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perfeetionnements dans les turbo-génératrices.
La présente invention est relative des perfectionnements dans la construction des groupes turbo-générateurs et concerne plus. particulièrement de semblables groupes présentant un grand débit et tournant à de grandes vitesses.
Le but de l'invention est de fournir un groupe turbo- générateur susceptible d'être fabriqué et monte aconomiquement et dans lequel on réalise en même temps une reduction impor- tante des pertes de vapeur d'echappement.
Conformément à la présente invention il est prevu, dans un groupe formant turbo-génératrice et plus particulièrement propre à de grands débits et à une rotation à grande vitesse,
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un passage s travers lequel s'écoule la vapeur d'échappement sortant de la turbine et entrant dans on condenseur, ce pas- sage enveloppant périphériquement la génératrice dynamo elec- trique actionnée par la turbine.
Le groupe turbot-générateur peut comporter deux generatri- ces dynamo-électriques disposées symétriquement par rapport à une turbine, les deux génératrices etant logées dans des po- ches ou chambres faisant saillie à l'intérieur de la chambre ou culotte d'échappement pour la vapeur de la turuine, de ma- nière qu'elles se trouvent en contact periphériquement avec la vapeur d'échappement.
Le condenseur sera de préférence disposé de manière que la chambre (3'échappement pour la. vapeur de la turbine entoure ledit condenseur si bien que lesdites vapeurs d'échappement peuvent s'écouler radialement partous les côtés dans les fais- ceaux tubulaires du condenseur. Les faisceaux tubulaires du condenseur sont subdivisés en deux groupes de tubes, l'un des groupes entourant l'autre, et le groupe intérieur étant dis- posé excentriquement à l'intérieur du groupe extérieur.
L'invention sera décrite ci-après plus en détail avec référence aux dessins annexés qui en représentent une forme d'exécution à, titre d'exemple, et dans lesquels:
La figure 1 est une coupe-élévation longitudinale d'un groupe turbo-générateur, conforme à l'invention, et pourvu d'un condenseur disposé au-dessous de la turbine, ledit groupe ou ensemble étant destiné à fournir un grand debit et une grande vitesse de rotation.
La figure 2 est une coupe axiale prise angle droit par rapporté la figure 1.
Les figures 3 et 4 montrent à plus grande échelle%des détails du groupe.
La. figure 5 est une vue en coupe, à plus grande éehel-
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le, des dispositifs pour le refroidissement, à l'air, des gé- nératrices.
Comme le montre la figure 1, le conduit 11 d'amenée de va peur vive pour la turbine 12 est divisé en branchements 13 qui débouchent dans les chambres latérales 14 de la turbine. Entre lesdites chambres latérales sont disposés les systèmes d'auba- ges 15 du type à écoulement radial et qui tournent dans des sens opposés et sont reliés aux arbres 16 des deux rotors 17 des généra trie es de courant alternatif. Les rotors 17 sont entourés par les stators 18, les enroulements de ces derniers étant pourvus de connexions en bout ainsi que cela est indiqué en 19.
Chacun des stators est logé à l'intérieur d'une enveloppe cylindrique 20 (figures 1,3 et 4) et pourvu d'anneaux 21 con- nectés à l'enveloppe 20 au moyen de barres 22 (fig.3) les- quelles sont de préférence soudees à ladite enveloppe et aux anneaux de manière à, forcer avec eux un ensemble rigide suscep- tible de supporter de la facon connue les lones du stator au moyen deplats métalliques en quene d'aronde 23.
L'enveloppe 20 est assujettie, au moyen d'une bride 24, une bride 25 d'un chapeau ou carter 26 renfermant ladite en- veloppe et s'étendant axialement aux dynamo-generatrices et à la turbine, à l'intérieur de la chambre 27 pour l'échappement de la vapeur de ladite turbine, de manière à se trouver entou- ré de toutes parts sur sa longueur par la vapeur d'échappement, en constituant de la sorte une manière de poche. Le carter qui renferme de la sorte une plus ou moins grande partie de la gé- nétatrice de courant est, de préférence, soude à la paroi exte- rieure de la chambre d'échappement 27.
Cette extrémité du cha- peau 26 qui s'étend à l'intérieur de la chambre d'échappement est fermée par une partie extrême courbe comportant un on uver- cle 28 lequel constitue un support pour les paliers intérieurs du groupe, Du fait que la chambre d'échappement 27 de la turbi-
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ne entoure de toutes parts la génératrice, les cunnexions en bout intérieures des enroulements du stator peuvent aussi être disposées à l'intérieur du carter 28 et, par suite, à l'inté- rieur des contours externes de la chambre d'échappement.Les ro- tors 17 et leurs paliers intérieurs peuvent, de se fait, être logés à proximité étroite du système d'auba.ges 15de la turbine,
ce qui permet d'établir une construction ramassée, compacte et résistante du groupe de turbo-génératrices tout en fournissant une section transversale suffisante pour l'écoulement de la vapeur de la turbine vers le condenseur et en enveloppant en partie les génératrices.
Grâce à cette disposition il devient possible d'employer des vitesses très élevées même avec les groupes des plus grandes dimensions, par exemple des groupes de 1.00.000 KW ou davantage susceptibles de tourner à 3.000 tours par minute, ce qui est une considération de la plus haute importance pour la réalisa- tion d'une marche silencieuse.
La, chambre d'échappement de va- peut 27 dans laquelle les génératrices s'étendent plus ou moins, par exemple sur la moitié de leur étendue longitudinale, et qui, conformément à l'invention, entoure également le condenseur dis- posé au-dessous de la turbine, est de preférenee constituee par une partie centrale cylindrique fermée au sommet et à la base par des fonds en forme de dômes 30 et 31, l'un de ces derniers ou tous deux pouvant être pourvus d'un couvercle 32.
Le dôme su- péieur 30, dans l'exemple de le figure 1, est courbé autour des génératrices de courant, et le dôme inférieur 3- coiffe le sys- tème de refroidissement du condenseur dont les tubes de refroi- dissement s'étendent entre les plaques tubulaires ou les collec- teurs 33, de la façon usuelle (voir figure 2).
Les parties 29,30 et 31 de la chambre d'échappement peuvent être construites au moyen de tôles séparées de formes .appropriées assemblées entre elles par soudure. La construction de la Chan-
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bre qui vient d'être décrite est propre à résister à des pres- sions externes élevées, sans necessiter l'emploi de renforce- ments spéciaux tels que ceux qui sont généralement nécessaires dans les groupes de turbines à grandes dimensions et qui d'au- tre part affectent toujours de facon défavorable la durée de la turbine, vu que de semblables renforts sous la forme de bri- des, de nervures ou autres analogues sont plutôt susceptibles de déterminer des courants de chaleur nuisibles, en particu- lier quand ils sont disposés à l'extérieur,
outre les avanta- ges qui viennent d'être mentionnes somme rtsultant de la for- me du conduit d'échappement de vapeur, cette construction fa- ci-lite également la mise en marche rapide du groupe, en depit de ses à dimensions. L'enveloppe extérieure pour la vapeur qui s'écoule de la turbine vers le condenseur peut être construi- te en tôles relativement minées qui peuvent être chauffées rapidement et de manière uniforme,
l'ensemble constituant néanmoins un tout éminemment resistant à raison de sa forme extérieure sphérique et cylindrique sans aucun renforsement.A titre d'exemple on peut indiquer que le diamètre del'echappe- ment d'une turbine de 100.000 KW peut atteindre six mètres ou davantage et que l'épaisseur de la tôlerie employée pour les ehambres d'éehappement ne sera en général que de l'ordre de 16 à 20 m/m.
En outre un avantage sconsiderable est obtenu grâce à la disposition particulière de la chambre d'echappement par rap- port au condenseur, Ainsi que cela est bien eonnu, en rencon. tre fréquemment des difficultés dans les groupes turbo-gené- rateurs de grandes dimensions pour l'admission de la vapeur dans les faisceaux tubulaires de refroidissement du eonden- seur, pour la raison que la vapeur hepeut s'écouler assez ra- pidement dans le faisceau tubulaire intérieur dudit condenseur,, d'ou il résulte que les tubes intérieurs n'ont pas leur en- tiére activité. Ceci est particulièrement le cas lorsque la
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vapeur est admise au condenseur uniquement par le haut.
Jus- qu'ici des tentatives ont été faites pour remédier à cet in- eonvénient, en supprimant un certain nombre de tubes et cré- ant ainsi des espaces en forme de coins à travers lesquels une partie de la vapeur peut être plus ou rnoins rapidement admise à l'intérieur du faisceau tubulaire du condenseur,par ce moyen une plus grande quantité de vapeur peut être admise dans le condenseur, mais l'on perd une partie de 1 capacité le plus efficace da condenseur, c'est à dire la partie de cette capacité adja,cente à la périphérie du faisceau tubu- laire où l'on peut loger un grand nombre de tubes.
Il est évident que les tubes ainsi supprimés en cet endroit doi vent être remplacés par un nombre correspondant de tubes en d'autres points, ce qui a pour conséquence une augmentation des dimensions du condenseur.
Conformément à la présente invention, ces difficultes sont vaincues dans les turbo-génératrices de grandes dimen- sions pa.r le fait que la partie inférieure, en forme de dôme, de la. chambre d'échappement s'étend tout autour des tubes de refroidissement du condenseur, ce qui permet la vapeur de pénétrer librement dans le systèmes de tubes de refroidissement, et cela radialement par tous les côtés.Il n'est par suite pas nécessaire de supprimer les tubes pour faciliter l'admission de la vapeur à l'intérieur du faisceau tubulaire.
Le condenseur conforme à l'invention est encore perfectionné à d'autres égards, Ainsi que le montre la figure 1 en comparaison avec la figure 2, la totalité du faisceau tubulaire de refroidissement du condenseur est subdivisée en deux groupes 34 et 35, le faisceau tubulaire 34 envelop- pant tout entier le faisceau tubulaire 35. De plus le trou- pe 35 n'est pas disposé concentriquement par rapport au grou- pe 34.
Il est établi excentriquement dans le sens descendant, de telle façon que le groupe 34 présente une plus grande pro-
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fondeur, ce qui veut dire qu'il contient plus de tùbes à son sommet qu'en son fond, alternent dit dans la direction d'ou la. vapeur tend pénétrer dans le système tubulaire. la va- peur qui entre dans le condenseur par le haut a le chemin de plus court ;
, parcourir et par suite a plus de temps puur s'en- gager dans la partie plus profonde dégroupe 34 que la vapeur qui s'écoule d'abord entrele groupe de tubes 34 et le dome 31 vers le bas pour s'engager dans le faisceau tubulaire par en bas. Un passage 36, ménage dans le faisceau tubulaire en- veloppé 35 grâce 6. la suppression d'un certain nombre de tubes est disposé excentriquement par rapport au faisceau tubulaire 35, de la même façon et pour les mêmes raisons que -Le.. dispo- sition dudit faisceau tubulaire 35 par rapport au faisceau 34.
De la façon connue le passage 36 sert à l'élimination de l'air'hors du condenseur,
Un condenseur établi comme il vient d'être décrit ci- dessus présente la plus petite résistance possible au passage de la vapeur en 30, et c'est pour cette raison que le eonden- seur et les plaques tubulaires peuvent recevoir les plus pe- tits diamètres possibles ce qui représente également un per- feetionnement du groupe conforme à l'invention au point de vue économique.
Les earters 26 qui sont au contact de la vapeur u'echap- pement de la turbine, ou leurs couvercles 28 sont en commu- nication avec l'atmosphère par des conduits 37 qui seront de préférence suffisamment grands pour permettre l'inspertion des parties des génératrices de courant qui necessitent un examen. Si on le désire ces conduits peuvent être d'une di- mension suffisante pour permettre à un ouvrier de s'engager à l'intérieur des carters 26. A- leurs extrémités extérieures les earters 26 qui renferment les génératrices sont fermés par des fonds ou chapeaux 27a qui portent les paliers exto- rieurs desdites génératrices.
Dans ces fonds ou couvercles 27a
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sont logés des dispositifs refroidisseurs par l'air 28 les- quels peuvent à leur tour être refroidis à l'eau. Dans la, for- me deréalisation représentée les refroidisseurs consistant en des tubes de refroidissement 39 (fig, 5) à travers lesquels de l'eau de refroidissement circule de la façon connue, de l'air pour le refroidissement des génératrices pouvant être refoulé entre ces tubes, au moyen de ventilateurs 40 (figure 1).
Ainsi que le montre la. figure 5, les tubes d'eau de re- froidissement sont subdivisés en deux groupes séparément as- sujettis aux couvercles en forme de dômes 27a ces groupes de tubes eau sont pourvus chacun d'une,chambre d'admission 41 et d'une chambre d'évaluation 42 lesquelles, ainsi que le montre la figure 5, sont disposées de telle manière que les points ou les tubes d'eau s'engagent dans lesdites chambres sont placés l'extérieur du couvercle en forme de dôme 27a, Ceci présente l'avantage que, dans le cas de fuites à l'en- droit des joints, une réparation est possible et que l'eau s'échappant par ces joints ne peut s'écouler à l'intérieur de la génératrice où elle endommagerait l'isolation.
En vue de ces dernières considérations, il est recommandable d'employer des tubes étires qui en général ne fuient pas.
Ainsi que le montrent les figures 1 et 2l'ensemble du groupe de tuibo-génératises est supporté par des colonnes 43 dont le nombre pourra évidemment être choisi à volonté sui.- vant les conditions à remplir et les dimensions des génératri- ces. Ces colonnes de support recevront de préférence des for- mes assurant un faible nombre d'oscillations du groupe par rapport à tout ce qui l'entoure. A cet effet les paroas des colonnes doivent être faites aussi minces que possible en vue d'assurer uno marche tranquille des genératrices et d'éliminer dans toute la mesure réalisable les phéboménes de résonance entre .le groupe et les constructions qui l'entourent ou l'a- voisinent,