一種被動式調節間隙的摩擦啟動汽輪機汽封用汽封片的制作方法
【專利摘要】一種被動式調節間隙的摩擦啟動汽輪機汽封用汽封片，它涉及一種用于摩擦啟動汽輪機轉子軸頸汽封及葉頂圍帶汽封的汽封片。以解決在汽輪機啟動及運行階段，汽封間隙過大，造成蒸汽質量、流量損失大，并且當該間隙人為設置不當造成汽封片對葉頂圍帶或轉子軸頸造成傷害的問題，第二環片、過渡環片與第一環片環套固接，所述汽封片為馬氏體不銹鋼汽封片，與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片的內側壁處開設有倒角，與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片的環面、過渡環片的環面及第一環片的環面均為維氏硬度在150HV至175HV的環面。本實用新型用于對葉頂圍帶或轉子軸頸的高溫高壓氣體密封。
【專利說明】一種被動式調節間隙的摩擦啟動汽輪機汽封用汽封片
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用于摩擦啟動汽輪機轉子軸頸汽封及葉頂圍帶汽封的汽封片。
【背景技術】
[0002]汽輪機為防止漏氣，降低熱耗，主要通過汽封片實現對葉頂圍帶及轉子軸頸的高溫高壓氣體密封。現有技術中，300MW亞臨界機組至1000MW超臨界機組的汽封結構多采用傳統的梳齒式結構，該結構中汽封片均豎直設置，且若干個汽封片依次水平排布，如圖2及圖3所示，為保證汽輪機機組安全起動，降低汽封片同圍帶或轉子軸頸摩擦的風險，密封位置均存在0.5mm至0.75mm的間隙。隨著汽輪機機組不斷的改進更新及機組參數的不斷提高，通過該汽封間隙損失的蒸汽質量、流量逐漸增多，不僅熱耗增高，而且造成級間主流道氣流擾動，影響機組效率。
[0003]目前，解決該汽封間隙損失的蒸汽質量、流量的方法主要有兩種:一種為固定式汽封，主要用于葉頂圍帶；另一種為可調式汽封，主要用于轉子軸頸位置，典型的汽封設計為一種專利號96106529.X的自動閉合汽封，這兩種解決方法都是通過增加汽封片圈數、盡可能減小間隙來解決的。并且這兩種汽封所用的汽封片不允許與旋轉體(葉頂圍帶和轉子軸頸)進行摩擦。但該間隙為人為調整間隙，盡管該間隙已經調到最小，但通過該汽封間隙損失的蒸汽質量、流量依然較多，并且該間隙調整不當會與葉頂圍帶或轉子軸頸產生摩擦造成葉頂圍帶或轉子軸頸的磨損。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是提供一種被動式調節間隙的摩擦啟動汽輪機汽封用汽封片，以解決在汽輪機啟動及運行階段，汽封間隙過大，造成蒸汽質量、流量損失大，并且當該間隙人為設置不當造成汽封片對葉頂圍帶或轉子軸頸造成傷害的問題。
[0005]本實用新型為解決上述問題采取的技術方案是:所述汽封片為圓環片，所述汽封片由第一環片、第二環片及過渡環片組成，第一環片直徑大于第二環片直徑，第二環片、過渡環片與第一環片依次豎直環套固接，第一環片厚度大于第二環片厚度，過渡環片內圈厚度與第二環片厚度一致，過渡環片外圈厚度與第一環片厚度一致，所述汽封片為馬氏體不銹鋼汽封片，所述汽封片一側環面為豎直平面，與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片的內側壁處開設有倒角，與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片的環面、過渡環片的環面及第一環片的環面均為維氏硬度在150HV至175HV的環面。
[0006]本實用新型與現有技術相比具有以下有益效果:
[0007]1、本實用新型的汽封片對汽封間隙調整效果好。相對現有技術的人為調整間隙的方式，本實用新型的汽封片為被動式調節汽封間隙的汽封片；將本實用新型的汽封片05安裝后，與本實用新型汽封片05所述另一側環面相對應的第二環片02的環面為經過冷軋成型的維氏硬度在150HV至175HV的環面，當啟動汽輪機時，氣流流動方向同本實用新型的汽封片05相垂直，本實用新型的汽封片05使氣流流動方向產生更強烈的紊流，第二環片02的內圈在通氣流紊流、轉子膨脹以及轉子軸頸06或葉頂圍帶07的有效接觸摩擦過程中，會彎曲成“J”型卷邊，從而形成汽封間隙，由于該汽封間隙是被轉子軸頸06或葉頂圍帶07擠壓形成的，該汽封間隙既能保證汽輪機穩定運行時，轉子軸頸06或葉頂圍帶07與汽封片不接觸，確保機組安全運行，又能有效縮小該汽封間隙，從而有效降低蒸汽質量、流量的損失。
[0008]2、由于第二環片02內壁設有倒角04，故轉子軸頸06或葉頂圍帶07對本實用新型的汽封片05進行擠壓的過程中不易造成磨損或劃傷，倒角有利于汽封片在摩擦過程中形成“J”型卷邊，第二環片02的倒角04為45°倒角，45°倒角為機械加工中常用倒角，便于制造。
[0009]3、本實用新型的汽封片05相對現有技術的汽封片結構改造小，降低制造成本。由于現有技術中汽封片的制造工藝龐大并且復雜，如果對汽封片的結構改進過大，將導致汽封片的整個制造工藝進行重大調整，這種調整的成本非常昂貴，而本實用新型的汽封片05改進小，改進之處為:與汽封片05另一側環面相對應的第二環片02的內側壁處開設有倒角04，與汽封片05所述另一側環面相對應的第二環片02的環面、過渡環片03的環面及第一環片01的環面均為經過冷軋成型的維氏硬度HV在150HV至175HV的環面。從而實現了既能夠有效降低汽封間隙過大造成的蒸汽質量、流量的損失，又能夠保證轉子軸頸和葉頂圍帶不造成損傷。由于汽封片制造工藝調整小，有利于在原有汽封上進行改造，降低汽封制造工藝調整成本，非常適合在改造機組上運用。
[0010]使用本實用新型的汽封片后，通過該汽封間隙損失的蒸汽質量、流量相對現有技術降低40%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的汽封片的剖視主視圖，圖2是使用本實用新型的汽封片05組成梳齒式結構汽封與轉子軸頸06相配合的局部剖視主視圖，圖3是使用本實用新型的汽封片05組成梳齒式結構汽封與葉頂圍帶07相配合的局部剖視主視圖。圖2至圖3中，05為本實用新型的汽封片，06為轉子軸頸，07為葉頂圍帶，箭頭均指氣流流動方向及轉子軸向膨脹方向。
【具體實施方式】
[0012]【具體實施方式】一:結合圖1至圖3說明，本實施方式的所述汽封片為圓環片，所述汽封片由第一環片01、第二環片02及過渡環片03組成，第一環片01直徑大于第二環片02直徑，第二環片02、過渡環片03與第一環片01依次豎直環套固接，第一環片01厚度大于第二環片02厚度，過渡環片03內圈厚度與第二環片02厚度一致，過渡環片03外圈厚度與第一環片01厚度一致，所述汽封片為馬氏體不銹鋼汽封片，所述汽封片一側環面為豎直平面，與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片02的內側壁處開設有倒角04，與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片02的環面、過渡環片03的環面及第一環片01的環面均為維氏硬度在150HV至175HV的環面。
[0013]【具體實施方式】二:結合圖1至圖3說明，本實施方式的與汽封片所述另一側環面相對應的第二環片02的環面、過渡環片03的環面及第一環片01的環面均為冷軋成型環面。
[0014]本實施方式中未公開的技術特征與【具體實施方式】一相同。
[0015]【具體實施方式】三:結合圖1至圖3說明，本實施方式的第二環片02的倒角04為45°倒角。45°倒角為機械加工中常用倒角，便于制造。
[0016]本實施方式中未公開的技術特征與【具體實施方式】一或二相同。
[0017]工作原理
[0018]參見圖2及圖3說明，將本實用新型的汽封片05安裝后，與本實用新型汽封片05所述另一側環面相對應的第二環片02的環面為經過冷軋成型的維氏硬度在150HV至175HV的環面，當汽輪機首次啟動運行時，本實用新型的汽封片05豎直平面側同氣流流動方向垂直，產生更強烈的紊流，第二環片02的內圈在同轉子軸頸06或葉頂圍帶07的有效接觸摩擦過程中，會彎曲成“J”型卷邊，從而形成汽封間隙，由于該汽封間隙是被轉子軸頸06或葉頂圍帶07擠壓形成的，該汽封間隙既能保證汽輪機穩定運行時，轉子軸頸06或葉頂圍帶07與汽封片不接觸，確保機組安全運行，又能有效縮小該汽封間隙，從而有效降低蒸汽質量、流量的損失。
【權利要求】
1.一種被動式調節間隙的摩擦啟動汽輪機汽封用汽封片，所述汽封片為圓環片，所述汽封片由第一環片(01)、第二環片(02)及過渡環片(03)組成，第一環片(01)直徑大于第二環片(02)直徑，第二環片(02)、過渡環片(03)與第一環片(01)依次豎直環套固接，第一環片(01)厚度大于第二環片(02)厚度，過渡環片(03)內圈厚度與第二環片(02)厚度一致，過渡環片(03)外圈厚度與第一環片(01)厚度一致，其特征在于:所述汽封片為馬氏體不銹鋼汽封片，所述汽封片一側環面為豎直平面，與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片(02)的內側壁處開設有倒角(04)，與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片(02)的環面、過渡環片(03)的環面及第一環片(01)的環面均為維氏硬度在150HV至175HV的環面。
2.根據權利要求1所述的汽封片，其特征在于:與所述汽封片另一側環面相對應的第二環片(02)的環面、過渡環片(03)的環面及第一環片(01)的環面均為冷軋成型環面。
3.根據權利要求1或2所述的汽封片，其特征在于:第二環片(02)的倒角(04)為45°倒角。
【文檔編號】F01D11/00GK204225930SQ201420720857
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】趙義瀚, 彭建強, 鞠鳳鳴, 楊鑫, 王洪昌, 劉新新, 孫福民, 翟玉琛, 徐國林 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責任公司