为防止压力水从主轴和顶盖之间渗入导轴承，破坏导轴承的正常工作，因此，在水轮机中装设有主轴密封装置。密封装置一般装在主轴法兰上方，一般磨损较大，尤其是对于水中含沙量很大的电站，泥沙磨损会严重影响密封装置使用效果。所以密封装置所采用的结构和材料，应具有密封性和耐磨性。除此之外，对于下游尾水位高于导轴承的某些电站，设计密封装置时，还必须考虑到停机时下游尾水进入导轴承油箱的情况。

一般来说，主轴部分的密封分为两大类，一类是轴承在运行时的密封，一般称为主轴密封，其结构型式有盘根密封、橡胶平板密封、端面密封、径向密封和水泵密封及无接触式密封等，中小型混流式机组中目前常用的是端面密封和水泵密封。另一类是轴承检修或停机时的密封，其结构型式有机械式、围带式和抬机式等几种密封，中小型机组中常用的是空气围带密封。

端面密封又分为机械式和液压式两种密封装置。

机械式端面密封装置结构如图1-28所示，由转环2、密封块3、托架5、引导柱6、弹簧7和支承座8组成。

图1-28　机械式端面密封

1—主轴；2—转环；3—密封块；4—密封压环；5—托架；6—引导柱；7—弹簧；8—支承座；9—顶盖；10—封环；11—压圈

转环2固定在水轮机主轴上，密封块3用压环4固定在托架5上，密封块可采用数块碳精或其他耐磨材料组成环形的密封圈，在托架5和支承座8之间装有数个弹簧，靠弹簧的推力使密封圈紧贴在转环的下端面上，起密封作用。这种密封装置结构密封性好，磨损后轴向调整量大，在水质较干净的电站采用较为有利；其缺点是当弹簧作用力不均时，密封块容易偏卡偏磨，性能不够稳定，现在一般多采用水压代替弹簧。

液压式端面密封装置结构如图1-29所示，由支承板1，密封2，橡皮园3等组成。采用数块碳精或尼龙组成密封环，靠水压作用使密封环紧贴在衬板上，起密封作用。图1-29（a）装置型式为直接利用自重和漏水压力，使密封端面贴合；图1-29（b）装置型式为从外部引入压力水而密封的，装置型式（a）一般不用于封水压力较高和泥沙较多的水轮机，装置型式（b）适于含泥沙较多的水轮机采用。这种结构克服了弹簧力不均的缺点，应用效果较好。但它的封水效果和使用寿命还直接受密封环材质的影响。炭精密封，对碳精的材质处理和加工要求严格，现阶段在质量上还不够稳定；尼龙密封，存在着对转环磨损大，容易老化等缺点。因此，密封装置的选用要视机组使用工作环境综合考虑。(www.daowen.com)

图1-29　液压式端面密封

1—支承板；2—密封；3—橡皮园；4—检修密封；5—衬板

水泵密封在中小型机组中近年来逐步增多，它是在主轴法兰护盖、转轮上冠等转动部件上装置一级或多级叶轮，其工作原理近似于离心水泵，故称为水泵密封，如图1-30、图1-31所示。其工作过程是：当转轮止漏环处的漏水进入B腔时，再由水泵的离心作用抽回至A腔，并经转轮泄水孔排入尾水管。这种密封当机组启动或停机时不起作用，因此它只能作为一种辅助密封，一般用在泥沙较多的电站。它和平板密封或端面密封组成组合结构，在正常运行时，由于水泵的抽水压力与漏水压力相抗衡，可以使进入主密封的水量下降。当启动或停机时，水泵不起作用，仍靠主密封封水。故它可以改善主密封的封水性能和延长其寿命。检修密封装置由于篇幅有限在此不再叙述。

图1-30　二级叶轮水泵密封

1—主轴；2—转环；3—橡皮密封圈；4—密封盖；5—排水管；6—二级叶轮；7—密封座；8—顶盖；9—一级叶轮；10—主轴法兰罩；11—叶轮连接螺栓；12—销；13—进水管

图1-31　水泵密封叶轮