Brevet FR2824870A1 — publié le 20021122

:j 1 2824870 Disque de rotor basse pression de turbine à vapeur équipé d'ailettes montées chacune sur le disque avec une fixation crantée dite à pied de sapin La présente invention concerne un disque de rotor basse pression de turbine à vapeur équipé d'ailettes montées chacune sur le disque avec une fixation crantée dite à pied de sapin venant se loger dans une rainure du disque entre deux dents ayant des parois crantées complémentairement aux crans du pied de sapin, et retenant radialement l'ailette, les ailettes étant maintenues axialement par un jonc d'arrêt axial inséré dans une rainure annulaire à profil en T mordant à la fois dans la partie pleine du disque et dans la succession alternée des pieds de sapin des ailettes et des dents du disque. Les dents du disque sont soumises à des efforts centrifuges très importants et sont le siège de concentrations de contraintes locales très élevées particulièrement à la base des dents sur la face concave de la rainure, du côté de la face du disque o est usinée la rainure annulaire pour la mise en place du jonc d'arrêt axial des ailettes. La présente invention a pour but une disposition permettant une diminution de ces contraintes locales. L'invention a ainsi pour objet un disque de rotor basse pression de turbine à vapeur tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que chaque dent est percée à sa base, dans une zone soumise à un pic local de contraintes, d'un trou à partir de la face du disque o est usinée ladite rainure annulaire en T. à un niveau o il la croise et de façon à déboucher dans la rainure séparant deux dents consécutives. Selon une autre caractéristique, ledit trou est percé parallèlement à l'axe du disque et débouche dans la rainure entre deux dents consécutives, en fond de cran. On va maintenant donner la description d'un exemple de mise en _uvre de l'invention en se reportant au dessin annexé dans lequel: La fig. 1 montre une vue en perspective d'un disque de rotor basse pression d'une turbine à vapeur sur lequel une seule ailette est mise en place et sur lequel quelques rainures seulement d'attaches d'ailettes sont représentées. 2 2824870 La fig. 2 est une vue partielle en perspective montrant quelques dents du disque rotorique avec dans l'une d'entre elles un rondin pour figurer le perçage de la base de la dent selon la disposition de l'invention pour réduire les pics de contraintes locales de cette zone sur chaque dent. La fig. 3 est une vue agrandie de la fig. 2. La fig. 4 montre le détail A de la fig. 2: ii s'agit de la section de la rainure annulaire à profil en T faite dans le disque à la base des dents pour y placer un jonc de retenue axial des ailettes. La fig. 5 est une vue agrandie en perspective montrant deux dents du disque et sous un angle montrant le débouché, dans la rainure entre deux dents, du trou fait à la base de la dent. La fig. 6 est une vue partielle de la périphérie du disque montrant l'emplacement du perçage de chaque dent. La fig. 7 est une coupe selon AA de la fig. 6. La fig. 8 est un agrandissement du détail B de la fig. 7. La fig. 9 est une portion agrandie de la fig. 6. La fig. 10 est une coupe selon X-X de la fig. 9 (plan parallèle à l'axe du disque). La fig. 11 montre isolément le plon de bouchage montré en place fig. 10. En se reportant aux figures, on voit un rotor basse pression d'une turbine à vapeur comprenant un disque 1 d'axe sur lequel sont montées des ailettes, telle que l'ailette 2 représentée fig. 1. Les ailettes telles que 2 ont une racine crantée de fixation 3 dite en pied de sapin venant se loger dans des rainures complémentaires 4 du disque 1. La matière restant entre les rainures 4 forment des dents 5 comportant des crans 6 (fig. 2, 3 et 5) complémentaires des crans des pieds de sapin. Dans l'exemple représenté, les dents 5 et pieds de sapin 3 sont curvilignes comme on le voit bien sur les fig. 1, 2 et 7, mais ils pourraient être rectilignes. Pour la fixation axiale des ailettes 2, le disque 1 comporte sur sa face 7 de sortie de vapeur une rainure annulaire 8 à section en T comme le montre la fig. 4. Cette rainure, faite à la base des ailettes, comporte une branche 9 3 2824870 parallèle à l'axe et deux branches perpendiculaires à l'axe A: 10 et 11, la branche 11 étant usinée dans la partie pleine du disque et la branche 10 dans la base des dents 5 et aussi dans les pieds de sapin des ailettes entre deux dents consécutives. Pour l'arrét axial des ailettes 2, un jonc d'arrét axial en deux parties 1 2A, 1 2B (fig. 10) est inséré selon la manière habituelle dans cette rainure annulaire 8. Les deux parties 12A et 12B sont en fait en plusieurs segments ensuite soudés, mais ceci est bien connu. La zone en biseau 13 hachurée en traits croisés fig. 8, qui se trouve à la base de chaque dent 5 à l'intersection de la rainure 4 entre deux dents et de la rainure annulaire 8 repéré B fig.7 et montrée en vue agrandie fig. 8, est le siège d'un pic élevé de contraintes. Selon l'invention, pour réduire ce pic de contraintes et supprimer le risque de dogradation des dents, on réalise un trou 14 percé perpendiculairement à la face 7 du disque 1 à la base de chaque dent comme repéré fig. 6 de façon à oter cette zone 13. Le perçage de ce trou 14, pratiqué de l'extérieur, croise donc la branche 10 de la rainure annulaire 8 en T avant d'atteindre la zone 13 à enlever. Le rondin 15, fig. 2 et 3, schématise un tel perçage et montre qu'il débouche dans une rainure 4 entre deux dents 5 et en fond de cran 16 du dernier cran 6, comme le montre bien la trace 17 du débouché du trou 14, fig. 5. Le diamètre du trou 14 est par exemple de 7 mm environ. Un calcul aux éléments finis trois dimensions a permis de mettre en évidence une diminution des contraintes locales de 50 %. Les trous 14 apparents sur le flanc 7 du disque peuvent éventuellement être bouchés par des pions tels que celui 18 montré fig. 10. Le pion 18 montré isolément fig. 11 est vu en place fig. 10 qui est une coupe selon X-X de la fig. 9, c'est-à-dire par un plan perpendiculaire à la face 7 du disque 1 et contenant l'axe et l'axe du trou 14. Ce pion est maintenu en place par le jonc d'arrêt axial 12A, 12B et est placé bien entendu avant l'introduction du jonc. La mesure est extrêmement simple puisqu'il s'agit de simples perçages faits avec un foret. Dans le cas o les rainures 4, ou pieds de sapin 3 correspondants, sont rectilignes et non inclinées par rapport à l'axe du disque, il est alors nécessaire de percer non pas perpendiculairement à la face 7 du disque 4 2824870 mais obliquement de façon à déboucher dans les rainures 4 entre deux dents consécutives. Dans ce Gas, le perçage est alors fait à la fraise. 2824870 REVENDICATIONS 1. Disque (1) de rotor basse pression de turbine à vapeur équipé d'ailettes (2) montées chacune sur le disque avec une fixation crantée dite à pied de sapin (3) venant se loger dans une rainure (4) du disque entre deux dents (5) ayant des parois crantées complémentairement aux crans du pied de sapin et retenant radialement l'ailette, les ailettes étant maintenues axialement par un jonc d'arrêt axial (12A, 12B) inséré dans une rainure annulaire (8) à profil en T mordant à la fois dans la partie pleine du disque et dans la succession alternée des pieds de sapin des ailettes et des dents du disque, caractérisé en ce que chaque dent (5) est percée à sa base, dans une zone soumise à un pic local de contrainte, d'un trou (14) à partir de la face (7) du disque o est usinée ladite rainure annulaire en T (8) à un niveau o il la croise et de façon à déboucher dans la rainure (4) séparant deux dents consécutives (5). 2. Disque de rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit trou (14) est percé parallèlement à l'axe du disque et débouche dans la