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Pour atteindre la puissance que l'on s'est proposée avec un en- semble générateur de gaz à pistons libres-turbine d'expansion, il est sou- vent nécessaire de mettre en parallèle deux générateurs de gaz, ou deux grou- pes de générateurs de gaz.
Lorsque l'installation comporte deux générateurs de gaz identi- ques (ou deux groupes identiques de générateurs de gaz) alimentant en paral- lèle une turbine d'expansion classique à un seul flux, la demi-puissance peut être obtenue, soit en continuant à alimenter la turbine avec les deux générateurs de gaz f onctionnant à régime partiel, dont on sait que la pres- sion et la température des gaz décroissent avec le débit, soit en alimentant la turbine avec un seul des générateurs de gaz fonctionnant alors à un régi- me supérieur à son régime normal, la turbine pouvant être éventuellement munie de plusieurs soupapes d'admission afin de diminuer les pertes causées par simple laminage. Dans les deux cas, le régime à demi-puissance peut être obtenu qu'avec une baisse de rendement notable.
De plus, il n'est pas pos- sible de remettre en marche le deuxième générateur une fois arrêté s'il se trouve à la pression du générateur laissé en service.
La présente invention, due à Monsieur Vidai AULAGNE, qui a pour objet une installation combinée d'une turhine à gaz double flux et de générateurs de gaz à pistons libres, permet d'éviter les inconvénients précités.
Elle est caractérisée en ce que les générateurs sont répartis en deux groupes identiques, la puissance de chaque groupe correspondant à la moitié de la puissance de la turbine, et en ce que cette dernière comporte deux parties identiques opposées qui ont chacune leur chambre d'admission et sont séparées par une cloison avec étanchéités, lesdites chambres étant raccordées chacune à un desdits groupes de générateurs.
Les deux parties identiques de la turbine sont disposées en opposition de façon à annuler la poussée et, de plus, le dispositif d'étanchéité qui les sépare permet de fonctionner avec l'une ou l'autre partie seule.
La disposition de cette cloison avec étanchéité présente l'avantage d'éviter les pertes côté admission lorsque les deux parties de la turbine sont alimentées simultanément.
Il est donné ci-après, à titre d'exemple non limitatif, la description d'une installation suivant l'invention, dans laquelle la turbine est alimentée par deux générateurs de gaz.
La figure 1 montre cette installation.
La figure 2 est un diagramme de fonctionnement de la turbine.
A la figure 1, 1 représente le stator de la turbine, 2 son arbre; 3 un alternateur qu'elle entraîne. Ce stator admet un plan transversal de symétrie figuré parla droite AA. A égale distance de chaque coté de ce plan et dans son voisinage, le stator porte deux tubulures d'admission 4 et 5 qui débouchent respectivement dans les chambres d'admission 16 et 17, tandis qu'à ses extrémités ce stator se termine par des chambres d'échappement 6 et 7 et porte des boîtes étanches, schématisées en 20 et 21, pour le passage de l'arbre 2. Les paliers supportant cet arbre ne sont pas repré- sentés. Entre les deux chambres d'admission 16 et 17 est prévue une cloison avec étanchéité 8 montée sur une collerette 19 du rotor,
tout autre dispositif d'étanchéité connu pouvant également être utilisé. Cette collerette 19 sépare deux tambours identiques 11 et 12 montés sur l'arbre et constituant le rotor. Elle a, ainsi que la cloison 8, le plan AA comme plan de sy@étrie.
Le tambour 11 porte des ailettes 13 agissant en liaison avec des ailettes directrices 9 solidaires du stator 1. De même, le tambour 12 porte des ailettes 14 agissant en liaison avec les ailettes directrices 10 solidaires du stator 1. Les ailettes 9 et 10 sont en nombre égal, de même que les ailettes 13 et 14. Les séries d'ailettes 9 et 13 d'une part, 10 et 14 d'autre part, constituent pour les gaz deux circuits symétriques d'expansion, thermiquement indépendants, ayant chacun sa propre chambre d'admission et sa propre chambre d'échappement. Bien entendu, les ailettes de chaque série
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sont convenablement orientées de manière que les couples moteurs s'exerçant sur les tambours 11 et 12 soient de même sens.
A la figure 1 sont également représentés, schématiquement, deux générateurs de gaz 15 à pistons libres reliés respectivement aux tubulures d'admission 4 et 5. Des orgues d'arrêt tels que 18 permettent de faire débiter dans la turbine soit 1?un, soit l'autre générateur, soit les deux si- multanément. o
A plein débit des deux générateurs 15 les gaz traversent les deux circuits d'expansion de la turbine respectivement dans le sens des flèches a et h. La cloison d'étanchéité 8 étant soumise sur chaque face à des pressions d'admission égales et de sens,opposés, il n'y a aucune fuite de gaz à cet endroit alors que cette fuite est inévitable avec deux turbines séparées à simple flux.
Les seules fuites possibles peuvent se produire aux boîtes étanches extrêmes 20 et 21. Elles sont insignifiantes, car la pression à l'échappement est voisine de la pression atmosphériqueo Tous les gaz ayant déjà transmis leur énergie aux ailettes, ces pertes n'affectant pas le rendement de la turbine. Par ailleurs,celle-ci est parfaitement équilibrée dynamiquement -puisque les poussées sur les ailettes sont de valeurs égales et de sensopposés, Elle est pratiquement aussi parfaitement équilibrée thermiquement en raison de sa conception entièrement symétrique. Les risques de déformation sont ainsi annulés.
Lorsqu'on veut obtenir une puissance un peu inférieure à la moitié de la puissance maximum de la turbine, il suffit de ne conserver en service qu'un seul des générateurs 15, en fermant l'un des organes d'arrêt 18. Si par exemple,c'est le générateur représenté à gauche de la figure 1 qui est en service,les gaz qu'il produit se détendent dans la série d'ailettes 9, 13 dans les meilleurs conditi ons de rendement. Il faut cependant tenir compte de quelques pertes par la cloison d'étanchéité 8 ainsi que des pertes par frottements de la série d'ailettes 10, 14 qui ne travaillent pas.
La figure 2 représente les variations de la puissance P disponible sur 1?arbre d'une turbine en fonction du débit total D de deux générateurs de gaz à pistons libres qui l'alimentent, ces deux générateurs étant identiques.
Pour obtenir une puissance p voisine de la demi-puissance nominale, avec une turbine à simple flux, il faut laisser les deux générateurs en servi cecar il ne serait pas possible de remettre en marche le deuxième générateur, s'il se trouvait arrêté à la pression de fonctionnement du premier. Dans ces conditions, les deux générateurs fonctionnent à régime partiel; la puissance P varie avec le débit D suivant la courbe 23, et la pu - sance p est obtenue avec un débit d sensiblement supérieul a la moitié du débit nominal total des deux générateurs. Au contraire, dans une installation suivant l'invention, un générateur peut être laissé seul en service car le deuxième peut être mis en marche à tout moment de façon indépendante grâce à la cloison avec étanchéité qui sépare les deux moitiés de la turbine.
Le générateur en service est alors à son régime nominal peur la puissance¯p qui est ainsi obtenue avec un débit de gaz égal seulement à la moitié du débit nominal total des deux générateurs. C'est ce que représente la cour- 'ne 22 en traits pleins qui comprend deux parties celle relative aux débits inférieurs à 2/4 du débit nominal correspondant au fonctionnement avec un seul générateur, celle relative aux débits compris entre 2/4 et 4/4 du débit nominal correspond à la mise en service du deuxième générateur sur la deuxième moitié de la turbine, le premier débitant déjà à son régime normal sur la première moitié de la turbine.