先進汽封技術及其優(yōu)化設計的研究.pdf

1、汽封是汽輪機等透平機械減少漏汽（氣）損失、提高能量轉換效率的關鍵部件，且隨著汽輪機向著大容量高參數(shù)的方向發(fā)展，對機組的可靠性和經濟性提出了更高的要求。因此，開發(fā)先進汽封、減少漏汽損失和提高汽封使用壽命，正成為大型汽輪機組進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漏汽損失的有效措施，但由于電站汽輪機的超大尺寸，在汽輪機啟停機過程中，由于汽缸和轉子的溫度場不均勻、上下汽缸溫差過大而產生熱變形，轉子過臨界轉速時振幅

2、增大以及汽缸和轉子對中不準等因素的影響，汽封齒容易與轉子發(fā)生碰磨，損壞汽封齒并傷及轉軸，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)、延長汽封使用壽命為目標，在全面分析與總結現(xiàn)有密封技術的基礎上，確定了工作的兩個主要方面:一是在汽封段軸向長度一定的條件下，利用FLUENT軟件對傳統(tǒng)迷宮式汽封進行結構參數(shù)優(yōu)化，主要包括加密齒數(shù)、優(yōu)化齒形、調整汽封槽高寬比等，并結合汽封內部流場對數(shù)值模擬結果進行分析;二是針對可變間隙汽封

3、（技術）在使用中存在偏斜、彈簧可靠性不高等問題，建立了可變間隙汽封的力學模型，分析了作用在汽封弧段上的力的關系，并使用FLUENT軟件研究了負荷變化、汽封傾斜角度變化對其受力的影響，最后提出了一些改進設計的建議。
　　迷宮式汽封的數(shù)值模擬結果表明:現(xiàn)有的高低齒汽封和平齒汽封均可通過適當加密齒數(shù)來減少汽封漏汽量;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的弧塊式汽封，對稱型式的汽封弧段在周圍蒸汽力作用下會發(fā)生偏斜，合理設計結構參數(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荷閉合并不合理，可通過在汽封體上開孔使汽封在中高負荷范圍閉合;通過外部汽源提供壓力更高的蒸汽可使可變間隙汽封應用于汽輪機低壓部分。
　　本文所取得的成果為汽封改造提供了參考，具備