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TURBINE A VAPEUR OU A GAZ A DEUX OU PLUSIEURS ETAGES DE REGLAGE
OU DE SURCHARGE.
La présente invention a pour but d'améliorer le rendement de turbines en cas de charge partielle tout en obtenant un rendement favorable en pleine charge.
Il est connu de déterminer les dimensions des aubes de turbines en particulier de turbines à contre-pression, non pas diaprés la quantité de Isolément moteur correspondant à la puissance maximum de la turbine, mais diaprés une quantité plus petiteo Comme le rendement diminue en cas de char- ge partielle, et que cependant la charge partielle se rapporte à des quanti- tés de vapeur servant au calcul relativement petites, le rendement en cas de charge partielle dans une construction de turbine de ce genre, est effec- tivement plus élevé que si on calcule la turbine en se basant sur la puis- sance maximum.
Si,cependant une turbine de ce genre fonctionne à sa puis- sance maximum, la consommation de vapeur empire parce que les étages qui sui- vent 19introduction de vapeur de surcharge sont commandés par une quantité de vapeur notablement supérieure à celle pour laquelle ils ont été normale- ment calculéso
L'invention est donc relative à des turbines à vapeur ou à gaz comprenant deux ou plusieurs étages de réglage et un groupe d'étages faisant suite à chaque étage de réglageo Elle consiste en ce que le groupe d'étages disposé entre le premier étage de réglage et le second étage de réglage ou respectivement de surcharge est calculé sur une quantité d'agent moteur plus petite que le groupe d'étages faisant suite au second étage de réglage ou de surcharge.
Dans la turbine conforme à l'invention, les .étages du second groupe sont donc calculés sur une quantité de vapeur voisine de celle qui est nécessaire à la puissance maximum. Il en résulte que ces étages fono- tionnent avec leur meilleur rendement pour la charge maximum. On aboutit
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ainsi à ce que en cas de pleine charge., on peut obtenir un rendement meil- leur que dans les constructions connues., dans lesquelles tous les groupes d'étages sont traversés par la même quantité.de vapeur.
En cas de charge partielle, la pression diminue avant le second groupe d'étages. Dans les constructions connues,, le premier étage de réglage et le premier groupe d'étages ne peuvent utiliser qu'avec un rendement moins bon la chute de pression correspondant à la perte de charge plus grande en- tre la pression initiale et la pression devant le second groupe d'étages à cause des conditions de vitesse moins favorables ainsi produites. Dans la construction conforme à 1-'invention, en revanche, la grande chute de pres- sion à travers le premier groupe d'étages en cas de charge partielle est uti- lisée avec un très bon rendement ce groupe étant calculé sur la quantité de vapeur correspondant à la charge partielle.
Si la charge descend encore en dessous de la valeur correspondant à la quantité de vapeur normale de ce pre- mier groupe d'étages, le pourcentage de la charge partielle ne s'applique qu'à la quantité de vapeur normale de ce premier groupe d'étages, mais non à la quantité de vapeur correspondant à la charge maximum. Le rendement ne diminue que dans une faible mesure correspondante.
Suivant l'expérience, le rendement d'un groupe d'étages fonc- tionnant sur des quantités de vapeur partielles ne diminue que dans une proportion relativement faible par rapport à celui correspondant à la quan- tité de vapeur normale. Tel est particulièrement le cas quand le groupe d'étages complet ou tout au moins une partie des étages qui luiappartien- nent situés du côté de la sortie, sont munis d'aubes de guidage et rotati- ves possédant des arêtes d'entrée fortement recourbées et qui ne possèdent par conséquent qu'une faible sensibilité à des modifications d'orientation du jet de l'agent moteuro Du fait que les derniers étages n'utilisent en cas de charge partielle que de faibles chutes de pression, les angles des jets se modifient fortement par rapport à la charge normale,
et ils fonc- tionnent -dans le cas de turbines à action sans réaction ou à réaction seu- lement faible- avec un effet de surpression relativement grand. Par la for- te courbure des arêtes d'entrée des aubeson aboutit à ce que les derniers étages fonctionnent environ avec leur meilleur rendement même dans les con- ditions défavorables de charges partielles, de sorte que le calcul des di- mensions du second groupe d'étages sur une quantité de vapeur relativement grande, n'influence que de façon négligeable le rendement en cas de charge partielle.
Si la quantité d'agent moteur monte au-delà de la quantité de vapeur partielle, pour laquelle le premier groupe d'étages est calculée on introduit de 1?agent moteur à sa pression initiale dans le second étage de réglage ou respectivement de surchargeo En même temps que le débit crois- sant de vapeur augmente à travers le second groupe d'étanges, la pression augmente à l'entrée de ce groupe. Par conséquente les chutes de pression et les débits de vapeur du premier groupe d'étages diminuent. Celui-ci fonctionne alors dans des conditions défavorables analogues à celles du se- cond groupe d'étages en cas de charge partielle.
Mais ici encore., on peut aboutir par une forte courbure des arêtes d'entrée des aubes., à ce que ce premier groupe d'étages fonctionne avec un bon rendement en cas de forte charge dela turbine, bien que les chutes de pression et quantités d'agent moteur soient notablement plus faibles qu'en cas de marche normale des groupes d'étageso
Il a déjà été proposé pour des turbines de navires, de mettre hors circuit une partie des aubages ayant un maivais rendement en pleine charge, et par conséquent un rendement favorable en cas de charge partielle.
Dans ce cas, on aboutit à une compensation entre les exigences de déplace- ments principal et de marche,en appliquant aux derniers étages du premier groupe une chute de pression notablement plus élevée que ce qui correspon= drait à la moyenne. Il en résulte que le premier groupe d'étage, contrai- rement à la proposition conforme à l'invention, est calculé pour la même quantité de vapeur normale que le second groupe d'étages,9 et que seuls les
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derniers étages du premier groupe reçoivent des vitesses plus grandes.
Le but de 1?invention est représenté sur les fige 1 et 2 dans une réalisation donnée à titre d'exemple. Sur ces figures a désigne le pre- mier étage de réglage et b le premier groupe détages qui le suite Ladmis- sion d'agent moteur est réglée par une ou plusieurs soupapes de réglage c.
Entre le groupe détages b et le second groupe détages d se trouve le second étage de réglage e dont ladmission d'agent moteur est réglé par une ou plu- sieurs soupapes de réglage f. La quantité d'agent moteur du groupe d'étages d peut être augmentée par introduction de vapeur de surcharge dans un étage ultérieur au moyen d'une ou de plusieurs soupapes de surcharge g. Au lieu de l'étage de réglage e on peut, comme le montre la fige 2 prévoir un étage de surcharge h en utilisant pour l'agent moteur de surcharge une couronne- d'injeoteurs de surcharge particulière, disposée sur le même axe que la couronne d'injecteurs principaux recevant leur pleine charge.
Le groupe d'étage d est calculé pour une quantité d'agent mo- teur voisine de la charge maximum ou du point de charge principal. Dans ce but, on choisit le diamètre du second étage de réglage e ou respectivement de 1-'étage de surcharge h de préférence de manière correspondant aux condi- tions de résistance et de fabrication permises, pour qu'ils puissent utili- ser une partie aussi grande que possible de la chute de pression totale avec un bon rendement. Les étages de réglage e ou respectivement h et le groupe d'étages d utilisent la chute de pression totale depuis la pression initia- le jusqu'à la contre-pression.
Létage de réglage a et le groupe d'étages b sont calculés pour une quantité de vapeur plus faible que le groupe d'étages d, par exem- ple 60% de leur débito Pour ces quantités d'agent moteur plus faibles, la pression en avant du groupe d'étages d est inférieure à celle correspon- dant à sa quantité normale.
L'étage de réglage a et le groupe d'étages b utilisent la chu- te de pression entre la pression initiale et cette basse pression existant devant le groupe d'étages d. Ainsi, une partie de la chute de pression est transformée dans l'étage de réglage e ou respectivement dans l'étage de surcharge ho Aussi longtemps que la quantité d'agent moteur est égale ou inférieure à environ la quantité normale de vapeur du groupe d'étages b, les soupapes de réglage f sont fermées. Elles s'ouvrent en premier lieu, quand la quantité d'agent moteur augmente. Les aubes de guidage et en mouvement, tout au moins aux étages arrières du groupe d'étages d reçoivent des arêtes d'entrée de préférence recourbées.
Quand les soupapes! s'ou= vrent, la quantité d'agent moteur dépasse la quantité normale du groupe d'étages b. La pression en avant du groupe détages d augmente, de sorte que la chute de pression et la quantité d'agent moteur de 1-'étage de régla- ge a et du groupe détages b diminuent. Il est également avantageux de mu- nir ces groupes d'étages b d'aubes de guidage et rotatives ayant des arêtes d'entrée recourbées.
REVENDICATIONS.
1.- Turbine à vapeur ou à gaz à deux ou plusieurs étages de ré- glage ou respectivement de surcharge et comprenant un groupe d'étages fai- sant suite à chaque étage de réglage., caractérisée en ce que le groupe d'é- tages (b) compris entre le premier étage de réglage (a) et le second étage de réglage ou respectivement de surcharge (e ou h) est calculé pour une quan- tité dagent moteur plus faible que celle du groupe d'étages (d) disposés à la suite du second étage de réglage ou respectivement de surcharge (e ou res- pectivement h).