阅读说明：本技术 一种基于布莱登可调结构的新型微间隙汽封 (Novel micro-gap steam seal based on adjustable Brayton structure ) 是由 不公告发明人 于 2020-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于布莱登可调结构的新型微间隙汽封,属于汽机密封件技术领域；它包括八段汽封弧块和微间隙汽封齿；在汽封弧块的端部分别装有弹簧,且在汽封弧块的进汽侧加工有进汽槽道,微间隙汽封齿使用0Cr15Mo(或优于0Cr15Mo进口材质)材料制成；微间隙汽封齿包括高齿和低齿,且低齿为斜侧齿结构；本发明有效解决了当前在使用布莱登可调式汽封的过程中容易发生碰摩从而导致转子轴、围带的损伤、负荷压差过低无法关闭等问题。(The invention discloses a novel microgap steam seal based on a Brayton adjustable structure, belonging to the technical field of steam turbine sealing parts; the steam seal comprises eight sections of steam seal arc blocks and micro-gap steam seal teeth; the end parts of the steam seal arc blocks are respectively provided with a spring, a steam inlet channel is processed at the steam inlet side of the steam seal arc blocks, and the micro-gap steam seal teeth are made of 0Cr15Mo (or a material which is superior to 0Cr15 Mo) material; the micro-gap steam seal teeth comprise high teeth and low teeth, and the low teeth are of oblique side tooth structures; the invention effectively solves the problems that the rotor shaft and the shroud ring are damaged and the load differential pressure is too low to close due to easy rubbing in the process of using the Braiden adjustable steam seal at present.)

一种基于布莱登可调结构的新型微间隙汽封

技术领域

本发明涉及汽机密封件技术领域，具体涉及一种基于布莱登可调结构的新型微间隙汽封。

背景技术

汽封是一种装设在汽轮机动、静部分之间，减少或防止蒸汽外泄及真空侧空气漏入的装置；随着汽轮机技术的发展，对汽封的要求也日渐增高；布莱登可调式汽封被引入国内后就由于其良好的安全性、经济性和持久性而在各个发电机组等重要场合得到推广应用；但由于布莱登结构汽封上的弹簧本身所存在的技术缺陷，在机组进行启动过程中所面对的初始负荷阶段，汽封在弹簧作用下处于全开位置，此时间隙在最大值，汽封漏汽量最大，转子加热快，而汽缸加热跟不上，易出现轴串，发生径向碰摩；同时在正常启停过程中和其他的常规汽封相同都容易发生动静碰摩造成转子轴、围带的损伤；这是目前在使用汽封时所面临的主要问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于布莱登可调结构的新型微间隙汽封，以解决当前在使用布莱登可调式汽封的过程中容易发生碰摩从而导致转子轴、围带的损伤、负荷压差过低无法关闭等问题。

为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：

一种基于布莱登可调结构的新型微间隙汽封，它包括八段汽封弧块和微间隙汽封齿；在汽封弧块的端部分别装有弹簧，且在汽封弧块的进汽侧加工有进汽槽道，微间隙汽封齿使用0Cr15Mo材料制成；微间隙汽封齿包括高齿和低齿，且低齿为斜侧齿结构。

优选的，汽封弧块与微间隙汽封齿为使用相同0Cr15Mo材料采用一体成型的加工手段而成的整体式汽封结构。

优选的，进汽槽道通过铣削加工获得。

优选的，对微间隙汽封齿进行了表面处理。

优选的，低齿的齿倾斜角度为15°～25°

优选的，所述弹簧的材质与高中压布莱登可调式汽封弹簧的材质相同，且在不同汽封上，弹簧的参数根据与汽封的压力、重量及汽封实际运行的参数相关联。

本发明有益效果：

本发明针对常规布莱登汽封的结构进行了改进，而改进后产品的优点体现在以下几个方面：

1、作为布莱登可调式汽封的改进结构，本发明装置也继承了布莱登汽封的优点，即汽封体能够通过弹簧在机组启停过程中自动开启和闭合，同时使在机组正常运行中汽封与转子的径向间隙始终保持在较小的范围内，即满足设计值的下限；

2、在具体的改进措施中将微间隙汽封齿的材料变更为0Cr15Mo这种铁素体材料(性能与0Cr15Mo相当或更优的其他材质亦可)，而由于铁素体材料具有难以淬硬的优点，能够允许汽封齿与转子轴、围带进行直接接触摩擦并保持出厂时候的较低硬度值，从而起到保护转子，减少摩擦时间，减少转子振动或变形的概率，进而提高机组运行的安全性，防止淬硬后的汽封齿对转子、围带所造成的损伤

3、基于上述针对布莱登弹簧的使用及汽封齿材料的改进，这使得汽封的使用间隙从常规布莱登汽封的0.35-0.5mm缩小到0.15±0.05mm这一规格，而汽封间隙是反应机组生产效率的重要指标，根据经验，机组高压部分各级隔板汽封间隙每增加0.1mm，级效率将降低0.4％-0.6％，可见更小的汽封间隙提供更好的密封性能，提高汽轮机转子转动速率，从而大大提高汽轮机组的经济效益；

4、在改进措施中还将原梳齿型汽封上的低齿改成斜侧齿形式，通过重新设计了齿间距和齿倾斜角度，使汽封在工作中所受到的流动阻力增大，降低漏汽量；提高汽封的密封性能；

5、本发明还进一步将常规的装配式汽封齿与汽封体改进为整体式的汽封结构，通过这一改进，有效的减小了汽封齿的峰值应力，消除了造成高周疲劳应力，提高汽封齿的固有频率，从而减小了汽封运行过程中可能出现的齿断裂现象，实现了汽封的长期、可靠运行；

6、改进前的布莱登汽封，当机组负荷不达到100％时，就无法实现汽封完全闭合，而经过改进后，由于汽封结构及闭合顺序的优化，即使机组负荷仅为25 —30％时，也能保证所有汽封完全闭合，很好的解决了目前汽轮机低负荷运行状态下的布莱登汽封的使用问题；

7、本发明对汽封体及隔板槽没有特殊加工的要求，其虽然是基于布莱登汽封的改进，但就制造成本而言，其价格与引进国内的布莱登汽封相比存在一定的优势。

附图说明

图1是本实施例中发明的结构示意图；

附图标记说明：1、汽封弧块，2、微间隙汽封齿，2A、高齿，2B、低齿，3、弹簧，4、进气槽道。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍：

实施例：

参照图1，本实施例提供一种基于布莱登可调结构的新型微间隙汽封，它包括八段汽封弧块1和微间隙汽封齿2；在汽封弧块1的端部分别装有弹簧3，且在汽封弧块1的进汽侧加工有进汽槽道4，微间隙汽封齿2使用0Cr15Mo或各方面参数均优于0Cr15Mo的材料制成；微间隙汽封齿2包括高齿2A和低齿2B，且低齿2B为斜侧齿结构。

汽封弧块1与微间隙汽封齿2为使用相同0Cr15Mo材料采用一体成型的加工手段而成的整体式汽封结构。

进汽槽道4通过铣削加工获得。

微间隙汽封齿2采用特殊的加工工艺进行了加工处理。

每组低齿2B上两个低齿之间的倾斜角度为20°。

所述弹簧3的材质与高中压布莱登可调式汽封弹簧的材质相同，且在不同汽封上，弹簧3的参数与汽封的压力、重量及汽封实际运行的参数相关联。

在本实施例中，针对于某厂哈汽CLN600-24.2/566/566机组设计的布莱登微间隙汽封参数可参考表1：

表1

所有单位为mm

由上表可知，经过改造后的布莱登微间隙汽封优化了在负载逐渐增加的情况下汽封闭合的顺序，使得汽轮机在低于25％的低负荷状态下对应的布莱登汽封结构也能能够实现闭合。