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Turbine axiale à gaz ou à vapeur avec arbre traversant l'enveloppe de chaque côté.
La présente invention se rapporte à une turbine axiale à gaz ou a vapeur avec arbre traversant 1enveloppe de chaque côté, pour installations dans lesquelles au moins la majeure partie d'un fluide de travail décrit un circuit fermé.
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Le rendement global de telles installations dépend tout particulièrement des chutes de pression qui se produisent dans le circuit par suite de pertes par frottement, par turbu- lence et autres. Suivant l'invention, afin de réduire à un mi- nimum de telles pertes du côté de l'admission du fluide tra- vaillant, dans les turbines pour installations de l'espèce considérée, le fluide de travail entre dans une chambre formant coude prévue du côté de l'enveloppe de la turbine par où s'effec- tue cette admission, traversée par l'arbre de la turbine et dans laquelle n'est d'ailleurs monté aucun organe ni de distribution, ni d'arrêt, ni de réglage, l'écoulement du fluide s'accélérant constamment depuis la conduite d'amenée jusqu'à une section de sortie annulaire à laquelle fait directement suite la première roue directrice de la turbine.
Une telle turbine est également réalisable d'une manière simple en même temps que favorable du point de vue de la technique de l'écoulement lorsque l'arbre traverse l'enveloppe du côté de l'entrée du fluide de travail.
La possibilité de prévoir des enveloppes de turbine de construc- tion simple est un avantage lorsqu'il s'agit d'employer des fluides de travail à haute température. En l'occurrence il est nécessaire d'employer pour l'enveloppe des matériaux résistant à la chaleur, dont on sait qu'on ne peut que difficilement les couler, de sorte qu' il y a intérêt à ce que les formes de cons- truction soient simples.
Dans le cas d'un fluide de travail sous des pressions et à des températures élevées on peut utilement réaliser l'in- vention en employant pour diriger le fluide de travail une paroi intérieure délimitant la chambre formant coude par où entre le fluide de travail, tandis qu'une paroi extérieure sé- parée de la susdite paroi par une couche calorifuge sert à sup- porter les efforts engendrés par la pression et la température du fluide de travail.
Deux formes d'exécution de turbines suivant l'invention sont représentées à titre d'exemple et d'une manière simplifiée au dessin ci-annexé où :
La fig.l est une coupe longitudinale par l'axe d'une turbine axiale à étages multiples, dans laquelle le fluide de travail subit une déviation de 90 du côté de l'entrée de la première roue directrice.
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La fig. 2 est une coupe, correspondant à celle de la fig.l. d'une turbine dans laquelle une partie de l'enveloppe est construite à double paroi avec interposition d'une couche calorifuge.
Considérant la fig.l, 1 désigne l'enveloppe d'une turbine axiale à plusieurs étages, dont la première roue direc- trice est indiquée en 2. A cette turbine le fluide de travail afflue par une conduite 3 à laquelle fait suite, du côté de l'en- veloppe par où entre ledit fluide, une chambre 5 profilée en coude, que traverse l'arbre 6 de la turbine et dans laquelle n'est d'ailleurs monté aucun organe de distribution, d'arrêt ou de réglage. La partie de l'enveloppe 1 qui délimite cette chambre 5 est indiquée en 4, tandis que 61 désigne un manchon venu de fa- brication avec la partie 4 de l'enveloppe, par conséquent fixe, qui entoure la partie de l'arbre de turbine 6 traversant la chambre 5, de sorte que ce dernier ne peut provoquer en tournant aucune perturbation dans l'écoulement qui traverse la chambre 5.
Celle-ci dirige le fluide de travail de la conduite d'amenée 3 jusqu'à une section de sortie annulaire délimitée par les élé- ments 4 et 61 et à laquelle fait directement suite la première roue directrice 2 de la turbine. En même temps, les éléments 4 et 61 sont profilés de manière que le fluide de travail dans la chambre 5 de forme extrêmement bien étudiée quant à l'écou- lement, subisse une accélération constante dans la direction de ce dernier. La boîte d'étanchéité 7 et le palier 8 sont disposés de telle façon que leur action ne soit pas compromise par le flux de chaleur qui se produit en provenance de l'en- veloppe 1 dans la partie formant coude 4.
La forme de réalisation représentée à la fig. 2 ne se distingue de celle qui vient d'être décrite qu'en ce que la partie formant coude 9 de l'enveloppe de la turbine est à double paroi et comporte une couche intercalaire 10 de substan- ce calorifuge. De même, la conduite d'amenée 12 est ici à dou- ble paroi et pourvue d'une couche calorifuge 11. Dans le cas d'un tel mode de construction, l'emploi d'un matériau résistant à la chaleur ne s'impose que pour la paroi intérieure servant uniquement à diriger le fluide de travail, tandis que la paroi extérieure, destinée à supporter les efforts engendrés par la pression et la température du fluide de travail, peut être faite d'un matériau non résistant à la chaleur, c'est-à-dire relative- ment peu coûteux. On peut utilement pourvoir à un équilibrage de la pression de part et d'autre de la paroi intérieure.
Si @
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c'est nécessaire, d'autres parties de l'enveloppe peuvent aussi être construites à double paroi avec interposition d'une couche calorifuge dans la mesure où la température intérieure l'exige.
REVENDICATIONS :
1. Turbine axiale à gaz ou à vapeur avec arbre traversant l'enveloppe de chaque côté,pour installations dans lesquelles au moins la majeure partie d'un fluide de travail décrit un circuit fermé, caractérisée en ce que le fluide de travail entre dans une chambre formant coude prévue du côté de l'enveloppe de la turbine par où s'effectue cette admission, traversée par l'arbre de la turbine et dans laquelle n'est d'ailleurs monté aucun organe de distribution, d'arrêt ou de réglage, son écoulement s'accélérant constamment depuis la conduite d'amenée jusqu'à une section de sortie annulaire à laquelle fait directement suite la première roue directrice de la turbine.
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Axial gas or steam turbine with shaft passing through the casing on each side.
The present invention relates to an axial gas or steam turbine with a shaft passing through the casing on each side, for installations in which at least the major part of a working fluid describes a closed circuit.
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The overall efficiency of such installations depends in particular on the pressure drops which occur in the circuit as a result of friction, turbulence and other losses. According to the invention, in order to reduce to a minimum such losses on the side of the inlet of the working fluid, in the turbines for installations of the species considered, the working fluid enters a chamber forming an elbow provided. on the side of the casing of the turbine through which this admission takes place, traversed by the shaft of the turbine and in which, moreover, no member, neither for distribution, nor stop, nor of adjustment, the flow of the fluid accelerating constantly from the supply pipe to an annular outlet section which is directly followed by the first steering wheel of the turbine.
Such a turbine is also achievable in a simple as well as technically favorable manner of flow when the shaft passes through the casing on the side of the inlet of the working fluid.
The possibility of providing turbine housings of simple construction is an advantage when it comes to employing high temperature working fluids. In this case, it is necessary to use for the casing heat-resistant materials, which we know that it is difficult to pour them, so that it is advantageous that the forms of construction construction are simple.
In the case of a working fluid under high pressures and at high temperatures, the invention can usefully be carried out by employing, to direct the working fluid, an interior wall delimiting the chamber forming an elbow through which the working fluid enters, while an outer wall separated from the aforesaid wall by a heat-insulating layer serves to withstand the forces generated by the pressure and temperature of the working fluid.
Two embodiments of turbines according to the invention are shown by way of example and in a simplified manner in the accompanying drawing where:
Fig.l is a longitudinal section through the axis of an axial multistage turbine, in which the working fluid undergoes a deflection of 90 on the side of the inlet of the first steered wheel.
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Fig. 2 is a section, corresponding to that of fig.l. a turbine in which part of the casing is double-walled with the interposition of a heat-insulating layer.
Considering fig. 1, 1 designates the casing of an axial turbine with several stages, the first steering wheel of which is indicated at 2. At this turbine the working fluid flows through a pipe 3 which is followed by side of the casing through which the said fluid enters a chamber 5 shaped as an elbow, through which the shaft 6 of the turbine passes and in which, moreover, no distribution, stop or adjustment member is mounted . The part of the casing 1 which delimits this chamber 5 is indicated at 4, while 61 designates a sleeve manufactured with part 4 of the casing, therefore fixed, which surrounds the part of the shaft. turbine 6 passing through chamber 5, so that the latter cannot cause by rotating any disturbance in the flow which passes through chamber 5.
This directs the working fluid from the supply pipe 3 to an annular outlet section delimited by the elements 4 and 61 and which follows directly the first steering wheel 2 of the turbine. At the same time, the elements 4 and 61 are shaped in such a way that the working fluid in the chamber 5, of extremely well studied form as to flow, undergoes a constant acceleration in the direction of the latter. The seal box 7 and the bearing 8 are arranged in such a way that their action is not compromised by the heat flow which occurs from the casing 1 in the elbow part 4.
The embodiment shown in FIG. 2 differs from that which has just been described only in that the part forming an elbow 9 of the casing of the turbine is double-walled and comprises an intermediate layer 10 of heat-insulating substance. Likewise, the supply pipe 12 is here double-walled and provided with a heat-insulating layer 11. In the case of such a construction method, the use of a heat-resistant material is not necessary. requires that for the inner wall serving only to direct the working fluid, while the outer wall, intended to withstand the forces generated by the pressure and temperature of the working fluid, can be made of a non-heat resistant material , that is to say relatively inexpensive. It is useful to provide for pressure balancing on either side of the inner wall.
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it is necessary, other parts of the casing can also be constructed with a double wall with the interposition of a heat-insulating layer insofar as the internal temperature requires it.
CLAIMS:
1. Axial gas or steam turbine with shaft passing through the casing on each side, for installations in which at least the major part of a working fluid describes a closed circuit, characterized in that the working fluid enters a elbow-forming chamber provided on the side of the casing of the turbine through which this inlet takes place, through which the shaft of the turbine passes and in which, moreover, no distribution, stop or adjustment member is mounted , its flow accelerating constantly from the supply pipe to an annular outlet section which is directly followed by the first steering wheel of the turbine.