Brevet FR2736088A1 — publié le 19970103

La présente invention a pour objet une turbine à vapeur, du type comprenant un rotor muni de roues, disposé à l'intérieur d'un stator composé d'un demi-stator supérieur et d'un demi-stator inférieur comportant une chambre d'admission de vapeur à l'entrée de laquelle est disposé un ensemble de distribution et d'injection de vapeur. Dans ce type de turbine à vapeur, l'ensemble de distribution et d'injection de vapeur est généralement logé à l'intérieur du demi-stator inférieur et est fixé sur celui-ci au moyen de vis de serrage. Cette disposition dans laquelle le bloc distributeur d'admission de vapeur est fixé à l'intérieur du demi-stator inférieur présente des inconvénients lors d'opérations de maintenance ou de remplacement d'éléments défectueux de la turbine à vapeur. En effet, pour effectuer ce genre d'opérations, il est nécessaire de désolidariser le demi-stator supérieur du demi-stator inférieur, puis de sortir de son logement le rotor muni de ses roues. Ensuite, le demi-stator inférieur est vidé de tout élément rotorique de façon à permettre l'accès au bloc distributeur d'admission de vapeur. Ce type d'intervention nécessite donc de nombreuses opérations de démontage et de remontage ainsi que des précautions d'usage telles que le maintien de la qualité des surfaces composant le plan de joint entre le demi-stator supérieur et le demi-stator inférieur et la mise en conformité des couples de serrage appliqués à l'ensemble du stator, ce qui entraîne un temps d'arrêt de la turbine à vapeur pouvant varier entre quatre à six jours. L'invention a pour but d'éviter ces inconvé nients en proposant une turbine à vapeur dont l'agencement permet de réduire le temps d'arrêt de ladite turbine lors d'interventions de maintenance ou de remplacement d'éléments défectueux. L'invention a donc pour objet une turbine à vapeur comprenant un rotor muni de roues, disposé à l'intérieur d'un stator composé d'un demi-stator supérieur et d'un demi-stator inférieur comportant une chambre d'admission de vapeur, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens indépendants de distribution et d'injection de vapeur logés par coulissement dans un alésage ménagé à la partie inférieure du demi-stator inférieur et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de la turbine. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - les moyens indépendants de distribution et d'injection de vapeur comprennent, d'une part, une tuyère de forme allongée comportant un canal et à l'une de ses extrémités une bride de fixation sur une extrémité de l'alésage du demi-stator inférieur et à l'autre de ses extrémités une bride de support de ladite tuyère dans ledit alésage et, d'autre part, un bloc distributeur de vapeur dans la chambre d'admission, fixé sur ladite bride de support, - la bride de fixation comporte un rebord de centrage sur un lamage formé sur l'entrée de l'alésage du demi stator-inférieur, - la tuyère comporte une chambre de sortie de vapeur dans laquelle débouche le canal et communiquant avec la chambre d'admission par ledit bloc distributeur de vapeur, - le bloc distributeur de vapeur est constitué par une grille en forme de secteur angulaire fixée sur la bride de support de la tuyère et s'étendant perpendiculairement à l'axe de la chambre de sortie de ladite tuyère, - la grille du bloc distributeur de vapeur comporte des orifices calibrés, - les orifices calibrés sont ménagés dans des inserts rapportés sur la grille, - les orifices calibrés sont ménagés directement dans l'épaisseur de la grille, - la bride de support de ladite tuyère comporte à sa partie inférieure un bossage muni d'une rainure longitudinale parallèle à l'axe de la tuyère et dans laquelle est fixée une clavette destinée à coopérer avec une rainure de section correspondante à ladite clavette, ménagée dans un bossage situé au niveau de la génératrice inférieure de l'alésage dudit demi-stator inférieur, - l'alésage du demi-stator inférieur comporte, à son extrémité opposée à celle recevant la bride de fixation de la tuyère, une tape de visite. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue partielle en coupe d'une turbine à vapeur selon l'invention, - la Fig. 2 est une vue en coupe partielle selon la ligne 2-2 de la Fig. 1, - la Fig. 3 est une vue en coupe selon la ligne 3-3 de la Fig. 2, - la Fig. 4 est une vue de dessus à plus grande échelle de la tuyère. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement et partiellement une turbine à vapeur qui comprend un rotor 1 muni de roues 2, disposé à l'intérieur d'un stator désigné dans son ensemble par la référence 3. Le stator 3 se compose d'un demi-stator supérieur 3a et d'une demi-stator inférieur 3b comportant une chambre 4 d'admission de vapeur. Ainsi, que représenté sur les Figs. 1 et 2, la turbine à vapeur comporte des moyens 10 de distribution et d'injection de vapeur. Ces moyens 10 de distribution et d'injection de vapeur sont indépendants du demi-stator inférieur 3b et sont logés par coulissement dans un alésage 5 ménagé à la partie inférieure dudit demi-stator inférieur 3b et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de la turbine à vapeur. Ainsi que représenté sur les Figs. 2 à 4, les moyens 10 de distribution et d'injection de vapeur dans la chambre d'admission 4 comprennent une tuyère 11 de forme générale allongée comportant un canal 12 et à l'une de ses extrémité une bride de fixation 13 sur une extrémité de l'alésage 5 du demi-stator inférieur 3b et à l'autre de ses extrémités une bride de support 14 dans ledit alésage 5, comme on le verra ultérieurement. Comme représenté à la Fig. 2, la bride de fixation 13 de la tuyère 11 comporte un rebord 15 de centrage sur un lamage 6 formé au niveau de l'entrée de l'alésage 5 du demi-stator inférieur 3b. La bride de fixation 13 de la tuyère 11 est maintenue en place sur le demi-stator inférieur 3b au moyen de boulons 16. D'autre part, une conduite 7 d'admission de vapeur est fixée au moyen de boulons 8 sur la bride de fixation 13 et dans l'axe du canal 12 pour alimenter ce canal en vapeur. La tuyère 11 comporte une chambre de sortie 17 dirigée perpendiculairement à l'axe du canal 12 et dans laquelle débouche ledit canal 12. Par ailleurs, les moyens 10 de distribution et d'injection de vapeur comprennent un bloc distributeur de vapeur 20 fixé sur la bride de support 14 de la tuyère 11 et qui met en communication la chambre de sortie 17 de ladite tuyère 11 avec la chambre d'admission 4. Ce bloc distributeur de vapeur 20 est constitué par une grille 21 en forme de secteur angulaire fixée sur la bride de support 14 de la tuyère 11 et s'étendant perpendiculairement à l'axe du canal 12 de ladite tuyère 11. Comme représenté à la Fig. 3, la grille 21 est maintenue en place sur la face de la bride de support 14 au moyen de vis de fixation 22 qui sont montées en alternance et en opposition permettant ainsi d'assurer un serrage efficace tout en s'affranchissant d'un espace libre environnant qui est relativement restreint. La grille 21 du bloc distributeur de vapeur 20 comporte des orifices calibrés 23 ménagés dans des inserts 24 rapportés sur ladite grille 21. Selon une variante, les orifices calibrés 23 sont ménagés directement dans l'épaisseur de la grille 21. Ces orifices 23 possèdent une forme quelconque, mais qui présentent une section de passage calibrée correspondant à un débit de vapeur désiré. La bride de support 14 de la tuyère 11 comporte à sa partie inférieure un bossage 25 muni d'une rainure longitudinale 26 ouverte à ces deux extrémités et présentant une section transversale de forme rectangulaire. Dans la rainure longitudinale 26 est fixée au moyen de vis, non représentées, une clavette 27. La partie de la clavette 27 située à l'exté- rieur de la rainure 26 coopère avec une rainure 28 de section correspondante à ladite clavette 27 et ménagée dans un bossage 29 situé au niveau de la génératrice inférieure de l'alésage 5 du demi-stator inférieur 3b. Cet assemblage par la clavette 27 permet à la tuyère 11 une libre dilatation dans le sens transversal par rapport à l'axe longitudinal de la turbine et un maintien en position longitudinale par rapport à l'axe longitudinal de ladite turbine. Ainsi, que représenté à la Fig. 2, l'alésage 5 du demi-stator inférieur 3 comporte, à son extrémité opposée à celle recevant la bride de fixation 13 de la tuyère 11, une tape de visite 30 fixée sur le demi-stator inférieur 3b par des organes de serrage de type classique, non représentés. L'ensemble constitué par la tuyère 11 et le bloc distributeur de vapeur 20 est donc indépendant du demi-stator inférieur 3b et logé dans ce demi- stator inférieur 3b par coulissement dans l'alésage 5 de telle manière que la clavette 27 vienne glisser dans la rainure 28 ménagée dans cet alésage 5. Grâce à cette disposition, pour retirer la tuyère 11 et le bloc distributeur de vapeur 20, afin d'effectuer des opérations de maintenance ou examiner et remplacer la tuyère 11, il suffit de dévisser les boulons 16 et d'extraire ladite tuyère 11, sans avoir à déposer l'ensemble des boulons reliant les deux demi-stators et sans avoir à démonter et à manutentionner le demi-stator supérieur et ensuite le rotor complet. Dans ces conditions, le temps nécessaire pour pouvoir intervenir est de l'ordre d'une journée alors qu'il était dans l'état de la technique de quatre à six jours d'intervention. De plus, une visite d'inspection par exemple au niveau du bloc distributeur de vapeur ou une vérification du positionnement du rotor par rapport au bloc distributeur d'admission de vapeur peut être effectué en retirant la tape de visite 30 pour pouvoir accéder directement à l'endroit désiré en utilisant des moyens embarqués comme par exemple une caméra ou une sonde endoscopique ou tout autre moyen adapté. REVEND I CAT I ONS 1. Turbine à vapeur comprenant un rotor (1) muni de roues (2), disposé à l'intérieur d'un stator (3) composé d'un demi-stator supérieur (3a) et d'un demistator inférieur (3b) comportant une chambre (4) d'admission de vapeur, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (10) indépendants de distribution et d'injection de vapeur logés par coulissement dans un alésage (5) ménagé à la partie inférieure du demi-stator inférieur (3b) et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal de la turbine. 2. Turbine à vapeur selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (10) indépendants de distribution et d'injection de vapeur comprennent, d'une part, une tuyère (11) de forme allongée comportant un canal (12) et à l'une de ses extrémités une bride de fixation (13) sur une extrémité de l'alésage (5) du demistator inférieur (3b) et à l'autre de ses extrémités une bride de support (14) de ladite tuyère (11) dans ledit alésage (5) et, d'autre part, un bloc distributeur de vapeur (20) dans la chambre d'admission (4), fixé sur ladite bride de support (14). 3. Turbine à vapeur selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bride de fixation (13) comporte un rebord (15) de centrage sur un lamage (6) formé sur l'entrée de l'alésage (5) du demi-stator inférieur (3b). 4. Turbine à vapeur selon la revendication 2, caractérisée en ce que la tuyère (11) comporte une chambre de sortie (17) dans laquelle débouche le canal (12) et communiquant avec la chambre d'admission (4) par ledit bloc distributeur de vapeur (20). 5. Turbine à vapeur selon les revendications 2 et 4, caractérisée en ce que le bloc distributeur de vapeur (20) est constituée par une grille (21) en forme de secteur angulaire fixée sur la bride de support (14) de la tuyère (11) et s'étendant perpendiculairement à l'axe de la chambre de sortie (17) de ladite tuyère (11). 6. Turbine à vapeur selon la revendication 5, caractérisée en ce que la grille (21) du bloc distributeur de vapeur (20) comporte des orifices calibrés (23). 7. Turbine à vapeur selon la revendication 6, caractérisée en ce que les orifices calibrés (23) sont ménagés dans des inserts (24) rapportés sur la grille (21). 8. Turbine à vapeur selon la revendication 6, caractérisée en ce que les orifices calibrés (23) sont ménagés directement dans l'épaisseur de la grille (21). 9. Turbine à vapeur selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bride de support (14) comporte à sa partie inférieure un bossage (25) muni d'une rainure longitudinale (26) parallèle à l'axe de la tuyère (11) et dans laquelle est fixée une clavette (27) destinée à coopérer avec une rainure (28) de section correspondante à ladite clavette (27), ménagée dans un bossage (29) situé au niveau de la génératrice inférieure de l'alésage (5) du demi-stator inférieur (3b). 10. Turbine à vapeur selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'alésage (5) du demi-stator inférieur (3b) comporte, à son extrémité opposée à celle recevant la bride de fixation (13) de la tuyère (11), une tape de visite (30).