[发明专利]涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种尤其是蒸汽轮机的涡轮机，其包括机器壳体和引导穿过所述机器壳体的并且至少从所述机器壳体的一侧伸出的轴，其中至少一个存在于轴和机器壳体之间的环形缝隙通过轴密封装置密封。

背景技术

在现有技术中已知这种涡轮机的完全不同的实施方式。在机器壳体的内部根据涡轮机的种类充满压力，所述压力低于或高于涡轮机环境的大气压力。在涡轮机中的基本的问题在于，存在于轴和机器壳体之间的环形缝隙由于在轴表面和邻接的机器壳体面之间的相对运动而不能够完全地密封。这导致，例如在具有低于大气压力的废蒸汽压力的蒸汽轮机中，环境流体能够浸入到机器壳体的内部中，这导致不利地影响蒸汽轮机的效率和运行。相反地，在压缩机或燃气轮机中，——其中机器壳体内部压力大于机器壳体环境压力——，过程流体能够从机器壳体的内部溢出到机器壳体周围环境，这对于涡轮机的热效率起到负作用。

下面参考图1、2和3说明具有传统的轴密封装置的蒸汽轮机的形式的涡轮机，其中图1示出蒸汽轮机的示意图，图2示出在图1中示出的蒸汽轮机的机器壳体的背面的密封壳的示意图，所述蒸汽轮机具有传统的轴密封装置，并且图3以图表的方式示出在图2中示出的轴密封装置中充满的压力。

蒸汽轮机100包括机器壳体102，轴104延伸穿过所述机器壳体，所述轴从机器壳体102的两侧伸出。机器壳体102设有正面的密封壳106和背面的密封壳108，其中背面的密封壳108当前承担的任务是，相对于机器壳体周围环境密封在机器壳体102之内限定的压力腔110。通过输入管道112将新鲜蒸汽输送给蒸汽轮机100的压力腔110，所述输入管道112在穿流方向上依次设有快速关闭阀114和控制阀116。在蒸汽轮机100中的蒸汽膨胀之后，废蒸汽通过输出管道118供给设有冷却装置120的且与抽真空装置122有效连接的冷凝设备124，并且在那里冷凝。

所形成的冷凝物通过管道126从冷凝设备124中导出。

如在图2中所示，为了密封存在于轴104和背面的密封壳108之间的环形缝隙125，背面的密封壳108设有轴密封装置128，所述密封壳固定地并且密封地安装到机器壳体102中或与机器壳体102形成结构化的单元。轴密封装置128从压力腔110开始包括至少三个一个接一个的密封模块，即内部的迷宫式密封件130、中间的迷宫式密封件132和外部的迷宫式密封件134，所述密封件密封环形缝隙125。

在蒸汽轮机100运行时，在机器壳体102的背面的废蒸汽区域138中存在低于废蒸汽压力p_AD的废蒸汽。在机器壳体102之外存在低于环境压力p_u的空气，所述环境压力高于废蒸汽压力P_AD。从废蒸汽区域138开始，在内部的迷宫式密封件130和中间的迷宫式密封件132之间，低于密封蒸汽压力p_SD的密封蒸汽通过密封蒸汽输入管道140导入到环形缝隙125中，其中密封蒸汽压力p_SD略微高于环境压力p_U。在此，必须精确地控制或者调节密封蒸汽压力p_SD以及密封蒸汽的温度，以便避免由于在背面的密封壳108和在轴104上的过热或冷凝而导致的泄漏和损害。密封蒸汽的压力降沿废蒸汽区域138的方向通过内部的迷宫式密封件130降低到废蒸汽压力p_AD的压力水平，并且沿环境方向通过中间的迷宫式密封件132降低到在中间的迷宫式密封件132和外部的迷宫式密封件134之间的充满的汽封蒸汽压力p_WD，其中汽封蒸汽压力p_WD由于在汽封蒸汽输出管道142中的烟囱抽力略低于机器壳体环境压力p_U。根据通过密封蒸汽输入管道140供给的密封蒸汽压力p_SD的水平也可设想，密封蒸汽压力p_SD由于设计原因没有完全通过中间的迷宫式密封件132降低到环境压力p_U的水平，并且蒸汽通过外部的迷宫式密封件134向外逸出。为了避免上述情况，能够可选地在下游连接其他的迷宫式密封件，所述迷宫式密封件具有位于其中的汽封蒸汽输出管道，然而这在图2中没有示出。可代替的是，在汽封蒸汽输出管道142的下游连接(没有示出的)冷凝设备，以用于辅助抽吸效果。根据积聚的冷凝物量，能够在各个迷宫式密封件130、132、134之间设置冷凝水排放装置144，其中在图2中仅示出在中间的迷宫式密封件132和外部的迷宫式密封件134之间的冷凝水排放装置144。