Brevet FR2007422A1 — publié le 19700109

; 2007422 la présente invention concerne un dispositif destiné au refroidissement de la bride à l'endroit des joints .d'enveloppe de turbines à vapeur saturée en cas d'abaissement-rapide du régime de ces turbines « 5 Si l'on réduit rapidement le régime d'une turbine actionnée par de la vapeur saturée, il se produit ;un abaissement de la température correspondant à la baissa de pression entraînée par cette réduction de l'admission. A 1'emplacement de la bride s'établit de ce fait, entre là fibre extérieure, chaude, et la 10 fibre intérieure, froide, une certaine différence de température qui peut être supérieure au maximum admissible, d'environ 20° C. Si l'on dépasse cette différence de température admissible, une fissure peut se produire dans la bride au voisinage du,joint d'enveloppe, entre las parties supérieure et inférieure de cet-15 te enveloppe avec, pour conséquence, un défaut drétanchéité. Or, en particulier s'il s'agit de turbines actionnées par de la vapeur saturée radio-active, toute fuite doit être évitée. L'entre bâillement de la bride peut en outre avoir pour conséquence qu'à l'emplacement des entretoises d'appui pour les 20 garnitures d'enveloppe intérieure et des rainures annulaires du plateau de tuyères, de la vapeur humide passe de l'étage à haute pression dans celui de basse pression et provoque ainsi des phén omène s d'érosi on » Le but de la présente invention est donc de réduire les 25 différences de température intervenant, en cas de réduction rapide du régime, entre la fibre extérieure et la fibre intérieure de la bride, afin d'éviter les inconvénients et les risques énoncés ci-dessus. Ce résultat est obtenu du fait que des espaces vides sont 30 ménagés dans les brides, suivant une direction sensiblement parallèle à leur contour extérieur, ces espaces étant reliés à la chambre de vapeur à l'intérieur de l'enveloppe par des canaux transversaux de diamètre plus faible. Afin de pouvoir refroidir une zone aussi étendue que- possi-35 ble de la partie comportant ' à la bride, il est avantageux que les canaux transversaux soient ménagés tant dans des plans horizontaux qu'obliquement par rapport à ces plans» Suivant une autre particularité de l'invention, il est proposé de fermer par des bouchons toute communication entre les 40 espaces vides et l'extérieur pour faire de ces espaces des 69 10732 2007422 collecteurs d'eau de condensation, la surface de leui"é" pérois ?* v correspondant sensiblement à celledu cbnfbùr' intérieur de la bride d'enveloppe. • ■ . Il est déjà connu de ménager, au moment de^î^'è^til'ée ou 5 par perçage, des espaces creux dans la zone centrale de chaque bride d'enveloppef mais ces espaces sont alors uniquement destinés à reeev.oir des moyens de chauffage qui sont amenés' par des canalisations spéciales & Dans un tel agencement/ qtèT n* à pas pour but de refroidir mais a,u contraire de chauffer la bride 10 de l'enveloppe, aucune communication n'est prévue avec l'intérieur de l'enveloppe. Une forme de réalisation de 1Jobjet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés. . la fig. . 1 représente la coupe transversale d'une bride 15 d'enveloppe de turbine. La fig. 2 montre une bride d'enveloppe de turbine en coupe suivant ma plan horizontal, suivant la ligne JL-B de la fig. 1. La fig. 3 représente, en. section agrandie, tin détail de 20 la bride d '"enveloppe montrant l'endroit où débouche à l'intérieur de cette enveloppe un canal transversal. Dans la bride d'enveloppe représentée aux fig. î et 2, dont la partie supérieure est désignée par 1a et la partie inférieure par 1b, des espaces creux 2 sont ménagés parailè-25 lement au contour extérieur et communiquent avec l'intérieur de l'enveloppe par des canaux transversaux 3. Des trous 4 sont prévus pour le boulonnage des joints, cependant que des bouchons 5 servent à obturer les espaces creux 2". Des raccords 7 de canalisations sont indiqués en traits 30 discontinus. Sur le contour intérieur de la bride d'enveloppe, des entretoises & supportent des pièces à l'intérieur de l'enveloppe ou des plateaux de tuyères."On voit sur la fig. 3 l'endroit où un canal transversal 5 débouche à l'intérieur de l'enveloppe par un embout vissé S comportant un étranglement des-35 tiné à jouer le rôle de diaphragme pour" ce"canal 5vtJnë chicane 10 sert de masque protecteur' ■ - Comme on peut le voir à là fig® "7, les'ëànau^*transversaux 3 sont" disposés tant suivant un plan "hériâôht^'qti' obliquement par rapport 'à 'celui-ci, leurs'embouchures dans îvès ëispàces creux 69 10732 2007422 2 étant situé» dans la partie supérieure âe la paroi de ces derniers» Le mode de fonctionnement du dispositif est expliqué ci-dessous. Lors du fonctionnement de la turbiné en régime station-5 naire, les espaces creux 2, qui sont constamment reliés par les canaux 3 avec un espace intérieur d**enveloppe dé même pression» sont remplis d'eau, la vapeur saturée s'y conduisant au contact de la fibre extérieure de la bridé, plus froide. Pour de rapides réductions du régime de" la turbine, par exem-10 pie si l'on passe du plein régime (100 fc) au ralenti d'entretien couvrant les besoins propres (supposé égal à 30 5S), la pression dans l'espace intérieur de l'enveloppe et, de ce fait, la température de saturation, s'abaissent fortement d'où, également, en raison de l'humidification par l'eau de condensations 15 un abaissement de la température de la fibre intérieure de la bride à une rapidité correspondante. Le dispositif conforme à l'invention garantit donc que, même au voisinage des fibres extérieures de la bride, un refroidissement se produit et que, dans la bride, des différences de 20 température inadmissibles sont évitées. Par l'abaissement de pression, l'eau de condensation accumulée dans les espaces creux 2 et dans les canaux transversaux 3 peut s'évaporer, ce qui retire de la chaleur aux parties de la bride qui les entourent. La surface des parois des espaces creux 2 doit 25 être sensiblement équivalente à celle des parois internes de la bride d'enveloppe, mouillées par l'eau condensée. On est alors assuré que le refroidissement des fibres extérieures de la bride sera du même ordre de grandeur que celui du contour intérieur de cette bride. D'autre part, afin qu'en cas de réduc» 30 tion de pression, l'eau contenue dans les espaces creux ne s'en aille pas d'un seul jet et n'empêche ainsi le processus d'éva-poration déterminant le refroidissement, des étranglements 9 tels que des diaphragmes ou des labyrinthes sont prévus aux emplacements où les canaux transversaux 3 débouchent dans 35 l'espace intérieur de l'enveloppe. Les chicanes 10, agissant comme écrans ou masques de protection, sont disposées dans l'espace intérieur dé l'enveloppe en regard des ëmbouchures de ces canaux transversaux, afin d'éviter que le liquide dé condensation sortant de ceux-ci parvienne directement sur les aubes du rotor en marche et y. provoque àeë âégâts'« En. raison de leur volume important, les espaces creux -2 obturés par les bouchons 5 jouent donc le rSle de collecteurs pour l'eau 4e condensation et, dans le cas de. fortes réductions de la pharge, refroidissent les fibres extérieures de la "bride par évapora-tion de l'eau de condensation qui s'y.trouve accumuléeo Afin que cet effet de refroidissement profite également aux parties moyennes de la bride et dans une zone aussi étendue que possible, les canaux transversaux 3 sont disposés suivant un plan horizontal et aussi suivant un plan incliné sur l'horizontale, l'avantage particulier d'une telle disposition réside dans le fait que le refroidissement de la bride dans le sens envisagé s'effectue automatiquement et se règle de lui-même, sans aucune intervention extérieure. Il existe une autre possibilité de refroidissement en ce sens que les espaces creux 2 sont reliés» par l'intermédiaire de raccords 7 à prévoir en supplément5 à des canalisations disposées à l'extérieur de l'enveloppe et qui conduisent à des espaces oà la pression est plus faible, par exemple au condenseur. Dans ces canalisations sont insérés des organes d9obturation qui, en cas de rapides réductions de charge, peuvent être ouverts à la main ou automatiquement. Bans ce cas, il se produit alors un courant de vapeur.allant, par les canaux transversaux 3 et les espaces creux 2 ainsi que par les canalisations, vers l'espace de plus faible pression, d'où, il résulte une bonne transmission de chaleur des parties chaudes de la bride vers le fluide en circulation. 69 10732 2007422 - . BE VEIl idAf ICNS t - Dispositif pour' le refroidissement. àa la bride- à lren-droit des joints d'envéloppe de- turbines à vapeur" saturée ou humide en cas d'abaissement rapide du régime, caractérisé en; ce 2 - Dispositif suivant la.revendication 1, caractérisé en ce 10 que les canaux transversaux 3 sont disposés tant suivant un plan horizontal qurobliquement par rapport à ce plan. 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les espaces creux 2 sont fermés vers l'extérieur par des bouchons 5 et servent de collecteur à l'eau de 15 condensation, la surface de leurs parois correspondant sensiblement à celle du contour intérieur de la bride d'enveloppe la, 1b» 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3» caractérisé en ce que les canaux transversaux 3 débouchent dans la partie supérieure de la paroi des espaces creux 2» de sorte 20 qu*un certain niveau d'eau puisse s'établir dans ceux-ci. 5 - Dispositif suivant l*"une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dés étranglements S sont prévus dans les canaux transversaux 3 sur le contour intérieur de la bride 1. 6 - Dispositif suivant l'une des revendications là 5, ca- 25 ractérisé en ce que des chicanes 10 sont disposées dans l'espace intérieur de l'enveloppe, devant les embouchures des canaux transversaux 3. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les espaces creux 2 sont reliés à une zone 30 de plus faible pression par 1*intermédiaire de canalisations montées à l'extérieur de l'enveloppe. 8 - Dispositif suivant lrune des revendications t, 2 et 6( caractérisé en ce que les canalisations comportent des organes d'obturation qui s'ouvrent automatiquement ou manuellement en 35 cas de réduction de la charge de la turbine*