Brevet FR2884551A1 — publié le 20061020

La présente invention procure un procédé amélioré pour utiliser une mesure de température pour connaître la condition de la vapeur qui est utilisée aux extrémités d'arbre de turbine à vapeur, et pour permettre au système de contrôle de la température d'ajuster la température selon les besoins pour maintenir la température de vapeur d'étanchéité à l'intérieur de limites acceptables. Selon un exemple de réalisation de cette invention, la température de la vapeur d'étanchéité est mesurée directement avant qu'elle n'entre dans l'extrémité d'arbre de turbine à vapeur, en aval du collecteur d'alimentation de vapeur d'étanchéité. Les données de température sont utilisées pour identifier une température en dehors des spécifications en cet emplacement. La température mesurée peut ensuite être connectée par l'intermédiaire d'une boucle de rétroaction classique, et rentrer ainsi à l'intérieur d'une plage acceptable. Par conséquent, dans un aspect, l'invention concerne un procédé pour obtenir des lectures de température de vapeur d'étanchéité dans une turbine à vapeur dans laquelle de la vapeur est utilisée pour rendre étanches des extrémités d'arbre de turbine, comprenant les étapes consistant à (a) délivrer de la vapeur d'étanchéité sous pression à une paire de collecteurs d'étanchéité à vapeur, qui, eux-mêmes, distribuent la vapeur d'étanchéité aux extrémités d'arbre, respectivement; (b) mesurer la température de la vapeur d'étanchéité sous pression en un emplacement immédiatement adjacent à au moins une extrémité d'arbre, en aval du collecteur d'étanchéité à vapeur; et (c) utiliser les mesures de température de l'étape (b) pour assurer que la vapeur d'étanchéité sous pression soit à l'intérieur d'une plage acceptable prédéterminée. Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite plage acceptable prédéterminée est comprise entre 148,9 et 2884551 3 371,1 C (entre 300 et 700 F). Dans un mode de réalisation, ledit collecteur délivre également de la vapeur d'étanchéité à l'autre desdites extrémités d'arbre. Dans un mode de réalisation de l'invention, lesdites extrémités d'arbre sont renfermées dans des boîtes de palier d'échappement basse et haute pression, respectivement. Dans un mode de réalisation, ladite turbine à vapeur comprend des sections basse et haute pression, et ledit collecteur d'étanchéité à vapeur délivre de la vapeur d'étanchéité à des boîtes de palier d'entrée basse et haute pression disposées axialement entre lesdites sections basse et haute pression. Dans un autre aspect, l'invention concerne un procédé consistant à obtenir des lectures de température de vapeur d'étanchéité dans une turbine à vapeur dans laquelle de la vapeur est utilisée pour rendre étanche au moins une extrémité d'arbre de turbine, comprenant les étapes consistant à (a) délivrer de la vapeur d'étanchéité sous pression à une paire de collecteurs d'étanchéité de vapeur qui distribuent eux-mêmes la vapeur d'étanchéité aux extrémités d'arbre, respectivement; (b) mesurer la température de la vapeur d'étanchéité sous pression en un emplacement immédiatement adjacent à au moins l'une des extrémités d'arbre, en aval du collecteur d'étanchéité à vapeur; et (c) utiliser les mesures de température de l'étape (b) pour assurer que la vapeur d'étanchéité sous pression soit à l'intérieur d'une plage acceptable prédéterminée dans lequel la plage acceptable prédéterminée est comprise entre 148,9 et 371, 1 C (entre 300 et 700 F) ; et dans lequel au moins une extrémité d'arbre est renfermée dans une boîte de palier d'échappement basse pression. Dans un mode de réalisation, ledit collecteur délivre 2884551 4 également de la vapeur d'étanchéité à l'autre desdites extrémités d'arbre. Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite autre desdites extrémités d'arbre est renfermée dans une boîte de palier d'échappement haute pression. Dans un mode de réalisation de l'invention, ladite turbine à vapeur comprend des sections basse et haute pression et ledit collecteur d'étanchéité à vapeur délivre également de la vapeur d'étanchéité à des boîtes de palier d'entrée basse et haute pression situées axialement entre lesdites sections basse et haute pression. Dans encore un autre aspect, l'invention concerne un système d'étanchéité à vapeur pour rendre étanches des extrémités opposées d'un arbre de turbine à vapeur, comprenant un tuyau d'alimentation en vapeur d'étanchéité ; un collecteur de vapeur d'étanchéité qui reçoit de la vapeur d'étanchéité à partir du tuyau d'alimentation en vapeur d'étanchéité ; une pluralité de tuyaux de distribution pour délivrer de la vapeur d'étanchéité à partir du collecteur à une pluralité de boîtes de palier renfermant des parties de l'arbre; et un capteur de température de vapeur d'étanchéité situé, dans l'un de la pluralité de tuyaux de distribution, en aval du collecteur. Un mode de réalisation de l'invention va à présent être décrit en détail en relation avec les dessins identifiés ci-dessous. La figure 1 est une représentation schématique d'un circuit d'étanchéité à vapeur connu pour un arbre de turbine; et la figure 2 est une représentation schématique d'un circuit d'étanchéité à vapeur pour un arbre de turbine selon un exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 représente une configuration de circuit d'étanchéité à vapeur actuelle pour des extrémités d'arbre 2884551 5 ou de rotor dans une turbine à vapeur classique. De façon caractéristique, le système d'alimentation en vapeur d'étanchéité 10 est configuré de façon à rendre étanches les extrémités d'un rotor 12 d'une turbine à vapeur 14 qui comprend une section basse pression (BP) 16 et une section haute pression (HP) 18. L'extrémité du rotor 12, au voisinage de la section haute pression, est renfermée à l'intérieur d'une boîte de palier d'échappement haute pression 20, tandis que l'extrémité opposée, au voisinage de la section basse pression 16, est renfermée à l'intérieur d'une boîte de palier basse pression 22. Entre la section de turbine basse pression 16 et la section de turbine haute pression 18, le rotor est renfermé à l'intérieur d'une boîte de palier d'entrée basse pression 24 et d'une boîte de palier d'entrée haute pression 26. Un collecteur de vapeur d'étanchéité 28 est alimenté en vapeur d'étanchéité par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation de collecteur de vapeur d'étanchéité 30, et délivre de la vapeur d'étanchéité à la boîte de palier d'échappement basse pression 22 par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation de boîte de palier d'échappement basse pression 32; à la boîte de palier d'entrée basse pression 24 par l'intermédiaire d'un tuyau d'entrée basse pression 34; à la boîte de palier d'entrée haute pression 26 par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation de boîte de palier d'entrée haute pression 36; et à la boîte de palier d'échappement haute pression 20 par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation de boîte de palier d'échappement haute pression 38. Dans cette configuration connue, le capteur de température 40 utilisé pour obtenir et délivrer des lectures de températures de vapeur d'étanchéité au système de commande de température (non représenté) est situé dans le tuyau d'alimentation de collecteur de vapeur d'étanchéité 30, en amont du collecteur 28. Pour des raisons déjà indiquées, cet emplacement pour le capteur 20 n'est pas entièrement satisfaisant. Si l'on se réfère à présent à la figure 2, un système d'alimentation en vapeur d'étanchéité modifié 42 est illustré. Cette configuration est sensiblement identique au système décrit ci-dessus, à l'exception notable de l'emplacement du capteur de température de vapeur d'étanchéité. De façon plus précise, le système d'alimentation en vapeur d'étanchéité 42 est agencé de façon à rendre étanches les extrémités d'un rotor ou d'un arbre 44 s'étendant à travers une turbine à vapeur 46 comportant une section basse pression 49 et une section haute pression 50. Les extrémités du rotor sont renfermées dans une boîte de palier d'échappement basse pression 52 et une boîte de palier d'échappement haute pression 54. Entre les sections basse pression et haute pression 49, 50, le rotor 44 est renfermé dans une boîte de palier d'entrée basse pression 46 et une boîte de palier d'entrée haute pression 49. Un collecteur de vapeur d'étanchéité 56 est alimenté en vapeur d'étanchéité par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation de collecteur de vapeur d'étanchéité 58, et distribue lui-même la vapeur d'étanchéité à la boîte de palier d'échappement basse pression 52, par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation de boîte de palier d'échappement basse pression 60; à la boîte de palier d'entrée basse pression 46, par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation de boîte de palier d'entrée basse pression 62; à la boîte de palier d'entrée haute pression 48, par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation - de boîte de palier d'entrée haute pression 64; et à la boîte de palier d'échappement haute pression 54, par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation de boîte de palier d'échappement haute pression 66. Cependant, dans ce cas, le capteur de température 68 est situé au voisinage de l'extrémité d'arbre et de la boîte de palier 2884551 7 d'échappement basse pression 52, dans le tuyau d'alimentation d'échappement basse pression 60, en aval du collecteur 56. L'emplacement procure une meilleure précision vis-à--vis des lectures de température de vapeur d'étanchéité utilisées pour obtenir, par l'intermédiaire d'une configuration de boucle de rétroaction qui est, par ailleurs, classique, des températures de vapeur d'étanchéité à l'intérieur de limites acceptables, par exemple entre 148,9 et 371,1 C (entre 300 et 700 F). Bien que l'invention ait été décrite en relation avec ce qui est actuellement considéré comme étant la réalisation la plus pratique et préférée, on doit comprendre que l'invention ne doit pas être limitée à la réalisation décrite. 2884551 8 LISTE DES PARTIES Système d'alimentation en vapeur d'étanchéité 10 Rotor 12 Turbine à vapeur 14 Section basse pression (BP) 16 Section haute pression (HP) 18 Boîte de palier d'échappement haute pression 20 Boîte de palier basse pression 22 Boîte de palier d'entrée basse pression 24 Boîte de palier d'entrée haute pression 26 Collecteur de vapeur d'étanchéité 28 Tuyau d'alimentation de collecteur de vapeur d'étanchéité 30 Tuyau d'alimentation de boîte de palier d'échappement basse pression 32 Tuyau d'entrée basse pression 34 Tuyau d'alimentation de boîte de palier d'entrée haute pression 36 Tuyau d'alimentation de boîte de palier d'échappement haute pression 38 Capteur de température 40 Système d'alimentation en vapeur d'étanchéité 42 Rotor ou arbre 44 Turbine à vapeur 46 Section basse pression 49 Section haute pression 50 Boîte de palier d'échappement (et extrémité d'arbre) basse pression 52 Boîte de palier d'échappement (et extrémité d'arbre) haute pression 54 Collecteur de vapeur d'étanchéité 56 Tuyau d'alimentation de collecteur de vapeur d'étanchéité 58 Tuyau d'alimentation de boîte de palier d'échappement basse pression 60 2884551 9 Tuyau d'alimentation de boîte de palier d'entrée basse pression 62 Tuyau d'alimentation de boîte de palier d'entrée haute pression 64 Tuyau d'alimentation de boîte de palier d'échappement haute pression 66 Capteur de température 68 2884551 10 REVENDICATIONS 1. Procédé pour obtenir des lectures de température de vapeur d'étanchéité dans une turbine à vapeur (46) dans laquelle de la vapeur est utilisée pour rendre étanches des extrémités d'arbre de turbine (52, 54), comprenant les étapes consistant à : (a) délivrer de la vapeur d'étanchéité sous pression par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation (58) à un collecteur d'étanchéité à vapeur (56) qui distribue lui- même la vapeur d'étanchéité auxdites extrémités d'arbre, respectivement; (b) mesurer la température de la vapeur d'étanchéité sous pression en un emplacement immédiatement adjacent à au moins l'une desdites extrémités d'arbre (52), en aval dudit tuyau d'alimentation (58) ; et (c) utiliser les mesures de température de l'étape (b) pour assurer que ladite vapeur d'étanchéité sous pression soit à l'intérieur d'une plage acceptable prédéterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite plage acceptable prédéterminée est comprise entre 148,9 et 371,1 C (entre 300 et 700 F). 3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit collecteur (56) délivre également de la vapeur d'étanchéité à l'autre desdites extrémités d'arbre. 4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel lesdites extrémités d'arbre sont renfermées dans des boîtes de palier d'échappement basse et haute pression (52, 54), respectivement. 5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ladite turbine à vapeur comprend des sections basse et haute pression (49, 50), et en ce que ledit collecteur d'étanchéité à vapeur (56) délivre de la vapeur d'étanchéité à des boîtes de palier d'entrée basse et haute pression (46, 48) disposées axialement entre lesdites sections basse et haute pression. 2884551 11 6. Procédé pour obtenir des lectures de température de vapeur d'étanchéité dans une turbine à vapeur dans laquelle de la vapeur est utilisée pour rendre étanche au moins une extrémité d'arbre de turbine, comprenant les étapes consistant à : (a) délivrer de la vapeur d'étanchéité sous pression par l'intermédiaire d'un tuyau d'alimentation (58) à un collecteur d'étanchéité à vapeur (56) qui distribue lui-même la vapeur d'étanchéité auxdites extrémités d'arbre (52, 54), respectivement; (b) mesurer la température de la vapeur d'étanchéité sous pression en un emplacement immédiatement adjacent à au moins l'une desdites extrémités d'arbre (52), en aval dudit tuyau d'alimentation (58) et (c) utiliser les mesures de température de l'étape (b) pour assurer que ladite vapeur d'étanchéité sous pression soit à l'intérieur d'une plage acceptable prédéterminée; ladite plage acceptable prédéterminée est comprise entre 148,9 et 371,1 C (entre 300 et 700 F) ; et ladite extrémité d'arbre au nombre d'au moins une (52) est renfermée dans une boîte de palier d'échappement basse pression. 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel ledit collecteur délivre également de la vapeur d'étanchéité à l'autre desdites extrémités d'arbre (54). 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel ladite autre desdites extrémités d'arbre (54) est renfermée dans une boîte de palier d'échappement haute pression. 9. Procédé selon la revendication 6, dans lequel ladite turbine à vapeur comprend des sections basse et haute pression (49, 50), et en ce que ledit collecteur d'étanchéité à vapeur délivre également de la vapeur d'étanchéité à des boîtes de palier d'entrée basse et haute pression (46, 48) situées axialement entre lesdites 2884551 12 sections basse et haute pression. 10. Système d'étanchéité à vapeur (42) pour rendre étanches des extrémités opposées d'un arbre de turbine à vapeur (44), comprenant un tuyau d'alimentation en vapeur d'étanchéité (58) ; un collecteur de vapeur d'étanchéité (56) qui reçoit de la vapeur d'étanchéité à partir dudit tuyau d'alimentation en vapeur d'étanchéité ; une pluralité de tuyaux d'alimentation additionnels (60, 62, 64 et 66) pour délivrer de la vapeur d'étanchéité à partir dudit collecteur (56) à une pluralité de boîtes de palier (46, 48, 52, 54) renfermant des parties dudit arbre; et un capteur de température de vapeur d'étanchéité (68) situé, dans l'un de ladite pluralité de tuyaux de distribution, en aval dudit tuyau d'alimentation de vapeur d'étanchéité.