本實(shí)用新型涉及火力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種高中壓合缸機(jī)組汽輪機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著火力發(fā)電機(jī)組容量的不斷增加，對做功蒸汽的壓力、溫度參數(shù)要求也大幅度提高，使得汽缸內(nèi)外壁的壓力差增大了，相應(yīng)的缸壁、法蘭、螺栓等部件要增厚、加粗，不利于機(jī)組運(yùn)行中各部件溫度的均勻性。故大型汽輪機(jī)的高、中壓缸普遍采用雙層缸結(jié)構(gòu)，這樣每層缸體承受的壓力差減小了，從而可以減薄內(nèi)、外缸的壁厚，降低外缸的鋼材用料等級，并在機(jī)組啟停機(jī)時(shí)可加快汽缸的加熱和冷卻過程。

大型汽輪機(jī)一般分為高壓缸、中壓缸和低壓缸，其中高壓缸和中壓缸又分為高中壓合缸和高中壓分缸。

對于高中壓缸為合缸機(jī)型的大型汽輪機(jī)，內(nèi)外缸之間設(shè)有夾層空間。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，壓力較高、溫度較低的高壓缸排汽會經(jīng)夾層流向壓力較低、溫度較高的中壓缸排汽區(qū)。在高壓和中壓內(nèi)缸外壁上各有一圈隔熱板（圓環(huán)形），隔熱板與高中壓外缸內(nèi)壁對應(yīng)位置的環(huán)形表面之間保留了適當(dāng)?shù)呐蛎浛障?；在夾層中部，外缸內(nèi)壁上的定位環(huán)插置定位在內(nèi)缸外壁的定位槽內(nèi)，以此作為內(nèi)缸軸向膨脹的相對死點(diǎn)。定位槽與定位環(huán)接觸面通過精加工緊密貼合，將夾層分隔成前后兩個(gè)區(qū)域。通過上述結(jié)構(gòu)可有效減少夾層中高壓缸排汽流竄到中壓缸排汽區(qū)域，防止內(nèi)缸的外壁被過分冷卻，維持內(nèi)缸內(nèi)外壁溫差在合理的范圍內(nèi)。

夾層蒸汽的竄流造成的影響包括：內(nèi)缸外壁的冷卻會增強(qiáng)，使得內(nèi)缸內(nèi)外壁溫差增加，造成內(nèi)缸熱應(yīng)力的增加而產(chǎn)生內(nèi)張口，使內(nèi)缸蒸汽發(fā)生泄漏，甚至影響汽缸壽命；溫度較低的夾層蒸汽與中壓缸三級抽汽混合，會使實(shí)際抽汽溫度下降；夾層蒸汽與中壓缸排汽混合，使中壓缸缸效虛高；降低機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

實(shí)際運(yùn)行中往往因上下缸溫差不同以及軸向推力的變化影響，這樣的夾層密封設(shè)計(jì)達(dá)不到密封的效果，冷態(tài)時(shí)接觸緊密的精加工面并不能保持整圈完全接觸，熱態(tài)運(yùn)行時(shí)存在較大的漏汽，使內(nèi)缸內(nèi)外壁溫差過大。

有廠家在此基礎(chǔ)上做了改進(jìn)，在定位槽與定位環(huán)之間的空間靠近高壓側(cè)安裝多道可退讓式汽封齒并增加軟密封盤根、以及在兩道隔熱板上各增加一圈可退讓式或鑲嵌式汽封齒，通過增加流動(dòng)阻力和減少流動(dòng)空間來減少夾層蒸汽流量。這樣的改進(jìn)在短時(shí)間內(nèi)比較有效，但隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，盤根會因破碎或移位、熱膨脹等原因，逐漸喪失阻流特性，夾層竄汽現(xiàn)象并無明顯改善。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種帶內(nèi)外缸夾層密封件的高中壓合缸機(jī)組，通過在夾層間設(shè)置可退讓的密封組件來適應(yīng)內(nèi)缸和外缸因溫度變化產(chǎn)生的形變，確保各獨(dú)立腔室間始終保持相對密封。

本實(shí)用新型通過以下方式實(shí)現(xiàn)：一種帶內(nèi)外缸夾層密封件的高中壓合缸機(jī)組，包括外缸以及設(shè)于外缸中的內(nèi)缸，所述外缸和內(nèi)缸間形成環(huán)狀?yuàn)A層，所述夾層通過密封組件分割形成若干環(huán)狀獨(dú)立腔室，所述密封組件包括由若干密封件沿夾層周向圍合搭接形成的可退讓式密封環(huán)，所述密封組件通過松緊調(diào)節(jié)相鄰密封件間距實(shí)現(xiàn)密封環(huán)密封分割所述夾層。將夾層密封結(jié)構(gòu)由原先通過填充裝配軟密封盤根的方式改進(jìn)為裝配可退讓式密封環(huán)的結(jié)構(gòu)，利用密封環(huán)可退讓特性來適應(yīng)外缸和內(nèi)缸因溫度變化而產(chǎn)生的變形，使得密封環(huán)各部始終與內(nèi)缸、外缸上的預(yù)設(shè)貼合面密封貼合，確保各獨(dú)立腔室間互為密封。

作為優(yōu)選，所述夾層通過三組沿合缸機(jī)組軸向分布的密封組件分割形成若四段獨(dú)立腔室，四段環(huán)狀獨(dú)立腔室包括依次沿合缸機(jī)組軸線分布的中壓排汽段、中壓夾層段、高壓夾層段以及高壓排汽段。通過三組密封組件在夾層中分割形成中壓夾層段、高壓夾層段，并以此確保內(nèi)缸各區(qū)段內(nèi)外壁間溫差精確控制，通過限制內(nèi)缸熱應(yīng)力來控制內(nèi)缸形變，進(jìn)而防止漏汽情況發(fā)生。

作為優(yōu)選，所述中壓排汽段與中壓夾層段間、高壓夾層段與高壓排汽段間的內(nèi)缸外壁區(qū)段上設(shè)有環(huán)狀隔熱環(huán)，所述隔熱環(huán)通過設(shè)于其外緣面上的密封環(huán)密封抵觸在所述外缸的內(nèi)壁上。隔熱環(huán)上設(shè)有平衡孔，用于平衡中壓排汽段與中壓夾層段間、高壓夾層段與高壓排汽段間的汽壓。隔熱環(huán)外緣面靠近外缸內(nèi)壁設(shè)置，具有阻隔熱量傳遞的作用，密封組件設(shè)置在隔熱環(huán)上，由于隔熱環(huán)與外缸間距較小，使得需要密封環(huán)封堵的面積也較小，有效提高密封性能。

作為優(yōu)選，所述中壓夾層段與高壓夾層段間的外缸內(nèi)壁區(qū)段上設(shè)有環(huán)狀定位環(huán)，所述內(nèi)缸外壁上設(shè)有供所述定位環(huán)插接卡置的定位槽，所述定位槽通過設(shè)于其底面上的密封環(huán)密封抵觸在所述定位環(huán)的內(nèi)緣面上。定位環(huán)沿外缸內(nèi)壁周向設(shè)置，定位槽沿內(nèi)缸外壁周向設(shè)置，定位環(huán)插置定位在定位槽內(nèi)，防止內(nèi)缸和外缸間發(fā)生軸向相對移動(dòng)；密封組件設(shè)置在定位槽內(nèi)，既利用定位槽底面與定位環(huán)內(nèi)緣面間間距較小的優(yōu)勢，有效減小密封環(huán)封堵的面積，還能利用定位槽與定位環(huán)間彎折貼合面，提高密封性能。

作為優(yōu)選，所述密封組件包括設(shè)于其安裝工位上的引導(dǎo)環(huán)槽以及安置在所述引導(dǎo)環(huán)槽內(nèi)的彈簧，所述密封環(huán)內(nèi)緣部插置連接在所述引導(dǎo)環(huán)槽內(nèi)，并通過所述彈簧密封抵觸在外缸內(nèi)壁上。引導(dǎo)環(huán)槽既限制密封件沿內(nèi)缸軸向移動(dòng)，還起到引導(dǎo)密封件沿內(nèi)缸徑向移動(dòng)的作用。當(dāng)內(nèi)缸或外缸因溫度變化產(chǎn)生形變時(shí)，各密封件在對應(yīng)彈簧的驅(qū)動(dòng)下確保密封件外緣面始終與外缸內(nèi)壁貼合。

作為優(yōu)選，所述引導(dǎo)環(huán)槽槽口一側(cè)設(shè)有限位凸條，所述密封環(huán)內(nèi)緣通過一設(shè)于其側(cè)部的卡位凸條可升降地卡置在所述引導(dǎo)環(huán)槽的槽腔內(nèi)。引導(dǎo)環(huán)槽的槽口由于設(shè)置了限位凸條而形成口小腔大狀，密封件厚度與引導(dǎo)環(huán)槽槽口寬度一致，確保密封件可升降地插接在引導(dǎo)環(huán)槽內(nèi)，密封件內(nèi)緣通過卡位凸條卡置限位在引導(dǎo)環(huán)槽的槽腔內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述密封環(huán)外緣與對應(yīng)抵觸的外缸內(nèi)壁、限位凸條外露側(cè)壁與對應(yīng)抵觸的密封環(huán)側(cè)壁均為可密封貼合的精加工面。精加工面具有較好的貼合度，使得相互貼合的精加工面在相互貼合滑動(dòng)時(shí)仍舊具有較好的密封性，確保密封環(huán)根據(jù)夾層空間變化時(shí)始終保持預(yù)設(shè)密封性能。通過在上述位置設(shè)置精加工面，來確保密封環(huán)分別與外缸、內(nèi)缸貼合密封，進(jìn)而保證各獨(dú)立腔室間密封。在密封件沿引導(dǎo)環(huán)槽升降活動(dòng)時(shí)，限位凸條外露側(cè)壁能沿密封環(huán)側(cè)壁貼合滑動(dòng)，在相鄰密封環(huán)錯(cuò)位分離時(shí)，密封環(huán)外緣始終沿外缸內(nèi)壁貼合滑動(dòng)。

作為優(yōu)選，所述引導(dǎo)槽底面開設(shè)容置彈簧的容置腔，所述密封件至少配置兩個(gè)分散布置的彈簧。容置腔用于安裝彈簧，起到限制彈簧形變的作用，確保彈簧的彈性回復(fù)力能沿預(yù)設(shè)施力方向施加作用力。

作為優(yōu)選，所述密封件呈圓弧狀，包括分別設(shè)于其兩端的第一端和第二端，所述第一端上包括一豎置擋板以及一橫置擋板，所述密封件通過其上的第一端可伸縮地連接在相鄰密封件的第二端上，所述密封件首尾搭接形成環(huán)狀密封環(huán)。當(dāng)相鄰密封件上相互連接的第一端和第二端錯(cuò)位分離時(shí)，豎置擋板和橫置擋板起到封堵相鄰密封件端面間間隙的作用，確保相鄰密封件銜接處的密封性能。

作為優(yōu)選，所述第一端截面呈L形，所述第二端截面呈方形，所述密封件通過其第一端的內(nèi)凹面可滑動(dòng)地包裹相鄰密封件的第二端。豎置擋板和橫置擋板拼合形成L形的第一端，方形的第二端插置搭接在第一端的內(nèi)凹面上，使得第二端側(cè)壁分別與豎置擋板和橫置擋板抵觸，豎置擋板上緣與密封件外緣平滑過渡，確保相鄰密封件錯(cuò)位分離時(shí)，豎置擋板上緣始終能緊密貼合在外缸內(nèi)壁上。

本實(shí)用新型的突出有益效果：將夾層密封結(jié)構(gòu)由原先通過填充裝配軟密封盤根的方式改進(jìn)為裝配可退讓式密封環(huán)的結(jié)構(gòu)，利用密封環(huán)可退讓特性來適應(yīng)外缸和內(nèi)缸因溫度變化而產(chǎn)生的變形，使得密封環(huán)各部始終與內(nèi)缸、外缸上的預(yù)設(shè)貼合面密封貼合，確保各獨(dú)立腔室間互為密封，并防止各獨(dú)立腔室間因蒸汽竄流而造成內(nèi)缸產(chǎn)生內(nèi)張口、蒸汽泄漏等情況發(fā)生，確保氣缸使用壽命，提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

附圖說明

圖1 為本實(shí)用新型剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 為定位環(huán)處密封組件剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3 為相鄰密封件端面貼合時(shí)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4 為相鄰密封件端面分離時(shí)的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5 為隔熱環(huán)處密封組件剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、外缸，2、內(nèi)缸，3、密封件，4、中壓排汽段，5、中壓夾層段，6、高壓夾層段，7、高壓排汽段，8、隔熱環(huán)，9、定位環(huán)，10、定位槽，11、引導(dǎo)環(huán)槽，12、彈簧，13、豎置擋板，14、橫置擋板，15、第二端，16、限位凸條，17、卡位凸條。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示的一種帶內(nèi)外缸夾層密封件的高中壓合缸機(jī)組，由外缸1以及設(shè)于外缸1中的內(nèi)缸2組成，所述外缸1和內(nèi)缸2間形成環(huán)狀?yuàn)A層，所述夾層通過密封組件分割形成若干環(huán)狀獨(dú)立腔室，所述密封組件包括由若干密封件3沿夾層周向圍合搭接形成的可退讓式密封環(huán)，所述密封組件通過松緊調(diào)節(jié)相鄰密封件3間距實(shí)現(xiàn)密封環(huán)密封分割所述夾層。夾層截面呈環(huán)狀，當(dāng)內(nèi)缸2和外缸1因溫度變化發(fā)生形變時(shí)，夾層的截面輪廓也會相應(yīng)變化，此時(shí)，封堵夾層截面的密封環(huán)會利用相鄰密封件3間移動(dòng)的特點(diǎn)來適應(yīng)夾層截面輪廓變化，確保各獨(dú)立腔室間相對密封。

如圖3、4所示，所述密封件3呈圓弧狀，包括分別設(shè)于其兩端的第一端和第二端15，所述第一端上包括一豎置擋板13以及一橫置擋板14，所述密封件3通過其上的第一端可伸縮地連接在相鄰密封件3的第二端15上，所述密封件3首尾搭接形成環(huán)狀密封環(huán)。密封件3第一端的端面上向外延伸形成所述豎置擋板13和橫置擋板14，且豎置擋板13覆蓋所述第一端端面的豎向區(qū)間，橫置擋板14覆蓋第一端端面的橫向區(qū)間。

在實(shí)際操作中，當(dāng)密封件3上的第一端完整插接在相鄰密封件3的第二端15上時(shí)，第一端端面匹配抵觸在第二端15端面上，橫置擋板14和豎置擋板13分別完整地貼合在第二端15部側(cè)壁上，此時(shí)，密封環(huán)內(nèi)緣直徑最小，彈簧12壓縮形變最大；當(dāng)夾層截面輪廓寬度內(nèi)缸2和外缸1形變而變大時(shí)，密封件3在彈簧12彈性回復(fù)力作用下沿引導(dǎo)環(huán)槽11豎向升起，確保密封件3外緣始終密封貼合外缸1內(nèi)壁，此過程中，由于各密封件3均沿內(nèi)缸2徑向向外移動(dòng)，使得相鄰密封件3間的第一端端面和第二端15端面間脫離，導(dǎo)致橫置擋板14和豎置擋板13與對應(yīng)的第二端部側(cè)壁間發(fā)生偏移，但第二端部側(cè)壁仍舊有部分側(cè)壁密封貼合在橫置擋板14或豎置擋板13上，橫置擋板14和豎置擋板13起到封堵第一端端面與第二端15端面間間隙的作用，確保相鄰獨(dú)立腔室間氣流不會發(fā)生竄流。豎置擋板13和橫置擋板14的外延長度應(yīng)該大于密封件3外擴(kuò)移動(dòng)時(shí)第一端端面與第二端15端面間間隙尺寸的要求，使得密封件3在進(jìn)行適應(yīng)性形變時(shí)始終保持密封功能。

在實(shí)際操作中，所述第一端截面呈L形，所述第二端15截面呈方形，所述密封件3通過其第一端的內(nèi)凹面可滑動(dòng)地包裹相鄰密封件3的第二端15，使得第二端15端部能搭接在L形第一端的內(nèi)凹面上。所述豎置擋板13和橫置擋板14均為平板狀，方便與第二端15部匹配插拔。此外，所述第一端截面還可以為多種形狀，且能與匹配的第二端15部配合插接，均應(yīng)視為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。例如十字形，亦或是豎置擋板13垂直設(shè)置在橫置擋板14中部任一位置的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，所述第一端上可以具有多個(gè)豎置擋板13和橫置擋板14，形成方框形等，也應(yīng)視為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。優(yōu)選方案，所述橫置擋板14與所述限位凸條16等高設(shè)置，所述豎置擋板13頂面為精加工面，且與密封件3外緣的精加工面匹配設(shè)置。

在實(shí)際操作中，所述夾層通過三組沿合缸機(jī)組軸向分布的密封組件分割形成若四段獨(dú)立腔室，四段環(huán)狀獨(dú)立腔室包括依次沿合缸機(jī)組軸線分布的中壓排汽段4、中壓夾層段5、高壓夾層段6以及高壓排汽段7。由于內(nèi)缸2中壓段和高壓段內(nèi)溫度和壓力均不相同，使得中壓夾層段5、高壓夾層段6需要具有獨(dú)立調(diào)節(jié)溫度和壓力的功能，所以優(yōu)選采用三組密封組件，確保中壓夾層段5、高壓夾層段6相對密封獨(dú)立。所述密封組件以及獨(dú)立腔室數(shù)量可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，有效防止內(nèi)缸2因形變過度而發(fā)生張口、泄漏的情況，均應(yīng)視為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。

在實(shí)際操作中，所述中壓排汽段4與中壓夾層段5間、高壓夾層段6與高壓排汽段7間的內(nèi)缸2外壁區(qū)段上設(shè)有環(huán)狀隔熱環(huán)8，所述隔熱環(huán)8通過設(shè)于其外緣面上的密封環(huán)密封抵觸在所述外缸1的內(nèi)壁上。所述中壓夾層段5與高壓夾層段6間的外缸1內(nèi)壁區(qū)段上設(shè)有環(huán)狀定位環(huán)9，所述內(nèi)缸2外壁上設(shè)有供所述定位環(huán)9插接卡置的定位槽10，所述定位槽10通過設(shè)于其底面上的密封環(huán)密封抵觸在所述定位環(huán)9的內(nèi)緣面上（如圖2所示）。內(nèi)缸2設(shè)置在外缸1內(nèi)部，隔熱環(huán)8以及定位槽10均周向設(shè)置在內(nèi)缸2的外壁上，引導(dǎo)環(huán)槽11均設(shè)置在內(nèi)缸2外壁上，在密封環(huán)徑向移動(dòng)時(shí)始終確保與內(nèi)缸2外壁間密封（如圖5所示）。

在實(shí)際操作中，所述密封組件包括設(shè)于其安裝工位上的引導(dǎo)環(huán)槽11以及安置在所述引導(dǎo)環(huán)槽11內(nèi)的彈簧12，所述密封環(huán)內(nèi)緣部插置連接在所述引導(dǎo)環(huán)槽11內(nèi)，并通過所述彈簧12密封抵觸在外缸1內(nèi)壁上。密封組件安裝后，彈簧12始終處于被壓縮狀態(tài)，確保密封件3上緣始終密封貼合在外缸1內(nèi)壁上。

在實(shí)際操作中，所述引導(dǎo)環(huán)槽11槽口一側(cè)設(shè)有限位凸條16，所述密封環(huán)內(nèi)緣通過一設(shè)于其側(cè)部的卡位凸條17可升降地卡置在所述引導(dǎo)環(huán)槽11的槽腔內(nèi)。限位凸條16從引導(dǎo)環(huán)槽11槽口一側(cè)側(cè)壁橫向延伸，使得槽口一側(cè)被封堵，限位凸條16與引導(dǎo)環(huán)槽11底面間形成供卡位凸條17移動(dòng)的空間，通過卡位凸條17來防止密封件3脫離引導(dǎo)環(huán)槽11，所述空間高度應(yīng)大于夾層截面形變量，確保密封件3移動(dòng)量能滿足夾層形變后對密封性能的要求。

在實(shí)際操作中，所述密封環(huán)外緣與對應(yīng)抵觸的外缸1內(nèi)壁、限位凸條16外露側(cè)壁與對應(yīng)抵觸的密封環(huán)側(cè)壁均為可密封貼合的精加工面。位于外缸1內(nèi)壁上的精加工面為周向布置，確保密封件3相對外缸1內(nèi)壁進(jìn)行軸向或周向滑動(dòng)時(shí)，位于密封環(huán)外緣上的精加工面始終能與外缸1內(nèi)壁上的精加工面密封貼合。密封環(huán)朝向限位凸條16的側(cè)壁為精加工面，且上述精加工面的高度應(yīng)滿足密封件3移動(dòng)時(shí)始終與限位凸條16密封貼合的要求，為了使得限位凸條16外露側(cè)壁與對應(yīng)抵觸的密封環(huán)側(cè)壁密封貼合，所述引導(dǎo)環(huán)槽11槽口在設(shè)置限位凸條16后留下的槽口寬度應(yīng)該與密封件3厚度匹配，繼而實(shí)現(xiàn)兩者密封貼合。

在實(shí)際操作中，所述密封件3數(shù)量至少為兩個(gè)，且首尾搭接形成環(huán)狀密封環(huán)，所述引導(dǎo)槽底面開設(shè)容置彈簧12的容置腔，所述密封件3至少配置兩個(gè)分散布置的彈簧12。