Brevet FR2505399A1 — publié le 19821112

Aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur La présente invention a trait à un aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur comportant des aubes disposées entre un plancher et un plafond définissant avec les aubes lesdites veines dans lequel les surfaces des extrados et des intrados des aubes sont sensiblement orthogonales au plancher. Dans les aubages directeurs connus les surfaces de l'extrados et de l'intrados des aubes sont constituées par des génératrices sensiblement rectilignes orthogonales au plancher et faisant un angle voisin de l'angle 900 + e avec le plafond, î étant l'angle de divergence de la veine. Dans de tels aubages les pertes secondaires sont importantes au voisinage du sommet des aubes Pour diminuer ces pertes, l'aubage directeur selon la présente invention est caractérisé en ce que les surfaces de l'intrados et de l'extrados des aubes sont sensiblement orthogonales au plafond des veines. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés. La figure 1 représente une coupe axiale d'une turbine à vapeur à veine divergente. La figure 2 représente une vue de haut de l'aubage directeur. La figure 3 représente une coupe selon la ligne A-B de la figure 2 dans le cas o la veine est cylindrique. La figure 4 représente la même coupe dans le cas o la veine est divergente. La figure 5 représente une coupe X-Y au niveau X 1 Y 1 de la figure 4. La figure 6 représente une aube classique. La figure 7 représente une aube selon l'invention. La figure 1 représente une turbine à vapeur dont les veines ont une forme divergente dans le sens du flux. Cette turbine comporte une succession d'aubage fixe et d'aubage mobile. L'aubage directeur 1 du dernier étage comporte des aubes 2 2 - disposées entre un plancher 3 cylindrique et un plafond conique 4 faisant un angle & avec l'axe 00, de la turbine. Cet angle 9 est particulièrement important pour le dernier étage de la partie basse pression de la turbine De plus, lorsque on désire utiliser des aubes mobiles terminales de grande hauteur, cette divergence est encore accentuée. Dans les turbines connues, les valeurs de O au droit de l'aubage directeur du dernier étage sont usuellement comprises entre 250 et 700. Sur la figure 2, on a représenté une vue de haut de l'aubage directeur 1 avec deux aubes consécutives 2, 2 '. La veine 3 est limitée par l'intrados de l'aube 2, l'extrados de l'aube 2 ' et par le plafond et le plancher. La distance minimale e entre les deux aubes voisines 2, 2 ' part de l'extrémité a du bord de fuite de l'aube 2 jusqu'à un point b de l'extrados de l'aube 2 '. Ce cercle de centre a et de rayonet étant tangent en b à l'extrados de l'aube 2 '. Le lieu dans "lespace sur toute la hauteur des aubes 2 et 2 ' des segments a, b donne la section minimale de passage entre les deux aubes consécutives. Lorsque l'angle O est négligeable, cette section a sensi- blement la forme d'un secteur d'anneau ai bi bs as (ai, bi étant sur le plancher et as, bs sur le plafond) compris entre le plancher 3, le plafond 4, le bord de fuite de l'aube 2 et l'extrados de l'aube 2 ' (voir figure 3). Toute coupe cylindrique XY autour de l'axe de la turbine dans le cas de la figure 3 rencontre toutes ces aubes, quel que soit l'endroit o cette coupe est pratiquée sur la hauteur des aubes. Lorsque l'angle O est important, la section de passage minimale du flux a la forme d'un quadrilatère ai bi bs as (en négligeant les courbures de ai bi sur le plancher 3, et as bs sur le plafond 4) qui différe essentiellement de la section représentée à la figure 3 par le triangle as bs es, bs es étant 3- tracé parallèlement à ai bi (voir figure 4). L'angle = as bs -s du triangle as bs es est d'autant plus voisin de l'angle v que l'angle de sortie du jet o 015 avec le front de grille est petit. En effet, plus" 1 S est petit, plus la coupe passant par a et b se rapproche de la coupe I-I. Toute coupe cylindrique XY axée sur l'axe de la turbine telle que X 2 Y 2 pratiquée à une hauteur inférieure au niveau bs es, rencontre les aubes. Par contre, toute coupe XY telle que X 1 Y 1 pratiquée sur la portion d'aube entre as et es coupe l'aube 2 mais ne coupe plus l'aube 2 ' (voir cette coupe sur la figure 5). La section de passage du flux est déterminée d'un côté par l'intrados de l'aube 2 et de l'autre côté par l'extrados de l'aube 2 ' dans une première partie b' bo, puis par le plafond de bo à b". En raison notamment de la surépaisseur bob" a (a' étant l'intersection du bord de fuite de l'aube 2 ' par le cylindre X 1 Y 1 (avec Xi Y 1 compris entre as et es), il se produit de fortes pertes lors de la détente de la vapeur traversant le triangle as bs es. Sur la figure 6, on a représenté une aube classique. Les surfaces de l'extrades et de l'intrados sont orthogonales au plancher et font un angle O + 900 avec le plafond 4 Les profils successifs des aubes sont réunis par les lignes telles que m, n, p qui ne sont jamais très éloignées d'une droite. Une aube selon l'invention est représentée à la figure 7. Les surfaces de l'extrados et de l'intrados sont orthogonales au plancher L'aube est droite jusqu'à un profil intermédiaire I puis est courbée suffisamment pour que les surfaces de l'extrados et de l'intrados soient également orthogonales au plafond. Dans l'aubage directeur selon l'invention, les triangles as bs es ont pratiquement disparu et le rendement est donc amélioré par rapport aux aubages directeurs classiques. _ 4 _ REVENDICATION Aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur comportant des aubes ( 2, 2 ') disposées entre un plancher ( 3) et un plafond ( 4), caractérisé en ce que les aubes ( 2, 2 ') sont courbées et que les surfaces de l'intrados et de l'extrados desdites aubes ( 2, 2 ') sont sensiblement orthogonales au plafond ( 4) de veine.