主轴密封水口电厂主轴密封面原设计为平面端面密封。由于机组空载时顶盖水压为负值，用于端面润滑的密封水无法停留，被顶盖吸走，抗磨板与密封盘根间无足够的润滑水，密封圈上用于通水的通孔因端面磨损后被封死，导致空载运行时主轴密封圈被烧坏。带负荷运行时顶盖水压达到0.3MPa，主轴密封供水水压也只能达到0.3MPa，但供水管管径仅25mm，实际运行时的密封水压与顶盖水压的差值不能按设计要求始终维持在0.05MPa，密封性能无法得到保证。水电厂主轴密封止水装置是隔断高速压力水流与机械润滑设备及发电设备的重要部件。止水对象是大直径高速旋转轴。为解决密封性能和使用寿命无法兼顾的矛盾，设计者们尝试了许多结构，并在各型机组上使用。在低水头和小尺寸机组上虽已有了一些使用较为成功的结构，但目前还没有一种十分通用、可靠的主轴密封结构。水口水电厂是高水头大容量轴流转桨式机组，它的显著特点是水压变化范围大且变化频繁，密封面尺寸大、线速度高，原设计水压式端面密封结构止水性能无法满足运行要求，漏水量大大超出设计要求，并经常发生突发性漏水增加，导致止水失败水淹水导事故。经过长期的观察、研究、分析总结出原有结构主要存在以下问题：选择轴向密封面导致密封性能不稳定。

　　机组停机、空载、运行、甩负荷等工况转动部分的轴向位移达到315mm，这就要求密封件有足够的补偿量，能够紧跟密封面的位移。但实际上现有的主轴密封结构均无法达到这一要求，从而导致漏水量增大。水口电厂主轴密封直径较大，密封圈是橡胶材料，在可变不平衡水压作用下刚度无法达到要求，导致密封面局部间隙过大，漏水增多。水口电厂系高水头轴流转桨式机组，在不同工况下顶盖漏水量难以控制导致漏水量增大。由于机组各种工况下的轴向位移量变化远远大于径向位移量，作为密封件的橡胶密封圈允许径向位移量高达15mm，运行磨损后该位移量更大，如果密封圈在槽中不够灵活，不能紧随抗磨板的位移而位移，导致密封面张开，漏水量将急剧增大。由于主轴密封面是水下运行部件，该处条件恶劣，情况多变，除锈蚀、杂质等不可避免外，大直径橡胶密封圈的刚度也无法达到要求，该结构属不稳定结构。大直径、高水头轴流转桨式机组不宜选择Y型橡胶端面密封结构。

　　针对上述分析，新结构主轴密封首先对密封面的选择进行了大胆改进。目前较为通用的主轴密封结构大都选择轴向平面作为密封面，如平板密封、端面密封等结构，新结构突破性的选择了径向圆周面作为密封面，径向圆周面由于有两部导轴承的限制，在运行中的摆动是恒定的，一般制造和安装可以控制在0.50mm以下。这样，对密封材料的补偿能力要求较低，任何工况下机组转动时，密封转环和密封填料之间的*大间隙不会超过0.50mm，因而不会导致密封面突然张开、漏水突然增大的突发性事故。通过这一改进，解决了原主轴密封存在的密封面位移变化大、密封补偿能力不足问题。其次，新结构大胆选用近年来新研制的碳纤维浸聚四氟乙烯材料。这种材料的突出特点是摩擦系数小、耐高温、使用寿命长，独特的0形编织结构在弹簧作用下产生一定的补偿能力。由于轴的径向摆动值不大，这些补偿量足以满足止水的要求。