В паровых турбинах используются четыре вида уплотнений: концевые, промежуточные, диафрагменные и уплотнения рабочей решетки.

Концевые уплотнения служат для уплотнения концов валов, выходящих из цилиндров. Промежуточные уплотнения отделяют друг от друга отсеки проточной части с разными направлениями потоков пара в противоточных цилиндрах. Диафрагменные уплотнения препятствуют протечке пара между диафрагмой и валом. Уплотнение рабочей решетки обычно включает надбандажное уплотнение, иногда называемое периферийным, осевое уплотнение и некоторые другие.

К уплотнениям предъявляется целый ряд требований. Прежде всего они должны обеспечивать ми­нимум утечки пара. Для этого зазоры в уплотнениях должны быть минимально допустимыми из соображений невозможности задеваний. Если возникают задевания, то в лучшем случае происходит срабатывание гребешков уплотнений с последующей потерей экономичности, а в худшем — тяжелая авария, вызванная тепловым остаточным прогибом ротора. Утечка пара также определяется числом гребешков: она обратно пропорциональна квадратному корню из их числа. Поэтому число уплотняющих гребешков стремятся увеличить, однако оно определяется и другими факторами.

Уплотнения должны быть надежными. Случайные задевания, возникающие, в частности, при развороте турбины, когда ее валопровод проходит критические частоты вращения, не должны приводить к их сильному износу или сильному разогреву вала.

Уплотнения должны быть ремонтопригодными и легко заменяться в условиях электростанции. Уплотнения должны быть виброустойчивыми. При протекании через них пара не должны возни­кать аэродинамические силы, возбуждающие коле­бания ротора Уплотнения представляют собой систему острых гребней, устанавливаемых с малым зазором по отношению к сопряженной поверхности, которая выполняется либо гладкой (прямоточное уплотне­ние), либо ступенчатой.

Конструкции уплотнений отличаются большим разнообразием. Ниже рассматриваются типичные конструкции, поняв которые, читатель сумеет разо­браться и в других.

На рис 22 показано типичное диафрагменное уплотнение. В расточке каждой половины диа­фрагмы устанавливаются сегменты уплотнения, имеющие гребни, обеспечивающие радиальный за­зор по отношению к поверхности пара 0,5—0,62 мм

Рис. 22 Диафрагменное уплотнение турбины / — расточка под сегмент уплотнения 3; 2 — прижимная пло­ская пружина; 4 — гребень уплотнения; 5 — вал турбины; б— узел крепления сегментов в половинах диафрагмы 8; 7 — канал для сообщения полости расточки с областью повышен­ного давления.

осевые зазоры 4—5,2 мм. При установке стыки сегментов плотно подгоняют друг к другу так, чтобы обеспечить концентричность зазора в уплотнении и в рабочем положении. Затем сегменты закрепляют в нижней половине диафрагмы.

Для того чтобы обеспечить малый износ гребней при случайных задеваниях при пуске, сегменты делают податливыми в радиальном направлении. Для этого устанавливают плоские пружины, которые, с одной стороны, обеспечивают податливость сегментов в направлении от вала при задеваниях, а с другой гарантию малых зазоров для сегментов, расположенных в нижней половине диа­фрагм и могущих опуститься под действием силы веса.

Этому же способствует канал, по которому в расточку подается давление перед диафрагмой, превышающее уменьшающееся давление по ходу пара в уплотнении и потому отдавливающее сегмент к валу при нормальной работе.

Рассмотренная конструкция имеет два недостатка: при износе гребней сегменты нельзя отремонти­ровать и необходимо полностью заменять

На валу турбины (рис 23 ) выполняют кольцевые канавки, в которые устанавливают заранее тонкую ленту с профильной частью, соответствующей канавке на роторе. Кусок ленты, необходимой для гребешка, отрезают от спиральной ленты из жаро­прочной нержавеющей стали с внутренним радиусом, равным радиусу дна канавки на роторе. Затем на токарном станке с помощью специального ролика ленту завальцовывают проволокой из нержавеющей стали 12-13 мм. Такая конструкция представляет меньшую опасность для прогиба вала.

Рис 23 Элемент концевого уплотнения турбины

а — фрагмент уплотнения; б — установка уплотнительной ленты; / — обойма уплотнения; 2 — вал; 3 — уплотительная лента; 4 — вальцовочная проволока.