專利名稱：海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封等壓零滲漏方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封等壓零滲漏方法。
背景技術(shù)：
潮流發(fā)電直接利用漲落潮水的水流沖擊葉輪等機械裝置進行發(fā)電，無需建設(shè)攔海提壩，降低了建設(shè)投資。且葉輪的轉(zhuǎn)速很低，對水文環(huán)境及海洋生物的影響甚微，可較好地平衡能源的經(jīng)濟性以及環(huán)境保護之間的關(guān)系，潮流發(fā)電對彌補能源短缺、緩解環(huán)境污染及典型海島綜合開發(fā)利用有重要意義。在潮流發(fā)電研究中，如何防止海水通過常年浸沒在海底的發(fā)電機組的主軸密封滲漏到發(fā)電機組內(nèi)部從而對發(fā)電機組造成損害已經(jīng)成為了一個世界性技術(shù)難點。因此迫切需要開發(fā)出一種有效的海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封防滲漏方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種能有效地實現(xiàn)海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封等壓零滲漏的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封等壓零滲漏方法，主軸密封環(huán)與發(fā)電機外殼圍成密封腔體，通過壓力管路向密封腔體內(nèi)通入壓力等于或略大于外部水壓的壓縮空氣，即Pp通入壓縮空氣產(chǎn)生的壓力P3^n該處海水壓力同時作用于主軸密封的內(nèi)外兩側(cè)，設(shè)定壓差Δρ = P內(nèi)-P夕卜彡0(P內(nèi)=P空，P夕卜=P水)，各個呼號表示的中文含義
Ps:通入空氣的壓力
P水海水的壓力
P內(nèi)機艙內(nèi)壓力
P夕卜機艙外壓力。
海洋潮流能發(fā)電機組完全淹沒在海水中。海流低于一定流速時，海洋潮流能發(fā)電機組不工作。漲潮退潮期間具有一定流速的海流推動海洋潮流能發(fā)電機組的葉輪轉(zhuǎn)動并通過轉(zhuǎn)軸將海流的能量傳至發(fā)電機組內(nèi)部的發(fā)電機上，實現(xiàn)利用海洋潮流能發(fā)電的目的。作為在海平面下工作的發(fā)電機組，實現(xiàn)有效的密封以保證海水不能進入海洋潮流能發(fā)電機組內(nèi)部的發(fā)電機工作區(qū)域無疑是該發(fā)電機組能否作為一個安全可靠的動力源的首要條件。
在海洋潮流能發(fā)電機組的發(fā)電機工作區(qū)域，除了與葉輪相聯(lián)的轉(zhuǎn)軸處為動密封外，其他部件間的密封均為靜密封。實現(xiàn)類似靜密封這種密封部件間無相對運動時的密封功能就目前技術(shù)而言是很容易實現(xiàn)的。同時，由于發(fā)電機組內(nèi)部結(jié)構(gòu)的限制，沒有辦法實現(xiàn)將發(fā)電機工作區(qū)域內(nèi)的積水有效地排出，故實現(xiàn)像海洋潮流能發(fā)電機組轉(zhuǎn)軸這樣在靜止與轉(zhuǎn)動狀態(tài)下交替變化工作的水下動密封結(jié)構(gòu)能夠滴水不漏地阻止海水進入發(fā)電機工作區(qū)域就變得極為重要了。
密封的基本功能即為阻止高壓側(cè)的流體流到低壓側(cè)。而對于目前海洋潮流能發(fā)電機組轉(zhuǎn)軸可采用的所有類型的動密封而言，其密封原理均為利用增大阻尼的辦法，盡量使海水的壓力在流經(jīng)密封時盡可能地被降低，從而使流至發(fā)電機工作區(qū)域的海水最少。然而，不論泄漏到低壓側(cè)的海水有多么少，日積月累，發(fā)電機工作區(qū)域內(nèi)勢必會達到足以危害機組安全運行的程度。因此，采用目前常規(guī)的動密封無法滿足海洋潮流能發(fā)電機組轉(zhuǎn)軸密封的需要。
有鑒于此，我們不妨改變一下思路既然海洋潮流發(fā)電機組轉(zhuǎn)軸動密封處向發(fā)電機工作區(qū)域的海水滲漏是由于外側(cè)海水壓力大于發(fā)電機工作區(qū)域壓力所致，且在選定的轉(zhuǎn)軸動密封情況下，內(nèi)外壓力差相差越小，則進入海洋潮流發(fā)電機組發(fā)電機工作區(qū)域的海水就越少，反之亦然。那么，不妨做一個推理既然內(nèi)外壓力差越小，進入海洋潮流發(fā)電機組發(fā)電機工作區(qū)域的海水就越少，那么，如果內(nèi)外壓力差為零，即內(nèi)外壓力差相等不就可以實現(xiàn)動密封的滴水不漏的理想了嗎？如此，在合理選擇轉(zhuǎn)軸動密封結(jié)構(gòu)形式的前提下，只要實現(xiàn)海洋潮流發(fā)電機組轉(zhuǎn)軸動密封處的內(nèi)外壓力相同就可以到達保證無一滴海水進入到海洋潮流發(fā)電機組發(fā)電機工作區(qū)域的目的。而實現(xiàn)上述方案的最具工程意義的方法就是向向海洋潮流能發(fā)電機組內(nèi)部充入與外部海水相同壓力的壓縮空氣。由于海洋潮流能發(fā)電機組發(fā)電機工作區(qū)域內(nèi)其他部件接合面均為密封性能極佳的靜密封，僅有轉(zhuǎn)軸處為動密封，形成一個相對密閉的空間，能夠使注入海洋潮流能發(fā)電機組內(nèi)部的壓縮空氣保持住壓力，從而實現(xiàn)海洋潮流能發(fā)電機組內(nèi)外壓力相同的目的，保證轉(zhuǎn)軸動密封除滴水不漏。


圖1為本發(fā)明的示意圖具體實施方式
如圖1所示，一種海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封等壓零滲漏方法，主軸密封環(huán)1與發(fā)電機外殼2圍成密封腔體4，通過壓力管路3向密封腔體4內(nèi)通入壓力等于或略大于外部水壓的壓縮空氣，即Pp通入壓縮空氣產(chǎn)生的壓力P3^n該處海水壓力同時作用于主軸⑶密封的內(nèi)外兩側(cè)，設(shè)定壓差A(yù)p = PfPnXKP^=Ps, ρ夕卜=P水)，各個呼號表示的中文含義
Ps:通入空氣的壓力
P水海水的壓力
P內(nèi)機艙內(nèi)壓力
P夕卜機艙外壓力。
本發(fā)明主軸密封1與發(fā)電機2圍成密封腔體4，通過壓力管路3向密封腔體4內(nèi)通入與外部海水壓力相同的壓縮空氣，使密封腔體4內(nèi)的壓力與外部海水的壓力相同，從而保證了主軸密封5外部海水側(cè)與發(fā)電機內(nèi)部壓力相同，進而實現(xiàn)了海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封的零滲漏。本發(fā)明工作原理通過壓力管路3向主軸密封1與發(fā)電機2圍成的密封腔體4內(nèi)注入壓力空氣，使密封腔體4內(nèi)的壓力與外部海水壓力相同，從而保證了主軸密封 5外部海水側(cè)與發(fā)電機內(nèi)部壓力相同，進而實現(xiàn)了海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封的零滲漏。
權(quán)利要求
1. 一種海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封等壓零滲漏方法，其特征是主軸密封環(huán)(1)與發(fā)電機外殼( 圍成密封腔體G)，通過壓力管路C3)向密封腔體(4)內(nèi)通入壓力等于或略大于外部水壓的壓縮空氣，即Pp通入壓縮空氣產(chǎn)生的壓力P3^n該處海水壓力同時作用于主軸⑶密封的內(nèi)外兩側(cè)，設(shè)定壓差Δρ = PfP夕卜彡0(Ρ內(nèi)=P空，P ^h= P水)，各個呼號表示的中文含義 Ps:通入空氣的壓力 P* 海水的壓力 Prt 機艙內(nèi)壓力 P夕卜機艙外壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種海洋潮流能發(fā)電機組主軸密封防滲漏方法，該方法的特征為主軸密封與發(fā)電機圍成密封腔體，通過壓力管路向密封腔體內(nèi)通入壓力等于或略大于外部水壓的壓縮空氣，即P空≥P水，通入壓縮空氣產(chǎn)生的壓力P空和該處海水壓力P水同時作用于主軸密封的內(nèi)外兩側(cè)，當(dāng)壓差Δp＝P內(nèi)一P外≥0(P內(nèi)＝P空，P外＝P水)時，該密封處海水就不會向發(fā)電機組腔體內(nèi)流動。這就從根本上解決了海洋潮流能發(fā)電機組主軸防滲漏的問題。
文檔編號F03B11/00GK102494143SQ20111038002
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者孫鐸, 張仁江, 張金偉, 曹大偉, 覃大清, 趙越 申請人:哈爾濱電機廠有限責(zé)任公司