通汽槽流通截面約為50 X 2 = IOOmm20
[0048] 汽封高壓側產(chǎn)生沿轉子徑向且靠近轉子表面的方向的閉合力，低壓側產(chǎn)生沿轉子 徑向且遠離轉子表面的方向的開啟力。上述閉合力和開啟力的相對大小主要取決于高壓側 汽封齒間隙與低壓側汽封齒間隙的比值，當密封間隙較大時，比值接近1，閉合力顯著大于 開啟力；當密封間隙較小時，比值顯著增大，如0 · 3/0 · 1 = 3時，開啟力顯著大于閉合力。閉合 合力等于閉合力減開啟力，當閉合合力大于零時，汽封弧段將自動靠近轉子表面或產(chǎn)生該 趨勢；當閉合合力小于零時，汽封弧段將自動遠離轉子表面或產(chǎn)生該趨勢。因此，當汽封弧 段在轉子徑向上受較小的摩擦力、重力（相對小量)等因素影響時，其與轉子的相對位置主 要取決于閉合力和開啟力的相對大小。閉合力和開啟力大致相等時，汽封弧段在轉子徑向 上所有受力的合力為零，達到平衡狀態(tài)，保持位置不變。上述平衡狀態(tài)只有在特定的密封間 隙范圍內(nèi)才能實現(xiàn)。本實施例中，低壓側汽封齒間隙大致為0.15~0.25mm范圍內(nèi)，汽封弧段 能處于平衡狀態(tài)。
[0049] 當轉子由于渦動相對汽封圈偏心時，轉子表面將由于壓差的作用產(chǎn)生與轉子偏心 方向相反的徑向力，增大軸系阻尼，從而減小振動，提高汽輪機軸系的穩(wěn)定性。本實施例中， 轉子渦動量為〇.〇5mm時，可產(chǎn)生超過IOOkgf的阻尼力，減振效果極為顯著。
[0050] 本實施例部分設計條件和設計結果見表1，設計結果中主要包含了閉合合力（閉合 力-開啟力）隨高壓側汽封齒間隙與低壓側汽封齒間隙比值變化的情況，設計結果繪制成了 圖9。根據(jù)設計結果，汽輪機在進汽前或進汽極小的情況下，汽封主要受弧形板式彈簧的作 用而處于張開狀態(tài)，密封間隙較大;隨著汽輪機進汽量和進汽參數(shù)的提高，汽封前后壓差增 大，此時極容易產(chǎn)生較大的閉合合力，克服彈簧的作用力使汽封間隙逐步縮小;一旦汽封處 于閉合狀態(tài)，即使轉子受到擾動而振動加大或汽缸變形加大，汽封仍能適應上述變化而自 動調(diào)整密封間隙，始終懸浮在轉子表面，保證極小間隙且永不碰磨。
[0051]在汽輪機高中壓缸過橋位置應用本實施例汽封，與傳統(tǒng)梳齒汽封(密封間隙一般 設計為〇.75mm左右)設計泄漏量相比，可減少泄漏量50%以上;若與傳統(tǒng)梳齒汽封的實際應 用效果相比，減小泄漏的幅度較容易達到70%以上，節(jié)能潛力巨大。
[0052]表1實施例1部分設計條件和設計結果。

[0055] 實施例2
[0056] 如圖10所示，與實施例1基本相同，所不同的是:為進一步提高汽封背部密封的可 靠性，輔助密封條還包括設置在汽封掛耳內(nèi)側面的〇型密封，〇型密封內(nèi)側開小孔，一旦有高 壓蒸汽進入，在壓差作用下自脹緊，實現(xiàn)良好密封。
[0057] 本實施例中，0型密封分割為兩個半圓，分別放置在上下汽缸的T型槽內(nèi)，與汽封掛 耳的內(nèi)側面壓接。
[0058] 本實施例中，C型密封與0型密封所起作用基本相同，采用了冗余設計的理念，提高 密封的可靠性。
[0059] 實施例3
[0060] 與實施例1基本相同，所不同的是：高壓側汽封齒間隙比低壓側汽封齒間隙大，且 高壓側若干汽封齒沿汽流流向密封間隙逐漸縮小，低壓側若干汽封齒沿汽流流向密封間隙 保持不變;采用具體數(shù)值說明，不考慮公差時，16個當量齒的設計間隙依次為0.65-0.65_ 0·6-0·6-0·55-0·55-0·5-0·5-0·45-0·45-0·4-0·3-0·3-0·3-0·3-0·3。
[0061]與實施例1相比，本實施例優(yōu)化了閉合合力（閉合力-開啟力）隨密封間隙變化的敏 感性，其顯著優(yōu)勢是降低了加工誤差、安調(diào)偏差等因素對汽封工作特性的影響。
【主權項】
1. 一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在于:包括多個汽封弧 段、輔助密封條和設在汽封弧段之間的彈簧;汽封弧段上設有汽封齒，總當量齒個數(shù)不少于 10個;汽封齒與轉子表面配合形成密封間隙，高壓側汽封齒間隙大于低壓側汽封齒間隙;汽 封弧段中間位置分別設高壓通汽槽和低壓通汽槽，汽封弧段背部空腔分別連通高壓側和低 壓側，高壓蒸汽和低壓蒸汽通過輔助密封條阻隔。2. 如權利要求1所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述的汽封齒包括高壓側汽封齒和低壓側汽封齒;輔助密封條上游定義為高壓側，輔助 密封條下游定義為低壓側;所述高壓側軸向寬度大于低壓側軸向寬度，所述高壓側汽封齒 個數(shù)大于低壓側汽封齒個數(shù)，且高壓側汽封齒間隙均大于低壓側汽封齒間隙，兩者相差0.1 ~0·8mm 〇3. 如權利要求1所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述的彈簧為螺旋壓縮彈簧或弧形板式彈簧。4. 如權利要求3所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述的弧形板式彈簧接近轉子的邊沿與汽封齒的低齒齊平，但不高于低齒。5. 如權利要求1所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述高壓側汽封齒間隙比低壓側汽封齒間隙大0.1~〇.8mm，且高壓側若干汽封齒沿汽 流流向密封間隙逐漸縮小，低壓側若干汽封齒沿汽流流向密封間隙保持不變。6. 如權利要求1所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述輔助密封條至少包括設置在汽封脖頸內(nèi)側面的C型密封，C型密封開口與高壓側相 連通。7. 如權利要求6所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述C型密封分割為多個弧段，每個汽封弧段對應一個C型密封弧段，且C型密封安裝槽 內(nèi)側設置鉚接槽。8. 如權利要求1所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述輔助密封條還包括設置在汽封掛耳內(nèi)側面的〇型密封，〇型密封內(nèi)側開小孔。9. 如權利要求8所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述0型密封分割為兩個半圓，分別放置在上下汽缸的T型槽內(nèi)，與汽封掛耳的內(nèi)側面壓 接。10. 如權利要求1所述的一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，其特征在 于:所述汽封弧段沿徑向由外圈到內(nèi)圈包括依次相接的掛耳、脖頸、汽封基體和汽封齒;掛 耳與靜子T型槽較寬的部分配合，脖頸與靜子T型槽較窄的部分配合;汽封弧段背部空腔指 掛耳與靜子T型槽配合形成封弧段背部空腔。
【專利摘要】一種具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封裝置，包括多個汽封弧段、輔助密封條和設在汽封弧段之間的彈簧；汽封弧段上設有汽封齒；汽封齒與轉子表面配合形成密封間隙，高壓側汽封齒間隙大于低壓側汽封齒間隙；汽封弧段中間位置分別設高壓通汽槽和低壓通汽槽，汽封弧段背部空腔分別連通高壓側和低壓側，高壓蒸汽和低壓蒸汽通過輔助密封條阻隔。本發(fā)明具有氣體懸浮效應的密封間隙自調(diào)整汽封不僅實現(xiàn)了根據(jù)汽輪機啟停機和正常運行兩種狀態(tài)自動改變密封間隙，而且能實時根據(jù)轉子的位置自動調(diào)整密封間隙，始終保持運行狀態(tài)密封間隙在設計范圍之內(nèi)，長期保持良好的密封性能，且兼具減小軸系振動幅值的功能，能夠全面提高汽輪機運行的安全性和經(jīng)濟性。
【IPC分類】F01D11/16
【公開號】CN105673091
【申請?zhí)枴緾N201610029922
【發(fā)明人】孫丹, 韋紅旗, 石偉偉, 艾延廷, 趙歡, 田晶
【申請人】沈陽航空航天大學
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年1月18日