水轮机主轴工作密封结构组成龙滩水电站水轮机主轴工作密封为动态恒压密封结构。主要由水箱1、密封环2、弹簧3、密封圈4、滑环5、磨损指示器等组成。滑环5为不锈钢材料，安装在水轮机轴主轴轴领上随机组一起转动，它与密封圈4（非金属材料）之间有一层约0.05～0.08mm厚的水膜，这层水膜对固定部分（密封圈4）和转动部分（滑环5）起润滑、冷却作用。

　　自补偿式主轴工作密封作用原理龙滩水电站水轮机主轴工作密封装置采用轴向密封，润滑水注入两个密封表面间的环形空腔内，并形成一个分离旋转滑环和密封圈间的水膜，保证密封圈和滑环之间没有直接接触，因此密封圈的磨损率极低。密封环由弹簧紧压在密封环上，该结构能很好地保证在机组静止且润滑水关闭后仍具有密封功能。由于弹簧的作用，在机组瞬时变负荷或甩负荷情况下，对主轴所产生的径向振动也不会十分敏感。

　　密封环的直径设计成能承受作用在密封环上的压力。并通过密封环侧腔的水压力和压力反馈，使得密封环内腔和两侧的水压力始终保持动态平衡，维持在0.5MPa左右，从而保障密封环对水压的变化不会敏感，这对尾水压力变化较大的水轮机来说尤其有利。因为密封环能轴向运动，所以水轮机的旋转与固定部分之间的任何相对轴向运动，密封环都能随之进行补偿。

　　龙滩水轮机主轴工作密封的另外一个特点就是检修方便，该设计能在不拆卸主轴、水轮机导轴承、导水机构和管路系统的情况下进行检查、调整和更换密封元件。所有工作只用在顶盖下部就能很好的完成。并且由于工作密封的自补偿性能，在运行中允许对密封圈磨损量进行自动调整，但当密封磨损量超过允许值（龙滩水轮机密封圈磨损量为12mm）时需要及时更换。

　　自补偿式主轴工作密封受力分析当机组运行时，蜗壳中的水通过转轮和顶盖间的迷宫式密封进入顶盖和转轮上冠的空腔，后经顶盖和主轴间隙流经Pd腔（后称浊水腔2，详），即浊水腔内聚集了一定压力的水。技术供水经过处理后，产生大于浊水腔压力的密封水，这部分水通过8根密封进水管的密封水Ps流入密封圈7和滑环8之间的空间，形成一定压力的水流。这些流入工作密封处的水主要有两部分流向：一部分进入浊水腔，另一部分进入密封水箱（后称清水腔6），并且在此过程中在两个摩擦面间形成一定厚度的膜，使密封面不至于发生物理接触，起到润滑、冷却的作用。由于流入密封圈和密封环间的水压远大于浊水腔的压力，故而有效地阻挡了浊水腔中水的上返，起到了良好的密封效果。

　　为了更好地分析龙滩水轮机主轴工作密封的特点，把的工作部分单独取出进行受力分析（摩擦力不考虑）如所示，可以得出以下公式：F1+F2+F3=F4其中：F1弹簧向下的弹力；F2密封环向下的重力；F3浊水腔向下的水压力；F4密封水向上的作用力。

　　通过以上受力分析，我们得出该密封的*大特点就是当浊水腔压力增高时，密封圈和滑环之间的压力随之增大，密封面处清洁水的压力也相应增高，密封圈和滑环之间始终有清洁润滑水，并且随时保持新的平衡。

　　滑环安装滑环安装时，检查分瓣组合面应光洁，保证滑环配合面、工作面以及组合面无高点、毛刺等，滑环安装后平面度要求控制在0.03mm以内。

　　密封圈和密封环的安装安装前，仔细清理密封环的组合法兰面及密封圈的安装槽，不得有毛刺、高点等影响组装的物质存在。待组合面达到要求后，安装定位销钉。销钉就位以后把紧组合螺栓并检查组合法兰面不得有错牙，如果存在错牙，则应松开组合螺栓并取出定位销钉进行重新调整后，钻铰定位销钉孔。按设计方位安装密封圈于密封环上，密封圈安装前仔细检查与密封环配合面无高点、毛刺等；检查8个润滑水孔的位置与密封环是否对应；仔细清理滑环平面是否干净，不得有影响安装的物质存在，整体下落密封环于滑环上。

　　主轴工作密封目前存在的一些问题及完善方案主轴工作密封技术供水方式主轴工作密封技术供水方式。龙滩水电站目前投入使用的主轴密封技术供水水源取自机组主用技术供水滤水器出口管路（特殊情况取自备用技术供水滤水器出口管路），进入主轴密封技术供水总管，经过Φ25mm的节流板减压（旁路设有机械减压阀）后进入主轴密封供水管路系统。

　　结束语龙滩水轮机自补偿式主轴工作密封装置结构设计合理、紧凑、抗磨性好，有效地克服了其它密封装置的不足和缺陷，其密封效果明显优于其他型式的密封。只要供水清洁可靠，流量和压力控制得当，可以大大增强了大型水轮发电机组运行的可靠性和检修维护的便捷性，这种自补偿式密封，在龙滩成功应用得到了普遍认可，是一种值得推广的水轮机密封结构。