先進(jìn)汽封技術(shù)及其優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、汽封是汽輪機(jī)等透平機(jī)械減少漏汽（氣）損失、提高能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵部件，且隨著汽輪機(jī)向著大容量高參數(shù)的方向發(fā)展，對(duì)機(jī)組的可靠性和經(jīng)濟(jì)性提出了更高的要求。因此，開(kāi)發(fā)先進(jìn)汽封、減少漏汽損失和提高汽封使用壽命，正成為大型汽輪機(jī)組進(jìn)一步提高效率需要攻克的重大課題。
　　減小汽封間隙是減少汽輪機(jī)漏汽損失的有效措施，但由于電站汽輪機(jī)的超大尺寸，在汽輪機(jī)啟停機(jī)過(guò)程中，由于汽缸和轉(zhuǎn)子的溫度場(chǎng)不均勻、上下汽缸溫差過(guò)大而產(chǎn)生熱變形，轉(zhuǎn)子過(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振幅

2、增大以及汽缸和轉(zhuǎn)子對(duì)中不準(zhǔn)等因素的影響，汽封齒容易與轉(zhuǎn)子發(fā)生碰磨，損壞汽封齒并傷及轉(zhuǎn)軸，所以減小間隙在工程上存在困難。
　　本文以減少汽封流量系數(shù)、延長(zhǎng)汽封使用壽命為目標(biāo)，在全面分析與總結(jié)現(xiàn)有密封技術(shù)的基礎(chǔ)上，確定了工作的兩個(gè)主要方面:一是在汽封段軸向長(zhǎng)度一定的條件下，利用FLUENT軟件對(duì)傳統(tǒng)迷宮式汽封進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化，主要包括加密齒數(shù)、優(yōu)化齒形、調(diào)整汽封槽高寬比等，并結(jié)合汽封內(nèi)部流場(chǎng)對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析;二是針對(duì)可變間隙汽封

3、（技術(shù)）在使用中存在偏斜、彈簧可靠性不高等問(wèn)題，建立了可變間隙汽封的力學(xué)模型，分析了作用在汽封弧段上的力的關(guān)系，并使用FLUENT軟件研究了負(fù)荷變化、汽封傾斜角度變化對(duì)其受力的影響，最后提出了一些改進(jìn)設(shè)計(jì)的建議。
　　迷宮式汽封的數(shù)值模擬結(jié)果表明:現(xiàn)有的高低齒汽封和平齒汽封均可通過(guò)適當(dāng)加密齒數(shù)來(lái)減少汽封漏汽量;尖齒的密封效果比平齒尖要好，但是齒尖切得太薄容易被磨損;須合理選取汽封槽高寬比，否則漏汽量將增大。可變間隙汽封的受力分析及

4、數(shù)值模擬結(jié)果表明:高壓缸中使用的彈簧受力及剛度較大，須增大彈簧絲直徑、減小彈簧旋繞比，并采用性能更好的材料;包括可變間隙汽封在內(nèi)的弧塊式汽封，對(duì)稱(chēng)型式的汽封弧段在周?chē)羝ψ饔孟聲?huì)發(fā)生偏斜，合理設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)可使汽封弧段所受合力矩為零;現(xiàn)有可變間隙汽封在低負(fù)荷閉合并不合理，可通過(guò)在汽封體上開(kāi)孔使汽封在中高負(fù)荷范圍閉合;通過(guò)外部汽源提供壓力更高的蒸汽可使可變間隙汽封應(yīng)用于汽輪機(jī)低壓部分。
　　本文所取得的成果為汽封改造提供了參考，具備