Brevet FR2523642A1 — publié le 19830923

i Aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur La présente invention a trait a un aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur comportant des aubes disposées entre un plancher et un plafond et dont l'extrados et l'intrados sont constitués par des génératrices sensiblement rectilignes. Dans les aubages directeurs connus les génératrices constituant l'extrados et l'intrados des aubes sont orthogonales au plancher et font un angle voisin de l'angle 900 + O avec le plafond, & étant l'angle de divergence de la veine. Dans de tels aubages, les pertes secondaires sont d'autant plus importantes au voisinage du sommet de la veine que l'angle v est grand. Pour diminuer les pertes, l'aubage directeur selon la présente invention est caractérisé en ce que les génératrices des aubes forment avec le plafond et avec le plancher un angle voisin de 900 + Cette disposition introduit évidemment une perte supplémentaire au plancher par rapport à la construction classique, mais réduit substan- tiellement la perte au plafond, de telle sorte que la somme des pertes au plafond et au plancher dans l'invention est inférieure à celle de la construction classique. La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la des- cription 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 Xl Y 1 de la figure 4. La figure 6 représente une veine classique. La figure 7 représente une veine selon l'invention. La figure 1 représente une turbine à vapeur dont les veines ont une forme divergente dans le sens du flux. -2- Cette turbine comporte une succession d'aubages fixes et d'aubages mobiles. L'aubage directeur 1 du dernier étage comporte des aubes 2 dispo- sées entre un plancher 3 cylindrique et un plafond conique 4 faisant un angle P avec l'axe O C' de la turbine. Cet angle & est particulièrement important pour le dernier étage de la partie basse pression de la turbine De plus, lorsqu'on désire utiliser des aubes mobiles terminales de grande hauteur, cette diver- gence 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 & o 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 rayon e 9 o étant tangent en b à l'extrades de l'aube 2 '. Le lieu dans l'espace 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 sensiblement 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 & 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 diffère essentiellement de la section représentée à la figure 3 par le triangle as bs es, bs cs étant tracé parallèlement à ai bi (voir figure 4). -3 - L'angle as bs es du triangle as bs os est d'autant plus voisin de l'angle & que l'angle de sortie du jet G 1 S avec le front de grille est petit. En effet, plus i 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 Xl, Y 1 pratiquée sur la por- tion 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 c 8 té par l'intr- ados de l'aube 2 et de l'autre c 8 té par l'extrades 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'inter- section du bord de fuite de l'aube 2 ' par le cylindre Xl Y 1 (avec Xl 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 généra- trices sensiblement rectilignes ( 1, m, n) formant les surfaces de l'ex- trados et de l'intrados sont orthogonales au plancher et font un angle E + 900 avec le plafond 4. Sur la figure 7, l'aubage directeur est incliné de façon que les génératrices ( 1, m, n) forment avec le plafond 4 et le plancher 3 un angle-1 + 900. _ 4 - REVENDICATION Aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur comportant des aubes ( 2) disposées entre un plancher ( 3) et un plafond ( 4) et dont l'extrados et l'intrados sont constitués par des génératrices ( 1, m, n) sensiblement rectilignes, caractérisé en ce que lesdites génératrices ( 1, m, n) des aubes ( 2) forment avec le plafond ( 4) et avec le plancher ( 3), un angle voisin de 900 + i y t étant l'angle de divergence de la 2 ' veine.