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La présente inventine se rapporte aux installations génératrices d'énergie à turbine à vapeur comprenant une turbine à haute pression comportant deux otages de pression et un dispositif pour réchauffer la vapeur passant du premier étage au second étage, une turbine à pression intermédiaire et une turbine à basse pression, les trois turbines étant reliées entre elles par des conduits et accouplées à un arbre unique d'entraînement d'une ou de plusieurs génératrices montées en série sur le même arbre.
Une installation de ce genre comporte, près de l'entrée du premier étage à haute pression, des valves convenables de réglage ou de régulation pour commander l'admission de vapeur à la turbine, et des valves d'arrêt qui se ferment automatiquement en cas d'urgen-
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ce. De plus, afin d'empêcher dans ce cas les quantités relativement importantes de vapeur contenues dans le réchauffeur et le carter de la turbine haute pression associée ainsi que dans la tuyauterie de la turbine de provoquer un emballement dangereux en se détendant dans les turbines à plus basse pression, on place normalement dans les tuyauteries de retour du réchauffeur des valves supplémentaires appelées valves d'interception.
Les valves d'interception sont avantageusement placées en aval de la turbine haute pression, cornue décrit dans le brevet anglais n 718552.
L'augmentation des débits individuels, des pressions de vapeur et des températures tend à réduire le prix de revient par kilowatt et à améliorer les performances thermiques. Les machines typiques dont on se sert maintenant sont des turbines tandem compound dont la puissance dépasse 200 MW et dont les conditions initiales de vapeur sont de l'ordre de 2400 psig (169 kg/cm ) et 1100 F (593 C), avec un réchauffage à 400 ou 500 psig (28 ou 35 kg/cm ) jusqu'à une température voisine de 1100 F (593 C).
.Etant'donné que les sollicitations dues à la force centrifuge limitent la longueur possible des dernières ailettes basse pression, particulièrement aux vitesses de 3000 et 3600 tours par minute, trois écoulements d'échappement vers un ou plusieurs condensateurs peuvent être nécessaires pour de telles puissances. Avec trois échappements sur un seul et même axe, la longueur totale devient sensible, et il est souhaitable du point de vue de la construction de limiter à trois le nombre total d'échappements de turbine.
Suivant la présente invention, une installation de génératrice à turbine comme décrit ci-avant comprend une turbine haute pression à deux étages de pression reliés entre eux par un ré- chaufur, une seconde turbine ayant des étages haute et basse pression et pression intermédiaire, et une troisième turbine basse pression à double écoulement, ces trois turbines étant reliées à un même arbre entraînant une ou plusieurs charges, des dispositifs de valve pour commander l'écoulement du fluide moteur vers l'ad- iwsion de la turbine haute pression et un dispositif de valve
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d'interception logé derrière le réchauffeur près de l'admission d'un étage à plus faible pression d'une turbine.
Le fluide moteur de la turbine haute pression est conduit vers l'admission de la seconde turbine et après détente, dans, l'étage haute pression, est divisé en deux trajets, l'un passant par l'étage basse pression vers l'échappement et l'autre étant conduit vers l'admission de la troisième turbine, la vapeur se détendant dans les deux étages de celle-ci et la vapeur détendue s'échappant dans un condenseur.
Comme décrit ci-avant, il est préférable que la valve d'interception soit située près de l'admission de la turbine à pression intermédiaire.
La disposition de l'installation de turbine suivant la présente invention offre les avantages importants repris ci-après.
En premier lieu, l'emploi de vapeur à haute température est réservé aux étages haute pression de la première turbine, qui peut avoir comme caractéristiques un cylindre de construction à double paroi et l'utilisation de matériau austénitique ou ferritique de forte résistance à l'allongement. En second lieu, la disposition de certains étages de la turbine immédiatement après le réchauf- feur de la première turbine réduitappréciablement la température de la vapeur avant qu'elle ne soit amenée à passer dans la ou les valves d'interception de la seconde turbine.
Quoique les valves puissent avoir de plus grander dimentsions que si elles étaient situées, comme il est courant, dans les conduits du réchauffeur, la tenérature de fonctionnement moindre permet une construction plus simple desvalvee et logements, et l'utilisation de maté- riaux moins Trois-! èmement, la diminution de la tempéra- ture de la vapeur dans le. douzième turbine, obtenue par une disposition suivant la présente invention, simplifie la.
conception des parties de la turbine- affectées par l'allongement aux températures élevées, et facilite l'emploi d'un arbre comportant des disoues usiner, dans une pièce forcée résistant à la traction, si cette construction est nécessaire pour résister aux sollicitations
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centrifuges' dues' aux ailettes..
Une installation typique de turbine suivant la présente invention est représentée schématiquement sur les dessins ciannexés. Trois turbines A, B et C sont reliées à un même arbre de manière à entraîner une génératrice G montée sur cet. arbre. De- la vapeur à haute pression produite par une chaudière D passe dans, un surchauffeur 1, les valves normales de sûreté et de régulation 2 et 3, commandées' respectivement par des: mécanismes de sûreté et. de régulation de vitesse (non représentés) et est détendue dans le premier étage haute pression 4 de.la première turbine A.
Après sortie en 5 la- vapeur passe dans la tuyauterie 6 et un réchauffeur 7, et entre dans le deuxième plage haute pression 8 de la première turMne. La détente dans le second étage' haute pression de la première turbine réduit la pression et la température.
De la vapeur .de la turbin!!} A passe à la turbine B par un conduit 9 et des valves de sûreté et de régulation 10 et 11, res- pectivement, commandées par des mécanismes de sûreté et de régulation de vitesse, et dont la. construction et les matériaux employés pour celle-ci sont en rapport avec les conditions de fonctionnement Apres détente dans l'Étage de pression intermédiaire 12 de la seconde turbine B, le courant de vapeur est divisé; environ un tiers de la Vapeur se détend dans l'étage basse pression 13 de la turbine et va à 1* échappement en 14, et le reste de la vapeur pas- se par un conduit 15 vers la turbine à écoulement double C comportant deux étages de turbine basse pression 16.
La vapeur usée passe finalement à l'échappement 17, 'et dans le condenseur (non représenté).
La construction de la seconde turbine peut être de résistance adéquate aux forces qui lui sont imposées, et le matériau utilisé peut être tel qu'il ait les caractéristiques d'allongement en rapport avec les températures réduites.
Les turbines peuvent être -autrement disposées sur l'arbre, ou les sens d'écoulement de la vapeur dans les turbines peuvent être changés sans sortir du cadre de la présente invention.