本發(fā)明涉及一種減壓汽封技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式多級次減壓汽封技術(shù)。

背景技術(shù)：

汽輪機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的大型、精密熱功轉(zhuǎn)換動力機(jī)械。在汽缸、隔板等靜體與主軸、葉片等轉(zhuǎn)體間必須預(yù)留一定的軸向和徑向間隙，以免機(jī)組在工作時動靜部件發(fā)生碰摩。為了減小汽封間隙的漏汽，必須設(shè)置汽封裝置，在保證不發(fā)生動靜摩擦前提下，使汽封間隙處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)并趨向最小值。這樣才能保證多級汽輪機(jī)各級和各缸之間減少漏汽損失，提高機(jī)組熱效率。

在汽輪機(jī)熱功轉(zhuǎn)換的各項(xiàng)損失中，汽封漏汽損失占有很大比重，對汽輪機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換效率有重要影響。汽輪機(jī)出現(xiàn)一百多年來，其技術(shù)理論已日趨完善，在現(xiàn)有的汽輪機(jī)技術(shù)理論，制造工藝和應(yīng)用材料基礎(chǔ)上，大幅度提高汽輪機(jī)內(nèi)效率是不現(xiàn)實(shí)的，但是通過減小汽輪機(jī)汽封與轉(zhuǎn)子動靜配合間隙達(dá)到減少漏汽的目的，是提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率主要途徑，同時改造成本遠(yuǎn)低于通流改造，尤其現(xiàn)代大容量高參數(shù)的汽輪機(jī)，間隙漏汽對汽輪機(jī)效率的影響更大。以國產(chǎn)引進(jìn)型mw300機(jī)組為例，高中壓間汽封實(shí)際運(yùn)行間隙均在0.8mm以上，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，僅通過這部分汽封漏汽所造成的漏汽損失就使機(jī)組熱耗增加60kj/kwh以上，折合標(biāo)準(zhǔn)煤2克以上。因此減少汽封間隙漏汽對汽輪機(jī)效率的提高至關(guān)重要。

但是，汽輪機(jī)是高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，在減少通流間隙漏汽(即汽封漏汽)的同時又要兼顧到機(jī)組動靜碰磨的安全性。汽封是汽輪機(jī)動靜部件之間的過渡部件，極易因汽封體故障而引起汽輪機(jī)動靜部件之間直接摩擦碰 撞，傷及汽輪機(jī)大軸，嚴(yán)重時造成大軸永久性彎曲的重大事故。盡管機(jī)組運(yùn)行中啟機(jī)不暢，甚至造成重大彎軸重大事故得原因可能是多方面的，但是結(jié)果所反映出來的根本原因是由于動靜碰磨所造成的，事故反映出來的是動靜間隙的問題。以mw200機(jī)組為例，80年代初期，彎軸現(xiàn)象時有發(fā)生，針對mw200機(jī)組的彎軸現(xiàn)象，90年原能源部下文要求電廠和將mw200機(jī)組前軸封部分汽封間隙調(diào)為1—1.2mm，以犧牲機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性來保證安全性。

汽封兼顧安全、經(jīng)濟(jì)的雙重責(zé)任，所以人們一直在探求新的汽封結(jié)構(gòu)型式，以解決既能夠大幅度提高密封性能、又能滿足機(jī)組安全運(yùn)行這一長期困擾汽機(jī)專業(yè)人員的兩難問題。因此研究及推廣應(yīng)用高效、安全的汽輪機(jī)汽封，一直是汽輪機(jī)專家們追求的目標(biāo)，也是各汽輪機(jī)制造商及各發(fā)電廠追求的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式多級次減壓汽封技術(shù)，解決了現(xiàn)有的汽封技術(shù)易致故障而引起汽輪機(jī)動靜部件之間直接摩擦碰撞，傷及汽輪機(jī)大軸，嚴(yán)重時造成大軸永久性彎曲的重大事故的問題。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式多級次減壓汽封技術(shù)，包括汽封主體、汽端、氣端、渦流腔室、盲端迷宮渦流腔室、開放迷宮渦流腔室、盲端彎管渦流腔室、開放彎管渦流腔室、導(dǎo)流齒、高齒、低齒、渦流腔室排齒、汽流入口、氣流出口、渦流減壓技術(shù)、氣壓平衡區(qū)間技術(shù)、導(dǎo)流式漸次減壓技術(shù)，其特征在于:

所述汽封主體呈徑向軸對稱“工”字形，其軸向端以對稱軸對稱設(shè)有三組所述渦流腔室，所述汽封主體對稱軸的汽端一側(cè)設(shè)有兩個所述盲端迷宮渦流腔室，兩個所述盲端迷宮渦流腔室之間設(shè)有所述盲端彎管渦 流腔室，所述汽封主體對稱軸的氣端一側(cè)設(shè)有對應(yīng)的所述渦流腔室均設(shè)有所述氣流出口；所述渦流腔室沿軸向設(shè)有所述低齒、汽流入口、導(dǎo)流齒和高齒，所述渦流腔室的壁面上設(shè)有渦流腔室排齒，其中所述開放迷宮渦流腔室和開放彎管渦流腔室的末端設(shè)有所述氣流出口，構(gòu)成一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式漸次減壓汽封裝置的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)特征；

其技術(shù)特征在于，

根據(jù)所述一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式漸次減壓汽封裝置的結(jié)構(gòu)，在軸向上形成六個相對封閉的區(qū)間，當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，在軸心形成一個低氣壓區(qū)，高壓蒸汽快速沖入第一個設(shè)在所述汽端的所述盲端迷宮渦流腔室，受到所述高齒的阻擋后，在所述導(dǎo)汽齒和汽輪機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的離心力的作用下，瀉出的高壓蒸汽高速進(jìn)入所述渦流腔室的迷宮，在所述低齒和所述渦流腔室排齒及汽輪機(jī)強(qiáng)大的作用下，形成復(fù)雜的渦流流道，充分延長蒸汽的在所述渦流腔室的停留時間，使得摩阻效應(yīng)更大，增大了渦流降速的效果，減少蒸汽激振力引起的軸系振動，同時使所述盲端迷宮渦流腔室內(nèi)氣壓迅速高于輪機(jī)汽室的氣壓，蒸汽返回汽輪機(jī)，同時有少部份蒸汽從高齒的間隙進(jìn)入第二個相對封閉的區(qū)間，在第二個相對封閉的區(qū)間設(shè)有腔室小的所述盲端彎管渦流腔室，由于進(jìn)入所述盲端彎管渦流腔室的蒸汽少，所以設(shè)置一個腔室小的所述盲端彎管渦流腔室，實(shí)現(xiàn)快速形成高壓渦流和延長渦流停留時間，有效封堵前一個相對封閉區(qū)間瀉出的蒸汽，第三個相對封閉區(qū)間用相同方法再次對瀉出蒸汽進(jìn)行封堵，由于進(jìn)入第三個相對封閉空間的蒸汽更少，所以采用腔體較大的盲端迷宮渦流腔室，主要是延長氣流在腔室內(nèi)流動的時間，構(gòu)成所述渦流減壓汽封技術(shù)；在第四到第六的所述氣端的三個區(qū)間，與所述汽端對稱設(shè)置三個形狀大小對應(yīng)相同，但腔室末端設(shè)有所述氣流出口的渦流腔室，汽輪機(jī)運(yùn)行時，汽輪機(jī)軸心區(qū)產(chǎn)生一個低壓區(qū)，空氣通過所述氣端的第一個所述 高齒的間隙，進(jìn)入第六個相對封閉區(qū)間的所述開放迷宮渦流腔室，所以所述氣端設(shè)置的所述渦流腔室設(shè)置所述氣流出口，將吸入的空氣、蒸汽冷卻水和低溫蒸汽導(dǎo)出，有利于在所述汽端的第三個相對封閉區(qū)間的所述高齒兩邊形成氣壓平衡，極大地增大所述渦流腔室的容積、延長氣流在腔室內(nèi)流動的時間，顯著提高了汽封的熱力學(xué)效應(yīng)、摩阻效應(yīng)和流束收縮效應(yīng)等正效應(yīng)，降低透氣負(fù)效應(yīng)，構(gòu)成一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式多級次減壓汽封技術(shù)。

進(jìn)一步地，所述氣壓平衡區(qū)間技術(shù)由所述汽封主體上所述盲端迷宮渦流腔室、盲端彎管渦流腔室、盲端迷宮渦流腔室、開放迷宮渦流腔室、開放彎管渦流腔室、開放迷宮渦流腔室的排列方法構(gòu)成，所述盲端迷宮渦流腔室和相鄰的所述開放迷宮渦流腔室的氣壓相對平衡。

進(jìn)一步地，所述渦流腔室內(nèi)通過建立的所述導(dǎo)流齒、低齒、渦流腔室排齒形成復(fù)雜的渦流流道，導(dǎo)流齒與高齒連接部分的所述渦流腔室的末端設(shè)計有汽流出口，使渦流腔室形成活腔，即時導(dǎo)出低溫蒸汽、蒸汽凝結(jié)水和空氣。

進(jìn)一步地，利用數(shù)控及電火花加工技術(shù)，把所述渦流腔室設(shè)置成開放和/或盲端的多弧形迷宮和/或多弧形彎管的高低齒結(jié)構(gòu)，極大地增大了內(nèi)腔體的容積、粗糙程度、延長氣流在腔體內(nèi)流動的時間。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

本發(fā)明公開了一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式多級次減壓汽封技術(shù)，解決了現(xiàn)有的汽封技術(shù)易致故障而引起汽輪機(jī)動靜部件之間直接摩擦碰撞，傷及汽輪機(jī)大軸，嚴(yán)重時造成大軸永久性彎曲的重大事故的問題。

本發(fā)明采用把渦流腔室設(shè)計成開放的多弧形迷宮和/或多弧形彎管與盲端的多弧形迷宮和/或多弧形彎管科學(xué)組合的技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單，增大了渦流降速的效果，減少蒸汽激振力引起的軸系振動，減輕 水汽對末級葉片的水蝕現(xiàn)象；極大增加了熱力學(xué)效應(yīng)和摩阻效應(yīng)，對氣流在內(nèi)腔體的強(qiáng)烈紊流現(xiàn)象起到非常好的截流作用?？朔爽F(xiàn)有技術(shù)的不足。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中所示：1-汽封主體、2-汽端、3-氣端、4-渦流腔室、5-盲端迷宮渦流腔室、6-開放迷宮渦流腔室、7-盲端彎管渦流腔室、8-開放彎管渦流腔室、9-導(dǎo)流齒、10-高齒、11-低齒、12-渦流腔室排齒、13-汽流入口、14-氣流出口。

具體實(shí)施方式

通過下面對實(shí)施例的描述，將更加有助于公眾理解本發(fā)明，但不能也不應(yīng)當(dāng)將申請人所給出的具體的實(shí)施例視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限制，任何對部件或技術(shù)特征的定義進(jìn)行改變和/或?qū)φw結(jié)構(gòu)作形式的而非實(shí)質(zhì)的變換都應(yīng)視為本發(fā)明的技術(shù)方案所限定的保護(hù)范圍。

實(shí)施例

如圖1所示，一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式多級次減壓汽封技術(shù)，包括汽封主體1、汽端2、氣端3、渦流腔室4、盲端迷宮渦流腔室5、開放迷宮渦流腔室6、盲端彎管渦流腔室7、開放彎管渦流腔室8、導(dǎo)流齒9、高齒10、低齒11、渦流腔室排齒12、汽流入口13、氣流出口14。

首先在所述汽封主體1上設(shè)置所述汽端2、氣端3和渦流腔室4，再在所述渦流腔室4上設(shè)置所述導(dǎo)流齒9、高齒10、低齒11、渦流腔室排齒12、汽流入口13和/或氣流出口14，所述渦流腔室4包括所述盲端迷宮渦流腔室5、開放迷宮渦流腔室6、盲端彎管渦流腔室7、開放彎管渦流腔室8。然后在所述汽封主體1上由所述汽端2向所述氣端3依次設(shè)置 所述盲端迷宮渦流腔室5、盲端彎管渦流腔室7、盲端迷宮渦流腔室5、開放迷宮渦流腔室6、開放彎管渦流腔室8、開放迷宮渦流腔室6。完成一種汽輪機(jī)的導(dǎo)流式多級次減壓汽封技術(shù)的實(shí)施。

當(dāng)然，本發(fā)明還可以有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。