專利名稱：水輪機使用的三角形空氣圍帶密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種水輪機使用的三角形空氣圍帶密封結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景
水輪機主軸密封包括工作密封和檢修密封，檢修密封投入能夠保證電站機組在停機時或檢修時不用關(guān)閉尾水閘門，防止尾水進入水輪機頂蓋內(nèi)。隨著時代的進步，水輪機的快速發(fā)展，核電的發(fā)展需要建造更多抽水蓄能電站，并且對機組的安全穩(wěn)定性要求越來越高，傳統(tǒng)的水輪機檢修密封主要采用圓形或矩形斷面內(nèi)有彈簧的空氣圍帶，傳統(tǒng)形式檢修密封在使用過程中陸續(xù)暴露出幾方面問題一是由于結(jié)構(gòu)的限制，在現(xiàn)場粘接區(qū)域必須采用實心結(jié)構(gòu)，造成檢修密封投入時粘接段存在死區(qū)不能起到密封效果，即使密封投入也有接口段局部漏水現(xiàn)象，可靠性差，影響機組安全；二是圍帶內(nèi)有彈簧，結(jié)構(gòu)復雜制造成本高， 制造工藝性差，容易出現(xiàn)圍帶的壁厚不均，質(zhì)量不容易保證，氣嘴與橡膠結(jié)合處易漏氣，多泥沙電站易磨損漏氣，導致密封失效，需要停機更換，影響了電站效益。三是由于受充氣壓力的限制，只能用在低尾水位的低壓氣源的電站，高尾水位的抽水蓄能電站不能使用。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制造工藝性好，更安全可靠，成本低，使用性廣泛的水輪機密封轉(zhuǎn)動部分和固定部分使用的三角形空氣圍帶。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種水輪機使用的三角形空氣圍帶密封結(jié)構(gòu)，水輪機的轉(zhuǎn)動部件和固定部件之間設有間隙S，設置了三角形空氣圍帶密封此間隙δ，三角形空氣圍帶尾部空腔內(nèi)充壓縮空氣，三角型空氣圍帶裝配在固定部件的三角槽內(nèi)，用密封壓板通過不銹鋼螺栓把合固定，密封壓板與固定部件接觸面壓裝密封條，防止空腔內(nèi)充氣時漏氣，橡膠密封條裝配在三角形空氣圍帶中間的凹槽內(nèi)，三角形空氣圍帶形狀呈三角形，三個角為圓形過度，尾部帶有兩個突出頂點，尾部向內(nèi)凹陷成V型形成了尾部空腔，中間為半圓型并延伸到尾部的凹槽。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、提高安全性、可靠性，有利于電站安全穩(wěn)定運行在電站現(xiàn)場粘接后沒有密封死區(qū)，密封效果好，可以完全密封。
2、結(jié)構(gòu)簡單，工藝性好，制造質(zhì)量易于保證，并且制造成本低，材質(zhì)比較厚抗泥沙磨損性能好。
3、使用范圍廣泛常規(guī)電站和抽水蓄能電站均能使用這種結(jié)構(gòu)，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)表 2充氣壓力可在0. 7-2. OMPa范圍內(nèi)。完全滿足現(xiàn)在和將來電站的要求。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)即滿足常規(guī)電站低壓氣源的要求，也能滿足蓄能機組等電站高尾水位高壓氣源的要求，凹槽內(nèi)裝配橡膠密封條，增強裝配剛度和回彈性。合理優(yōu)化凹槽形狀并通過有限元分析軟件ansys 10. 0進行建模，如圖3所示，按照實際應用情況的邊界條件及加載分析計算。如圖4表1所示，三角形空氣圍帶尾部空腔內(nèi)加載充氣壓力P2分別為 0. 7MPa、0. 9MPa、1. 45MPa,對應加載的密封水壓力Pl分別為0. 3MPa、0. 5MPa、1. OMPa時理論計算三角形空氣圍帶頭部變形量和應力分別為2. 167mm和0. 890MPa、2. 153mm和0. 940MPa、 2. 012mm和1. IHMI3a理論計算滿足實際應用要求。如圖5、圖6表2所示，通過試驗進一步驗證理論分析的結(jié)果。是按照電站實際尺寸設計的實驗裝置圖，空氣腔(8)內(nèi)充壓縮空氣 P2 分別為 0. 5MPa、0. 6MPa、0. 7MPa、0. 8MPa、l. OMPaU. 5MPa、2. OMPa，對應密封水腔(12)中充水并提高壓力直到空氣腔(1 有水滲出，記錄下局部有漏水時的水壓力Pl即能夠密封的最大水壓力分別是 0. 3MPa、0. 4MPa、0. 55MPa、0. 6MPa、0. 8MPa、l. 2MPa、l. 7MPa。通過試驗進一步驗證三角形密封滿足電站應用要求，并且現(xiàn)在已經(jīng)應用到實際電站中，此發(fā)明的結(jié)構(gòu)已經(jīng)達到預期的效果，完全滿足工程要求。
本發(fā)明簡化了結(jié)構(gòu)，滿足電站現(xiàn)場粘接的要求，安裝后完全起密封作用，提高了安全性、可靠性；三角形空氣圍帶中間有半圓型并延伸到尾部的凹槽，即能夠滿足常規(guī)電站低壓力氣源的要求，也能滿足蓄能等高尾水位高壓氣源的要求，凹槽內(nèi)裝配橡膠密封條，增強三角形空氣圍帶裝配剛度和回彈性能；可以廣泛應用于常規(guī)電站和高尾水位抽水蓄能電站。氣源壓力在0. 7-2. OMI^a范圍內(nèi)，通過有限元計算和試驗證明完全滿足現(xiàn)在和將來電站的要求。并且現(xiàn)在已經(jīng)應用到實際工程中，此發(fā)明的結(jié)構(gòu)已經(jīng)達到預期的效果，完全滿足工程要求。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖
圖2為本發(fā)明的三角形空氣圍帶圖
圖3三角形空氣圍帶計算模型及加載圖
圖4有限元計算結(jié)果數(shù)據(jù)表1
圖5試驗裝置圖
圖6試驗測得數(shù)據(jù)表具體實施方式
如圖1所示一種水輪機使用的三角形空氣圍帶密封結(jié)構(gòu)，水輪機的轉(zhuǎn)動部件1和固定部件2之間設有間隙δ，設置了三角形空氣圍帶5密封此間隙δ，三角形空氣圍帶5尾部空腔8內(nèi)充壓縮空氣，三角型空氣圍帶5裝配在固定部件2的三角槽9內(nèi)，用密封壓板3 通過不銹鋼螺栓4把合固定，密封壓板3與固定部件2接觸面壓裝密封條6，防止空腔8內(nèi)充氣時漏氣，橡膠密封條7裝配在三角形空氣圍帶5中間的凹槽10內(nèi)，如圖2所示，三角形空氣圍帶5形狀呈三角形，三個角為圓形過度，尾部帶有兩個突出頂點11，尾部向內(nèi)凹陷成 V型形成了尾部空腔8，中間為半圓型并延伸到尾部的凹槽10。
水輪機停機或檢修時三角形空氣圍帶5尾部空腔8內(nèi)充壓縮空氣，三角形空氣圍帶5頭部從固定部件2和密封壓板3之間空隙伸出頂?shù)睫D(zhuǎn)動部分2外表面上起密封作用， 防止尾水進入水輪機內(nèi)。本發(fā)明簡化了結(jié)構(gòu)，滿足電站現(xiàn)場粘接的要求，安裝后完全起密封作用，提高了安全性、可靠性；三角形空氣圍帶中間有半圓型并延伸到尾部的凹槽，即能夠滿足常規(guī)電站低壓力氣源的要求，也能滿足蓄能等高尾水位高壓氣源的要求，凹槽內(nèi)裝配橡膠密封條，增強三角形空氣圍帶裝配剛度和回彈性能；可以廣泛應用于常規(guī)電站和高尾水位抽水蓄能電站。氣源壓力在0. 7-2. OMI^a范圍內(nèi)，通過有限元計算和試驗證明完全滿足現(xiàn)在和將來電站的要求。并且現(xiàn)在已經(jīng)應用到實際工程中，此發(fā)明的結(jié)構(gòu)已經(jīng)達到預期的效果，完全滿足工程要求。
權(quán)利要求
1. 一種水輪機使用的三角形空氣圍帶密封結(jié)構(gòu)，其特征是水輪機的轉(zhuǎn)動部件(1)和固定部件(2)之間設有間隙δ，設置了三角形空氣圍帶(5)密封此間隙δ，三角形空氣圍帶(5)尾部空腔(8)內(nèi)充壓縮空氣，三角型空氣圍帶(5)裝配在固定部件(2)的三角槽(9) 內(nèi)，用密封壓板C3)通過不銹鋼螺栓(4)把合固定，密封壓板C3)與固定部件( 接觸面壓裝密封條(6)，防止空腔(8)內(nèi)充氣時漏氣，橡膠密封條(7)裝配在三角形空氣圍帶(5)中間的凹槽(10)內(nèi)，三角形空氣圍帶( 形狀呈三角形，三個角為圓形過度，尾部帶有兩個突出頂點(11)，尾部向內(nèi)凹陷成V型形成了尾部空腔(8)，中間為半圓型并延伸到尾部的凹槽 (10)。
全文摘要
一種水輪機使用的三角形空氣圍帶密封結(jié)構(gòu)，三角型空氣圍帶裝配在固定部件的三角槽內(nèi)，用密封壓板通過不銹鋼螺栓把合固定，密封壓板與固定部件接觸面壓裝密封條，防止漏氣，橡膠密封條裝配在三角形空氣圍帶中間的凹槽內(nèi)。本發(fā)明簡化了結(jié)構(gòu)，滿足電站現(xiàn)場粘接的要求，安裝后完全起密封作用，提高了安全性、可靠性；三角形空氣圍帶中間有半圓型并延伸到尾部的凹槽，即能夠滿足常規(guī)電站低壓力氣源的要求，也能滿足蓄能等高尾水位高壓氣源的要求，凹槽內(nèi)裝配橡膠密封條，增強三角形空氣圍帶裝配剛度和回彈性；可以廣泛應用于常規(guī)電站和高尾水位抽水蓄能電站。
文檔編號F16J15/46GK102506172SQ20111037017
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者李晨晨, 王長志, 董國義, 陳秀維, 陶紅 申請人:哈爾濱電機廠有限責任公司