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Installation de turbines à vapeur, comportant une partie formée d'une installation de turbines à vapeur existant primitivement et au moins une turbine pour vapeur à haute pression montée .ultérieurement avant cette partie.
Il est connu de monter avant des turbines exis- tantes des turbines à pression plus élevée. Ces turbines montées en avant ont pour but d'améliorer le rendement de l'installation par 1 Utilisation d'une chute de pression plus élevée. Les turbines montées en avant utilisent la chute de pression entre la pression initiale plus élevée et la pression initiale déjà employée. Les efforts les plus récents tendent à employer les pressions les plus élevées, jusqu'à la pression critique de 225 atm., tandis que jusqu' à présent les installations de vapeur étaient construites pour des pressions de 10 à 20 atm.
Ces nouvelles turbines à haute pression , qui sont également employées comme' turbines montées en avant d'installations existantes, sont des turbines spéciales faites en des matériaux convenant particulièrement pour la pression élevée et les tempé- ratures élevées, et comportant des éléments de construction appropriée, en vue de l'étanchéité des étages par rapport
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à l'arbre , etc...
Avec les pressions de vapeur usuelles jusqu'à présent, la pression était fortement abaissée dans le pre- mier étage en vue d'éviter à l'intérieur de la turbine et aux points d'étanchéiié de l'arbre par rapport à l'air extérieur des pressions trop élevées ; forte diminution dans le premier étage n'a pu toutefois se faire que moyen- nant une perte de rendement. Dans le cas du montage de tur- bines à haute pression avant des turbines existantes, la forte réduction de pression ne se justifie naturellement plus vu que dans la turbine montée en avant on utilise fréquemment des pressions plus élevées.
La présente invention a pour but d'améliorer le rendement des installations de turbines existantes. Elle atteint ce résultat, moyennant l'emploi d'au.moins une tur- bine montée en avant de l'installation de turbines existan- te, en produisant , dans la turbine montée en avant, une dé- tente de la vapeur non seulement jusqu'à la pression initia- le existante mais encore plus bas. La turbine montée en avant reprend ainsi une partie de la chute de pression de l'instal- lation de turbines existantes. Les turbines des installations existantes sont transformées dans la partie à haute pression pour autant que c'est nécessaire , de façon à pouvoir trai- ter économiquement une plus petite chute de pression.
Le dessin schématique annexé montre un exemple d'une installation de vapeur réalisée conformément à la présente invention ; 1 à 3 sont des chaudières à vapeur pour 16 atM , de pression et une température de 350 C., 4 à 6 sont des turbines à vapeur alimentées par ces chaudières. Dans le premier étage, la vapeur se détend de 15 à 5 atm. La chute de chaleur traitée vautt 64 calories. Avec la vitesse ini- tiale usuelle de 190 mètres, la turbine traiterait cette chute avec un rendement d'environ 60%. pour augmenter le
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rendement de l'installation de vapeur, en placera une chaudière à vapeur 7 à haute pression, pour 100 atm. et 450 C. 8 est là. turbine correspondante montée en avant de l'installation.
Cette turbine fonctionnera normalement > dans la conduite collectrice 9. Les chaudières 1 à 3 se- ront moins sollicitées, du fait de la quantité de vapeur fournie par la turbine 8 et peuvent être mises en partie en téserve.
La vapeur se détend alors, dans la turbine à haute pression 9, non pas jusqu'à 15 atm. mais plus bas par exemple à 8 atm. La chaudière 3 est séparée de l'ins- tallation à :batte pression par une vanne 10 et les autres chaudières par une vanne 11. La turbine à haute pression 8 et la turbine existante 6 fonctionnent en série comme une seule unité.
Dans la turbine 6, la partie à haute pression est transformée pour une pression initiale de 8 atm. de sorte que la chute de chaleur qui vaut mainte- nant environ 24 calories peut être créée avec un rendement supérieur à 75%. La turbine à haute pression 8 est en quelque sorte construite pour le rendement le plus élevé possible de sorte que la chute de pression transférée de la turbine 6 à cette turbine 8 est traitée avec un rendement d'au moins 75%; ce nouveau dispositif permet d'obtenir une amélioration importante du rendement d'en- semble. Les modifications nécessaires consisteront en général en un remplacement des boites de tuyères et des aubes du premier étage, et ne seront donc pas coûteuses.
La présente invention permet d'obtenir un autre avantage : l'étanchéité de l'arbre, dans la turbine à haute pression, doit se faire pour une pression plus pet- te, soit dans le cas présent pour 8 atm. au lieu de 15 atu pour produire cet avantage seul, la turbine à haute pres- sion pourrait être construite pour que plus petite quan- tité de vapeur que la quantité existante, ce qui aurait
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pour conséquence une diminution de puissance; La chaudière 3 peut servir de réserve pour l'ancienne installation et aussi pour la nouvelle installation. Dans le cas où la chaudière 7 à haute pression devrait être mise hors de service pendant quelques temps, on ouvrirait les vannes 10 et 11.
La chaudière 3 peut aussi être mise à contri- bution pour la nouvelle installation en vue du débit en pointe, par le fait qu'en cas de surcharge de l'installa- tion,de la vapeur est envoyée directement de la chaudière 3 à la turbine 6. La vanne 10 est alors actionnée avanta- geusement sous la dépendance du régulateur de la turbine8.
Le dispositif de réglage de la turbine 06 est de préférence conservé sans changement. Le régulateur est alors réglé pour un nombre de tours plus élevé, de façon que la soupape de réglage reste toujours ouverte et que la vapeur de la, turbine à haute pression y fait accès librement. La soupape principale d'admission dela turbi- ne 6 doit naturellement être ouverte et on prendra de préférence des mesures pour que cette soupape doive auto- matiquement être ouverte avant que la soupape principale de la turbine à haute pression soit ouverte.
REVENDICATIONS.
I. Installation de turbines à vapeur comportant une partie fermée par une installation de turbines à vapeur existant primitivement et au moins une turbine à vapeur à haute pression montée ultérieurement en avant de cette partie, caractérisée en ce que la vapeur se détend dans la turbine montée en avant, jusqu'à une pression plus basse que la pression initiale antérieurement emplyyée dans l'installation existant primitigement.
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Installation of steam turbines, comprising a part formed of an installation of steam turbines existing originally and at least one turbine for high pressure steam mounted .ultaneously before this part.
It is known practice to mount higher pressure turbines before existing turbines. The purpose of these forward-mounted turbines is to improve the efficiency of the installation by 1 Using a higher pressure drop. Forward mounted turbines use the pressure drop between the higher initial pressure and the initial pressure already in use. The most recent efforts tend to employ the higher pressures, up to the critical pressure of 225 atm., While until now steam installations have been built for pressures of 10 to 20 atm.
These new high-pressure turbines, which are also used as forward-mounted turbines for existing installations, are special turbines made of materials particularly suitable for high pressure and high temperatures, and incorporating elements of suitable construction. , with a view to sealing the floors against
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to the tree, etc ...
With the steam pressures customary until now, the pressure was greatly reduced in the first stage in order to avoid inside the turbine and at the points of the shaft being sealed against air. external pressures too high; However, a sharp reduction in the first stage could only be achieved with a loss of efficiency. In the case of mounting high pressure turbines before existing turbines, the strong pressure reduction is naturally no longer justified, since higher pressures are frequently used in the forward mounted turbine.
The object of the present invention is to improve the efficiency of existing turbine installations. It achieves this result, by employing at least one turbine mounted in front of the existing turbine installation, by producing, in the turbine mounted in front, an expansion of the steam not only. up to the existing initial pressure but even lower. The forward-mounted turbine thus takes up part of the pressure drop from the installation of existing turbines. The turbines of existing plants are converted to the high pressure part as far as necessary, so that a smaller pressure drop can be treated economically.
The attached schematic drawing shows an example of a steam installation produced in accordance with the present invention; 1 to 3 are steam boilers for 16 atM, pressure and a temperature of 350 C., 4 to 6 are steam turbines powered by these boilers. In the first stage, the steam expands from 15 to 5 atm. The heat drop treated is worth 64 calories. With the usual initial speed of 190 meters, the turbine would handle this drop with an efficiency of about 60%. to increase the
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efficiency of the steam installation, will place a steam boiler 7 at high pressure, for 100 atm. and 450 C. 8 is there. corresponding turbine mounted in front of the installation.
This turbine will operate normally> in the collecting pipe 9. The boilers 1 to 3 will be less stressed, because of the quantity of steam supplied by the turbine 8 and can be partially placed in reserve.
The steam then expands, in the high pressure turbine 9, not up to 15 atm. but lower for example at 8 atm. The boiler 3 is separated from the pressure vessel installation by a valve 10 and the other boilers by a valve 11. The high pressure turbine 8 and the existing turbine 6 operate in series as a single unit.
In the turbine 6, the high pressure part is transformed for an initial pressure of 8 atm. so that the heat drop which is now worth about 24 calories can be created with an efficiency greater than 75%. The high pressure turbine 8 is in a way built for the highest possible efficiency so that the pressure drop transferred from the turbine 6 to this turbine 8 is treated with an efficiency of at least 75%; this new device makes it possible to obtain a significant improvement in the overall efficiency. The modifications required will generally consist of replacement of the first stage nozzle boxes and vanes, and therefore will not be costly.
The present invention makes it possible to obtain another advantage: the sealing of the shaft, in the high pressure turbine, must be done for a lower pressure, ie in the present case for 8 atm. instead of 15 atu to produce this benefit alone, the high pressure turbine could be constructed so that a smaller amount of steam than the existing amount, which would have
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as a consequence a decrease in power; Boiler 3 can serve as a reserve for the old installation and also for the new installation. In the event that the high pressure boiler 7 has to be put out of service for a while, valves 10 and 11 will be opened.
Boiler 3 can also be used for the new installation in view of peak flow, since in the event of an overload of the installation, steam is sent directly from boiler 3 to turbine 6. The valve 10 is then advantageously actuated under the control of the turbine8 regulator.
The turbine adjustment device 06 is preferably kept unchanged. The regulator is then set for a higher number of revolutions, so that the regulating valve always remains open and the steam from the high pressure turbine can freely access it. The main inlet valve of the turbine 6 must of course be open, and provision will preferably be made for this valve to be automatically opened before the main valve of the high pressure turbine is opened.
CLAIMS.
I. Installation of steam turbines comprising a part closed by an installation of steam turbines existing originally and at least one high pressure steam turbine subsequently mounted in front of this part, characterized in that the steam expands in the mounted turbine forward, down to a lower pressure than the initial pressure previously employed in the original installation.