赵仕志， 陈晓平， 成露， 张晓东

（东方电气集团东方汽轮机有限公司， 四川 德阳， 618000）

0 引言

提高工质压力和温度参数是提升透平机械性能的最重要手段。 随着主机参数的不断提高， 法兰连接结构的密封性问题变得日益突出。 增加密封件是改善密封效果的常用措施， 常见密封件有采用塑性变形原理的塑性密封结构和采用弹性变形原理的弹性密封结构。 塑性密封件虽然密封效果良好， 但是设计、 计算比较复杂[1]， 且不能反复使用。 相对来说， 弹性密封结构设计、 计算简单，可重复使用， 实际应用更广泛。 其中U 型或具有相似截面形状的弹性密封结构使用最广， 在新机设计和旧机改造中得到广泛应用[2]， 主要应用在汽轮机阀门阀盖密封、 管道连接件密封和垂直法兰汽缸法兰面密封等部位[3-6]， 其主要功能是防止高温、 高压蒸汽泄漏导致的经济损失和人员、 设备伤害。

对于U 型密封件， 数值方法可以非常准确快速分析密封紧力和应力水平， 国内很多学者也进行了这方面的研究[3,5-7]。 但是U 型密封结构的密封紧力和应力的影响因素比较多， 在初始设计阶段如果没有理论方法指导， 完全通过数值方法试凑，设计效率会很低。 计算机自动参数优化虽然可以解放工程师， 但是初始参数设置如果偏离最优值较远， 优化计算同样费时， 因此建立U 型密封结构快速准确的理论计算方法对提高设计效率、 减少优化时间来说是有意义的。 关于U 型密封结构密封紧力的理论计算方法比较简单， 已经有一些学者进行了相关研究[4]，但是这些理论计算方法还不够完善， 特别是对于密封结构自身应力分布的研究还鲜有报道。……