王鑫，张晓东，李志明，侯明军

(东方汽轮机有限公司，四川 德阳，618000)

双层阀盖密封副弹塑性密封研究

王鑫，张晓东，李志明，侯明军

(东方汽轮机有限公司，四川 德阳，618000)

文章简述了现代高参数汽轮机阀门双层阀盖的结构形式，以M-B粗糙表面接触模型为基础，采用双线性等向强化模型，研究了考虑表面形貌的金属弹塑性密封条件下，双层阀盖密封副达到完全密封时所需的最小密封应力，为此类密封结构设计提供了参考。

汽轮机，阀门，密封

Abstract：The structure of double valve cover of modern high parameter steam turbine was described briefly.Based on the model of M-B rough surface contact,a bilinear isotropic hardening model is adopted.The minimum sealing contact stress of sealing surface was provided under the condition of the suface morphology's metal elastic-plastic seal,which provides a reference for the design of the sealing structure.

Key words：steam turbine,valve,sealing

0 引言

现代大功率汽轮机主蒸汽进汽压力温度逐步提高并达到超临界和超超临界蒸汽参数水平，对汽轮机主汽阀密封设计水平与设计思路提出了新的挑战。国内第一个二次再热机组安源项目主蒸汽参数就达到了31 MPa。现役汽轮机主汽阀阀盖通常采用强制密封形式，依靠高强度螺栓压紧密封圈达到预紧并保证密封。高强度螺栓结构简单、但螺栓直径过大，加之国内螺栓设计偏于保守[1]，使得密封部件粗大厚重，阀盖螺栓选材困难。双层阀盖（见图1）基于伍德式自密封原理，依靠蒸汽工作压力产生的密封力达到密封效果，蒸汽载荷由阀壳与内置止动圈承担，既能保证密封效果又减少了阀盖螺栓直径。

双层阀盖密封设计的关键在于密封圈的接触部位的应力控制。高参数汽轮机的主汽阀蒸汽压力达31 MPa甚至更高，密封圈设计时接触应力过低会使得密封不严，蒸汽泄漏，过高则会降低密封圈使用寿命、增加检修维护难度，甚至产生安全隐患。……