和第二密封環(huán)120軸向脫出。

當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)，第一密封環(huán)110受熱膨脹，且優(yōu)選第一密封環(huán)110的熱膨脹系數(shù)小于插管200的熱膨脹系數(shù)，從而使第一密封環(huán)110的內(nèi)周面與插管200的外周面盡量貼合，最大量的減小第一密封環(huán)110與插管200之間的間隙，減小兩者之間的蒸汽泄漏。而第一密封環(huán)110與第二密封環(huán)120之間形成的第一間隙112允許第一密封環(huán)110徑向向外膨脹，從而第一密封環(huán)110不會(huì)與插管200咬合。汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行時(shí)，第二密封環(huán)120的內(nèi)側(cè)所受壓力遠(yuǎn)大于外側(cè)，這種內(nèi)外壓差可以最大限度地減小第二密封環(huán)120與進(jìn)汽口210的壁之間的間隙，減小兩者之間的蒸汽泄漏。而第二密封環(huán)120上的狹縫121可以有效地防止第二密封環(huán)120與進(jìn)汽口210的壁之間發(fā)生咬合現(xiàn)象。本實(shí)用新型的插管密封結(jié)構(gòu)100占用空間較小，可在有限的空間內(nèi)盡量布置更多的插管密封結(jié)構(gòu)100，達(dá)到更好的密封效果。雖然一個(gè)插管密封結(jié)構(gòu)100就可以起到防止蒸汽泄漏的效果，但更多的插管密封結(jié)構(gòu)100可以提高這種密封效果。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書(shū)是按照各個(gè)實(shí)施例描述的，但并非每個(gè)實(shí)施例僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書(shū)的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書(shū)作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其它實(shí)施方式。

以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作的等同變化、修改與結(jié)合，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。