船用汽轮机蜂窝汽封结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种船用汽轮机的轴端汽封，尤其是一种船用汽轮机蜂窝汽封结构。


背景技术：

2.汽封型式和结构对于汽轮机的蒸汽泄漏量、通流效率和振动噪声具有显著的影响。汽轮机的轴端汽封型式主要包括梳齿汽封、刷式汽封、蜂窝汽封以及干气密封等。
3.目前，船用汽轮机的汽封型式主要为传统的梳齿汽封结构，梳齿汽封具有结构形式简单、安全性高、蒸汽泄漏量小、制造成本低的优势，是一种适用范围广的汽封型式。与梳齿汽封相比，蜂窝汽封是一种结构形式简单、蒸汽泄漏量更小、能够抑制汽封内蒸汽环向流动从而减小汽流激励的汽封型式，但其制造成本相对较高。刷式汽封和干气密封等因其存在动/静部件间的接触、结构形式复杂、需要外部供气等特征导致安全性差或者系统配置复杂等，未能得到广泛应用。总体来说，梳齿汽封(图1)和蜂窝汽封(图2)都具备在船用汽轮机中应用的基本条件，且梳齿汽封已在多台船用汽轮机中应用，但其已难以满足后续船用汽轮机对于效率提升和减振降噪的需求，蜂窝汽封则是解决这一问题的可行手段。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种船用汽轮机蜂窝汽封结构，该结构能减小大间隙下的轴端蒸汽泄漏量，满足后续船用汽轮机对于提升热效率和抑制汽流激励的需求。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种船用汽轮机蜂窝汽封结构，为圆环形结构，在环向等分为上、下两半，布置于汽缸内，包括汽封体、汽封环、弹簧片、制动片，汽封体为环形结构，分为上、下两半，与汽缸所开的环形槽相配合安装；汽封环为环形结构，布置于汽封体内，汽封环与汽封体之间设置弹簧片，制动片布置于蜂窝汽封结构下半靠近中分面处。
6.进一步，所述汽封体的径向位置通过外圆面与汽缸环形槽内圆公差配合来定位，轴向位置通过轴向垫片及厚度来定位。
7.进一步，所述汽封环整圈分为六段。
8.进一步，所述汽封环的外圆径向位置通过凸缘与汽封体的环形槽凹面公差配合来定位，汽封环的内圆径向位置则由弹簧片来定位，汽封环的轴向位置通过汽封环和汽封体轴向配合面公差配合来定位。
9.进一步，所述弹簧片依靠其自身弯曲产生的弹性，对该段汽封环进行支撑，通过支撑力使汽封环顶住汽封体。
10.本实用新型的有益效果是：
11.本实用新型所提出的蜂窝汽封结构整体安装采用传统的汽封体和汽封环组合形式，并在汽封环部分充分结合梳齿汽封结构简单和蜂窝汽封泄漏量小、抑制环向流动的特点，通过设计少量的长梳齿，并在长梳齿之间采用蜂窝带进行填充，形成蜂窝汽封工程应用
方案。采用这一结构的蜂窝汽封具有泄漏量小、汽流激励小、制造成本低、运行安全性高等优势。
12.本实用新型所提出的蜂窝汽封结构形式简单、易于加工制造、能够充分利用汽轮机内的空间，提高汽轮机热效率，并在相同的径向间隙下充分减小轴端蒸汽泄漏量，并且抑制汽封内汽流环向流动引起的汽流激励，从而降低轴系的振动水平。特别在某些需要采用大的径向间隙(采用大间隙一般并不是受制于原动机侧，而是受制于负载侧)才能够确保运行安全性的汽轮机组，蜂窝汽封有着很好的应用前景，并可扩展应用到同类船用汽轮机中。
附图说明
13.图1为梳齿汽封典型结构示意图；
14.图2为蜂窝汽封典型结构示意图；
15.图3为本实用新型的蜂窝汽封结构三维视图；
16.图4为本实用新型的蜂窝汽封结构纵剖视图；
17.图5为本实用新型的蜂窝汽封结构横剖视图。
具体实施方式
18.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
19.实施例，本实用新型在一台小型船用汽轮机中进行实施。
20.为了防止在汽缸(静止部件)和转子(转动部件)之间的蒸汽和空气漏泄，在该汽轮机的汽缸前后端，布置本实用新型提出的蜂窝汽封结构。
21.如图3至图5所示，该蜂窝汽封结构主要由汽封体1、汽封环2、轴向垫片3、弹簧片4、制动片5及相关紧固件等零部件组成。
22.蜂窝汽封结构设计为圆环形结构，在环向等分为上、下两半，布置于汽缸内。
23.汽封体1为环形结构，分为上、下两半，与汽缸所开的环形槽相配合安装。汽封体1的径向位置通过外圆面与汽缸环形槽内圆加工精度和公差配合来保证，轴向位置通过轴向垫片的厚度来进行调整，确保轴向的公差配合。
24.汽封环2为环形结构，布置于汽封体1内，整圈分为六段，以便于放置其后的弹簧片4。汽封环2的外圆径向位置通过凸缘与汽封体1的环形槽凹面加工精度和公差配合来保证，汽封环2的内圆径向位置则由弹簧片4所保证，汽封环2的轴向位置通过汽封环2和汽封体1轴向配合面的加工精度确保轴向公差配合。弹簧片4起到的作用是：在汽轮机正常运转时，依靠其自身弯曲产生的弹性，对该段汽封环2进行支撑，通过支撑力使汽封环2顶住汽封体1，确保汽封与转子的径向间隙在合理范围内；在发生异常的动静碰磨时，则可以利用弹簧片4的弹性，使汽封环向外圆方向退让，以免造成更为严重的损伤。
25.制动片5布置于汽封下半靠近中分面处，用于压紧下半汽封环2，避免汽封环产生环向位移。上半则不设置制动片，这是由于在汽封装配完成后，由于整圈的位置限制，上半汽封环无法产生环向位移。


技术特征：
1.一种船用汽轮机蜂窝汽封结构，其特征在于：该蜂窝汽封结构为圆环形结构，在环向等分为上、下两半，布置于汽缸内，包括汽封体、汽封环、弹簧片、制动片，汽封体为环形结构，分为上、下两半，与汽缸所开的环形槽相配合安装；汽封环为环形结构，布置于汽封体内，汽封环与汽封体之间设置弹簧片，制动片布置于蜂窝汽封结构下半靠近中分面处。2.根据权利要求1所述的船用汽轮机蜂窝汽封结构，其特征在于：所述汽封体的径向位置通过外圆面与汽缸环形槽内圆公差配合来定位，轴向位置通过轴向垫片及厚度来定位。3.根据权利要求1所述的船用汽轮机蜂窝汽封结构，其特征在于：所述汽封环整圈分为六段。4.根据权利要求1所述的船用汽轮机蜂窝汽封结构，其特征在于：所述汽封环的外圆径向位置通过凸缘与汽封体的环形槽凹面公差配合来定位，汽封环的内圆径向位置则由弹簧片来定位，汽封环的轴向位置通过汽封环和汽封体轴向配合面公差配合来定位。5.根据权利要求1所述的船用汽轮机蜂窝汽封结构，其特征在于：所述弹簧片依靠其自身弯曲产生的弹性，对该段汽封环进行支撑。

技术总结
本实用新型涉及一种船用汽轮机蜂窝汽封结构，为圆环形结构，在环向等分为上、下两半，布置于汽缸内，汽封体为环形结构，分为上、下两半，与汽缸所开的环形槽相配合安装；汽封环为环形结构，布置于汽封体内，汽封环与汽封体之间设置弹簧片，制动片布置于蜂窝汽封结构下半靠近中分面处，用于压紧下半汽封环，避免汽封环产生环向位移。本实用新型结构简单、易于加工制造、能够充分利用汽轮机内的空间，提高汽轮机热效率，并在相同的径向间隙下充分减小轴端蒸汽泄漏量，并且抑制汽封内汽流环向流动引起的汽流激励，从而降低轴系的振动水平。特别在某些需要采用大的径向间隙才能够确保运行安全性的汽轮机组，蜂窝汽封有着很好的应用前景。景。景。


技术研发人员：张旭阳 张鲲羽 周琴 陈键 李典来
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七〇四研究所
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/9/20