PERFECTIONNEMENTS APPORTES A LA CONSTRUCTION
DES TURBINES A GAZ
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés dans
la conception et la construction des turbines à gaz.
Il est connu que des précautions spéciales doivent être prises lors du fonctionnement de turbines à gaz, notamment pendant des régimes transitoires de fonctionnement, pour réduire au minimum les effets des contraintes thermiques auxquelles ces turbines sont soumises. En particulier, après un fonctionnement en charge d'une turbine à gaz, des mesures appropriées doivent être prises pendant la phrase de refroidissement de la turbine pour éviter des déformations mécaniques temporaires ou permanentes résultant de ces contraintes thermiques.
Il est déjà connu, à cet effet, de prévoir des valves ou clapets de fermeture dans la canalisation d'entrée d'air de la tubirne, afin que le compresseur d'air de la turbine, qui est toujours entraîné en rotation par l'effet de volant du
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à une arrivée d'air frais, donc froid, ce qui pourrait engendrer des contraintes thermiques sinon inacceptables du moins non souhaitables dans le compresseur d'air et dans la turbine. Ces valves ou clapets sont en conséquence localisés dans la canalisation d'entrée d'air, soit donc en amont du compresseur avant l'ouïe d'entrée de celui-ci.
Il est connu d'autre part de prévoir à l'entrée du compresseur d'air d'une turbine à gaz des aubages directeurs orientables, de façon à pouvoir faire varier dans une certaine mesure le débit d'air aspiré par le compresseur, soit pendant la phase de démarrage de la turbine, soit encore pendant le fonctionnement en régime de celle-ci.
Selon la présente invention, la turbine à gaz comprenant des aubages directeurs orientable à l'ouïe d'entrée du compresseur d'air est caractérisée en ce que les dits aubages directeurs ont un profil, une course d'orientation et un écartement tels qu'en position d'orientation extrême des aubages, ceux-ci ferment complètement l'ouïe d'entrée d'air du compresseur pendant la phase de refroidissement de la turbine, après un fonctionnement en régime de celle-ci.
Le dessin annexé à la présente description représente d'une façon schématique, en vue et en coupe partielle, l'ouïe d'entrée du compresseur d'air d'une turbine à gaz. Sur ce dessin, 1 représente le corps du rotor muni à sa périphérie de séries d'ailettes telles que 2. A la sortie de la volute d'entrée 3-4, foncée d'une partie intérieure 3 et d'une partie extérieure 4, avant la première série d'ailettes 2, se trouvent des aubages directeurs 5, qui sont orienta-
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l'action du mécanisme 6, les aubages directeurs 5 sont orientés dans une posi-
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ouïe du compresseur de façon à faire varier le débit d'air entrant dans le compresseur en fonction des conditions de fonctionnement de la turbine.
Pour la mise en oeuvre de la présente invention, les aubages directeurs 5, écartés les uns des autres d'une distance donnée, sont conçus avec un profil tel et le mécanisme 6 d'orientation de ces aubages est prévu avec une course telle que, dans une position extrême du mécanisme 6, les aubages directeurs sont orientés de telle façon que le bord d'attaque d'un aubage directeur vient en contact avec le bord de fuite de l'aubage directeur immédiatement voisin, réalisant ainsi une fermeture de l'ouïe du compresseur.
De cette façon, sans avoir recours à des valves ou des clapets dans le circuit d'amenée d'air à l'ouïe du ventilateur, on peut assurer que l'arrivée à air frais, donc froid, dans la turbine à gaz est empêché lors des fonctionnements transitoires de la turbine, diminuant ainsi le risque de production de contraintes thermique qui peuvent engendrer des déformations mécaniques permanentes ou temporaires, mais de toutes façons indésirables.
Il est évident que .1'écartement et le profil des aubages directeurs ainsi que la course d'orientation de ceux-ci doivent être déterminés en fonction des caractéristiques de fonctionnement en régime de la turbine, ce qui veut dire que cet écartement, ce profil et cette course pourront varier d'un type de turbine
à l'autre.
CONSTRUCTION IMPROVEMENTS
GAS TURBINES
The present invention relates to improvements made in
the design and construction of gas turbines.
It is known that special precautions must be taken during the operation of gas turbines, in particular during transient operating regimes, to minimize the effects of the thermal stresses to which these turbines are subjected. In particular, after operating under load of a gas turbine, appropriate measures must be taken during the cooling cycle of the turbine to avoid temporary or permanent mechanical deformations resulting from these thermal stresses.
It is already known, for this purpose, to provide valves or shut-off valves in the air inlet pipe of the tubirne, so that the air compressor of the turbine, which is always driven in rotation by the steering wheel effect
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to an inlet of fresh, and therefore cold, air, which could generate thermal stresses, if not unacceptable at least undesirable in the air compressor and in the turbine. These valves or flaps are therefore located in the air inlet pipe, ie upstream of the compressor before the inlet of the latter.
It is also known to provide, at the inlet of the air compressor of a gas turbine, orientable guide vanes, so as to be able to vary to a certain extent the flow of air sucked in by the compressor, i.e. during the start-up phase of the turbine, or again during operation of the latter.
According to the present invention, the gas turbine comprising directional vanes orientable at the inlet of the air compressor is characterized in that said guiding vanes have a profile, an orientation course and a spacing such that in the extreme orientation position of the blades, they completely close the air inlet of the compressor during the cooling phase of the turbine, after operation of the latter.
The drawing appended to the present description shows schematically, in view and in partial section, the inlet opening of the air compressor of a gas turbine. In this drawing, 1 represents the body of the rotor provided at its periphery with series of fins such as 2. At the exit of the inlet volute 3-4, darkened with an inner part 3 and an outer part 4 , before the first series of fins 2, there are guide vanes 5, which are orienta-
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action of the mechanism 6, the guide vanes 5 are oriented in a position
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compressor inlet so as to vary the flow of air entering the compressor depending on the operating conditions of the turbine.
For the implementation of the present invention, the guide vanes 5, spaced from each other by a given distance, are designed with such a profile and the mechanism 6 for orienting these vanes is provided with a stroke such that, in an extreme position of the mechanism 6, the steering vanes are oriented such that the leading edge of a steering vane comes into contact with the trailing edge of the immediately adjacent steering vane, thus effecting closure of the compressor hearing.
In this way, without having recourse to valves or flaps in the circuit for supplying air to the fan's inlet, it is possible to ensure that the arrival of fresh, and therefore cold, air in the gas turbine is prevented. during transient operations of the turbine, thus reducing the risk of production of thermal stresses which can generate permanent or temporary mechanical deformations, but in any case undesirable.
It is obvious that the spacing and the profile of the guide vanes as well as the orientation stroke of the latter must be determined as a function of the operating characteristics in speed of the turbine, which means that this spacing, this profile and this stroke may vary from one type of turbine
to the other.