第二章 多级汽轮机-第四节 轴封及其系统

在汽轮机中广泛采用齿形轴封阻挡各处的漏气，以提高汽轮机的效率。在汽轮机的高压段常采用曲径轴封；在汽轮机的低压段常采用光轴轴封。

2. 4.1 齿形轴封

齿形轴封分为高低齿轴封（又称曲径轴封）和平齿轴封（又称光轴轴封）两种。

（一）曲径轴封的工作原理

图2.4.1（a）为常见的曲径轴封示意图。可把轴封看成是由许多狭小通道及相间的小室串联而成的，从侧面看去，即为许多环形孔口和环形汽室。

蒸汽从高压侧流向低压侧，当空气通过环形孔口时，由于通流面积变小，蒸汽流速增大，压力降低。如果近似认为各轴封孔口的环形漏汽面积都相等，而且通过各孔口的蒸汽流量相同，则各孔口均有

GlAlcxx

或

Gl cxx常数 （2.4.4）

Al蒸汽依次流过各轴封片时不断膨胀，蒸汽密度不断减小，在Gl和Al不变得条件下，由式2.4.4可见蒸汽流速必然增大。

（二）齿形轴封漏汽量计算 1、曲径轴封漏汽量的基本计算公式

（1）最后一片轴封孔口处流速未达临界速度，这时汽流孔口的流速为 cx2px （2.4.5）

式中，x为环形汽室x处的蒸汽密度。通过孔口的漏汽量可根据连续方程求得

(Gl2 )2px2px1 （2.4.6）

lAl式中，Al为轴封孔口漏汽面积；l为轴封孔口漏汽量系数。

（2）最后一片轴封孔口处的流速已达临界流速

根据喷嘴临界流量公式，当最后一片轴封孔口流速达到临界速度时，轴封漏汽量为

2k1Gl.clAlk()k1又因

p0pz1k1 pz1z1 （2.4.10）

0z1常数，故有

2k1lAlk()k1k1 Gl.e0pz21p0 （2.4.11）

当最后一片轴封孔口流速达到临界速度时，取k=1.3，则得最末一片中流速达临街速度时的轴封漏汽量为

Gl.clAl2．轴封孔口流量系数

p00 （2.4.16）

z1.25在曲径轴封漏汽量计算的讨论中，蒸汽通过轴封孔口的流速是用渐缩喷嘴的

流速公式来计算的，但实际上轴封孔口和渐缩喷嘴有一定差异，因此，应通过试验求取轴封孔口漏汽的流量系数1，以便对上述计算进行修正。

试验所得的轴封孔口流量系数1与轴封齿的形状及几何参数有关，1可由图2.4.2查得。由图可以看出，轴封齿在进汽侧不应做成圆弧状或斜面状，应该保持轴封齿的尖锐边缘，此时流量系数较小，l0.7~0.8。然而，轴封齿的尖锐边缘在汽轮机运行中会因摩擦而钝化，此时流动情况接近于喷嘴，流量系数会增大到趋近于1。

2.4.2 轴封系统

如前所述，为阻止蒸汽外漏以减小漏汽损失，或为阻止空气漏入汽轮机低压

段而影响机组真空，在汽轮机汽缸两端均安装有齿形轴封。汽包两端的轴封称为端轴封或外轴封，以便与汽包内阻止级内漏汽的隔板轴封相区别。端轴封和与它相连的管道和附属设备组成轴封系统。

轴封系统实例之一

图2.4.7为国产300Mw凝汽式汽轮机轴封系统示意图。从图可以看出，高压缸前端轴封A由七段六个腔室构成，其后端轴封B有五段四个腔室；中压缸前端轴封C有六段五个腔室，其后端轴封D为三段二腔室；低压缸的端轴封E、F、G

、

H

均

由

三

段

二

腔

室

构

成

。