Brevet FR2529622A1 — publié le 19840106

Turbine-po Mpe multi-étages de haute-chute La présente invention concerne un perfectionnement aux turbines- pompes multiétages de haute chute utilisées dans l'industrie hydroélec- trique. Dans les turbines-pompes inul tiétages de haurte-chute connues actuel- lement, le rotor est munrté nuir deux nealiers hyrdnqaun des paliers étant situé à la partie su-pnz eure, et l'autre à la:partie inf èrieure Le palier inférieur es-t mon-te sur le ccou-de d'apirtiin de la turbine-, et au- dessus de celui-ci z-t:o uc un, joint= 3 byrinthe qui eset cliargé; de -faire l'étanchéiti entre lr t le coude d' aspir ation, Ce Joi nt-laby- rinthe entraire un su n ec ietamxial fieportante ce qui 9 Iz' un entraxe entre Ie Z dcrrpiler aez 22 Pnotn endlant les marches c régimecraruc Lrail anp E Ic _Tt Faurz 1 icu rouesd JV 5 T Opw:antes poussées ra- di.alez; entrainaent en ralcon d et Gn Lrra Ia imotat Ces dcuai uxr la ligne d' aebïrc-s l Zn cci sequtence, il est -nécessaire de préavoir, ei nieudes è 5 ns'lb'rshquipant les roues, des jeuxe assez ipr tants, ce qui z Tha Th es pertes par fuitc mess i Mntnts et se tra- duit finaleme Mt par une perte dîe rnectde la ae Par ailleurs, cctte auqtuentat-ion des flèches dérna Lyniues,aus bien en régire norna-l ç 2 euc régim-e 1-rnnsioiore, constîitue uon facteur d'augmentation des usures des d-iv 1 eîrs joints-labyrinthe, a L si cns' n facteur d'augmentation des bruits Enfin, cour réduire cette f Elèchie dyna- mique, il faudrait remonter le palier hdoyaiu inférieur, ce ouit entrajnerait une augmentation de l'angle du cône intérieur au coude, et conduirait à un tracé extérieur de ce coude plus encombrant A sect Lion de passage égale Ce nouveau tracé de coude n'éstant pas optimal entrainsi- % rait des phénomènes de cavitation avec les usures qui en découlent, ai'nsi qu'une perte de rendement. La présente invention permet de pallier ce genre d'inconvénients et donc de réaliser uns t 1 urbinie-pompe de haute-chute dont l'en-trwaxe ef- fectif entre les maliers-sunpprt d'arbre est réduit au ïlini 1 Lnen ce qui permet en particulier d'utiliser Dour la machine des joints- labyrintche à jeux réduits, et ce qui peut permettre en outre de modifier les di- verses dimensions des éléments de le machine de 2 açon à réaliser un com- promis optimum entre l'entraxe, le diamètre de l'arbre, et l'angle du cône intérieur au coude d'aspiration. La turbine-pompe multiétages de haute-chute conforme à l'inven- tion est caractérisée en ce qu'elle comporte, en remplacement du joint chargé de l'étanchéité entre l'arbre et le coude d'aspiration,un palier hydrostatique alimenté en eau à partir de la conduite haute-pression. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront plus clairement à l'aide de la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence aux dessins annexes dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une turbine-pompe bi-étages conforme à 1 l invention la figure 2 est une vue agrandie du palier hydrostatique mis en place sur la turbine-pompe de la figure la confozmément à 1 'invention; la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne 11 I-111 de la figu- re 2. r la ficye 1, la référence i M=Sec conre c Instituant un des l e e -ei ls de la ?arte ra -:e ou Btorn, de la machine. De sanu Lirn -*ast- ?e, ce( 2 =bú ecs s-pi 3 r at par d'rne art Ln palier su- psreur hydrodye ln, ' li ' fi au úlaue supé'xilnn 3 de la machine, et d'autre part -i-i n_,ynau tre ainfer eer p 4 ix é sur le coude d ' aspiration 5. De nanière trus cles ique égaeiment, la turbine-pompe bi-étages représentée coporte une coadte 6 aut-ression 6, ne bache de distri- bution 7, une roua s upérieeure 3,n canal de retour 9, une roue inférieu- re 10, et um flasuie inférieu I porttant Le coude d'aspiration 5. Conformément ')invention, le Joint-labyrinthe, normalement si- tué au-dessus du paier inférieur 4 et chargé de faire l'étanchéité en- tre le coude d'aspiration 5 et l'aztrn 1, est remplacé par un palier hydrostatique 12 dont les poches d'eau 13:ont alimentées en eau sous forte ?ression a partir de la conduite é-aute-pression 6 à l'aide de canalisations 14 L;eau y est achemin&e au paller hydrostatique 12 éven- tuellement à travers un dispositif de contrôle de débit 15 en cas de très haute chute et un filtre 26 en cas d'eau chargée d'impuretés. En se reportant également aux figures 2 et 3, on voit que le pa- lier hydrostatique 12 comporte, de manière classique, une série de po- ches 13 L'eau sortant des poches forme un film 36 sur toute la surface du palier Chacune des poches 13 est reliée à la canalisation générale d'alimentation en eau 14 par des conduites individuelles 16 comportant chacune un dispositif de contrôle de débit 17 De manière classique, 3 2529622 les dispositifs de contrôle de débit tels que 15 et 17 sont chacun cons- titués par une ou des membrane(s) percée(s) d'un ou plusieurs orifice(s) calibré(s). On s'aperçoit finalement, que grâce à la construction conforme à l'invention, l'entraxe effectif entre les paliers supérieur et inférieur passe de la valeur LI porté sur la figure i à la valeur L 2 inférieure à LI, ceci étant du au fait que le palier hydrostatique 12 joue non seule- ment le rôle de joint mais encore le rôle de palier. Dans l'exemple préférentiel de réalisation qui vient d'être dé- crit, on a préféré conserver, pour des raisons mécaniques évidentes, le palier hydrodynamique inférieur 4 Il va de soi que l'on pourrait égale- ment, en particulier dans le cas de petites machines, supprimer totale- ment le palier 4, et remplacer alors l'ensemble, constitué normalement par ce palier inférieur et son joint-labyrinthe associé, parle palier hydrostatique 12. REVENDICATION Turbine-pompe multiétages de haute-chute, caractérisée en ce qu'elle comporte, en remplacement du joint chargé de l'étanchéité en- tre l'arbre ( 1) de la turbine-pompe et son coude d'aspiration( 5), un pa- lier hydrostatique( 12) alimenté en eau à partit de la conduite haute- pression( 6) de ladite turbine-pompe.