Dispositif pour supporter des couronnes d'aubes fixes dans Penveloppe d'une turbine à fluide élastique. La présente invention a pour objet un dispositif pour supporter les couronnes d'au bes figes dans l'enveloppe d'une turbine à fluide élastique.
Dans la pratique usuelle de la construc tion de turbines à vapeur, on prévoit un fai ble jeu circonférentiel entre la périphérie extérieure des couronnes d'aubes figes ou di rectrices et les rainures de l'enveloppe dans lesquelles elles sont disposées pour tenir compte de la différence de dilatation des couronnes d'aubes et de l'enveloppe.
La moi tié supérieure des couronnes d'aubes fixes est ordinairement logée dans la moitié supérieure de l'enveloppe au moyen de plaques ou de rondelles d'arrêt fixées dans des échancru res formées partiellement dans la face du joint longitudinal de l'enveloppe et s'étendant au delà de la paroi de celle-ci de façon à former un épaulement sur lequel s'appuie la dite partie des couronnes d'aubes fixes, tan- dis que la moitié inférieure des couronnes d'aubes figes s'appuie parfois directement sur la partie inférieure de l'enveloppe,
ou l'on a souvent prévu des plaques d'arrêt figées dans des échancrures pratiquées dans les couron nes d'aubes figes ou dans l'enveloppe et for mant des parties d'épaulement en saillie qui viennent se loger dans des échancrures cor respondantes dans l'enveloppe ou dans les couronnes d'aubes fixes respectivement lors que celles-ci sont mises en place.
Bien que les méthodes de fixation susmen- tionnées des couronnes d'aubes fixes puis sent être plus ou moins satisfaisantes dans des cas où les températures et les pressions du fluide de travail sont relativement basses, elles peuvent présenter de sérieux . inconvé nients lorsqu'il s'agit de températures et de pressions plus élevées. Les échancrures pour les supports de la moitié de couronne d'aubes supérieure dans la face du joint. de l'enve- loppe de turbine peuvent occasionner des difficultés pour maintenir un joint étanche et peuvent favoriser une corrosion à cet endroit.
D'autre part, les points de support de la moitié inférieure de la couronne d'aubes sont déplacés par rapport à la moitié supérieure, toute la moitié inférieure de la couronne d'aubes ou une partie considérable de celle- ci peut se dilater vers le haut par rapport à l'enveloppe, de façon à porter atteinte aux interstices des garnitures d'étanchéité entre la couronne d'aubes et le rotor. Il n'est pas indiqué de supporter les parties de couronnes d'aubes sur des chevilles radiales passant par la paroi de l'enveloppe, parce que ceci affai blirait ladite paroi de façon inadmissible, et il pourrait en résulter d'ailleurs un risque de fuites de fluide.
Par la présente invention, ces difficultés sont surmontées d'une façon relativement simple. Ceci est réalisé par le fait que cha que couronne d'aubes fixe est combinée avec un organe-clavette disposé pour être inséré dans une échancrure de la paroi de l'enve loppe à une certaine distance du joint longi tudinal de celle-ci et pour être amené en prise avec une échancrure pratiquée dans la couronne d'aubes après avoir placé cette der nière dans l'enveloppe, le mouvement pour amener l'organe-clavette à sa position de prise étant transversal par rapport au plan de la couronne d'aubes.
De préférence, l'échancrure dans la pa roi de l'enveloppe est formée partiellement dans la partie de l'enveloppe comprise entre deux couronnes d'aubes et l'organe-clavette est établi pour être inséré en position de prise ou en être retiré à travers cette partie de ladite échancrure. L'organe-clavette peut être verrouillé dans sa position de prise au moyen d'un dispositif de verrouillage et il peut être déverrouillé de nouveau lorsqu'on désire enlever les parties de couronne d'aubes de l'enveloppe.
Plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exem ple, au dessin annexé, dans lequel: La fia. 1 représente une couronne d'au bes fixes de turbine à vapeur, montée en place et dessinée en élévation plus ou moins schématique; La fia. 2 en est une vue en plan mon trant les moitiés inférieures de deux couron nes d'aubes fixes consécutives, les moitiés su périeures des couronnes d'aubes étant enle vées; Les fia. 3 et 4 montrent à plus grande échelle des fragments à peu près diamétrale ment opposés de la moitié inférieure d'une couronne d'aubes, adjacent au joint horizon tal de l'enveloppe, en élévation prise du côté d'admission de la couronne d'aubes;
La fia. 5 montre à plus grande échelle un plan d'une partie d'une turbine au joint horizontal de l'enveloppe, par exemple comme indiqué par la ligne V-V de la fia. 1; Les fia. 6 et 7 sont à plus grande échelle des vues latérales d'une partie de couronne d'aubes adjacente au joint horizontal de l'en veloppe en regardant dans les directions in diquées par les flèches VI et<I>VII</I> à la fia. 1; La fia. 8 représente. à plus grande échelle une coupe transversale suivant la ligne VIII-VIII de la fia. 1; La fia. 9 montre des vues en plan, laté rale et .en bout, d'un élément de guidage qui est employé comme représenté à la fia. 8;
La fia. 10 montre une vue en plan et une élévation latérale d'un organe-clavet-te comme employé à la fia. 5, et Les fia. 11 et 12 sont des vues sensible ment similaires à celles de la fia. 5, mais montrant des variantes de l'organe-clavette.
Aux fia. 1 et 2 on a représenté des or ganes-clavettes 1, 1 et 1', l' qui sont enfon cés en partie dans les moitiés de couronne d'aubes inférieure et supérieure 2, 2' et en partie dans la paroi adjacente de l'enveloppe de turbine 3 (fia. 2) près du joint horizon tal des parties de celle-ci.
Il y a un petit interstice circonférentiel entre la périphérie de la couronne d'aubes et la paroi de l'en veloppe et pratiquement toutes les parties de la moitié inférieure C de la couronne d'aubes, dont le poids est supporté par les organes- clavettes 1 aussi bien que de la partie supé- rieure-2' de la couronne d'aubes, dont le poids est Ssupporté par les organes-clavettes l' peuvent librement se dilater ou se contracter radialement par rapport.
à l'axe de la turbine, et en même temps cette dilatation ou contraction n'exerce aucune influence sur les faces du joint ho rizontal des parties de l'enveloppe de turbine.
Une forme appropriée d'organe-clavette est représentée en .détail à la fig. 10. L'or gane-clavette a sensiblement la forme d'un secteur et l'échancrure 4 (fig. 5) dans la pa roi de l'enveloppe dans laquelle l'organe- clavette doit pénétrer a une forme corres pondante. La couronne d'aubes fixes présente une rainure ou échancrure cunéiforme 4' qui se trouve en face de l'échancrure 4 lorsque la couronne d'aubes est placée en position dans la rainure circonférentielle 5 de la paroi de l'enveloppe.
Il existe ainsi une échancrure en forme de secteur pour recevoir l'organe- clavette 1, l'ouverture de ladite échancrure étant située clans l'espace 6 entre deux cou ronnes d'aubes fixes adjacentes. Avant de placer le rotor de turbine portant les disques ou couronnes d'aubes mobiles 7 en position, les organes-clavettes pour supporter les cou ronnes d'aubes fixes sont insérés à partir de l'espace 6 dans leurs échancrures 4 et tournés en position comme indiqué à la fig. 5.
L'organe-clavette 1 peut. être bloqué en position au moyen d'une cheville 8 passant par un trou percé dans la face de joint de l'enveloppe de turbine et dans l'organe- clavette. Il est à remarquer que la cheville 8 est disposée dans la partie de la paroi clé l'enveloppe de turbine comprise entredeuxcou- ronnes d'aubes et est plus rapprochée de l'axe clé la turbine que les rainures 5 qui renfer ment les couronnes d'aubes de façon que la solidité de la paroi de l'enveloppe de turbine et l'efficacité du joint horizontal entre les parties de l'enveloppe ne soient pas compro mises.
Pour faciliter le montage des couronnes d'aubes fixes dans l'enveloppe de turbine, des pièces de guidage et de repérage 9, 9' sont prévues au fond et au sommet des deux moi tiés de l'enveloppe (voir fig. 1). Ces pièces de guidage sont de préférence construites comme représenté aux fig. 8 et 9; elles com portent une saillie verticale 10 de forme trian gulaire disposée pour venir se placer dans une rainure correspondante de la couronne d'aubes, comme représenté.
On remarquera que ni les organes-clavettes 1, ni les pièces de guidage 9 ne demandent une intervention à la face 11 de la couronne d'aubes du côté de la pression plus faible, et ne diminuent par conséquent pas l'étanchéité du joint entre la dite face et la paroi contiguë de la rainure 5.
Afin de conserver la rigidité de la cou ronne intégrale d'aubes, on a prévu des pièces de jonction circonférentielles disposées dans clés rainures pratiquées à la périphérie inté rieure et extérieure des couronnes d'aubes. Les pièces de jonction extérieures 12 (fig. 5 à 8) des demi-couronnes d'aubes sont de pré férence soudées comme indiqué en 14 autour des parties de couronne d'aubes où les rainu res sont formées pour la réception des or- ganes-clavettes 2 et des pièces de guidage 9. Si on le désire, les pièces de jonction peu vent être soudées sur la couronne d'aubes sur toute sa circonférence entière.
Les couronnes d'aubes sont d'ailleurs renforcées par ce sou dage, et il est à observer à la fig. 5 que les rainures 4 et les organes-clavettes 1 passent à travers une partie de la pièce de jonction. On voit également aux fig. 6 et 7 qu'une extrémité de la pièce de jonction 12 de chaque demi-couronne d'aubes pénètre dans la rai nure de la pièce de jonction de l'autre demi- couronne d'aubes au joint 15 (indiqué par des hâchures transversales).
Si l'on désire démonter une des couronnes d'aubes 2, on n'a qu'à enlever les chevilles 8 des organes-clavettes 1 correspondants et à retirer les organes-clavettes à travers l'es pace 6 entre deux couronnes d'aubes, le rotor de la turbine ayant naturellement été enlevé au préalable. Après avoir retiré les organes- clavettes 1, on peut démonter les parties de la couronne d'aubes.
Pour faciliter l'enlèvement des organes clavettes 1, ces derniers peuvent être munis d'une rainure 16 (fig. 3, 5, et 10) dans la quelle on peut insérer un outil en vue d'y appliquer une force appropriée pour retirer l'organe-clavette. L'organe-clavette est retiré au moyen d'un mouvement de rotation autour du centre 17 (fig. 5) du cercle 18 dont le dit organe clavette forme pratiquement un secteur. Un outil approprié à cet effet est, par exemple, un levier coudé avec un nez disposé pour venir se placer dans la rainure 16 et un tourillon formant un point d'ap pui dont l'axe, lors de l'emploi de l'outil, est en alignement vertical avec le centre 17.
Le tourillon est _ inséré dans une ouverture d'un bloc d'appui faisant -fonction de selle qui est placée sur le bord horizontal de la demi- couronne d'aubes avec ladite ouverture en position coaxiale avec le centre 17. Lorsque le nez de l'outil est inséré dans la rainure 16 de l'organe-clavette et le tourillon dans l'ouverture du bloc d'appui, il suffit d'exécu ter un simple mouvement de rotation de l'ou til autour du centre 17 pour enlever l'organe- clavette.
Il va de soi que d'autres formes d'organe- clavette et d'autres moyens pour fixer celles- ci ou les retirer de place sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Deux variantes possibles sont représentées, à titre d'exemple, aux- fig. 11 et 12.A la fig. 11, on a repré senté un organe-clavette 1 qui a sensiblement la. forme de secteur, lequel, 'lorsqu'il est en position, est complètement enfoncé dans la paroi de l'enveloppe.
L'organe-clavette 1 est muni d'un trou conique 18 dans lequel on peut insérer la vis 19 lorsqu'on désire retirer l'organe-clavette. Ce dernier présente une lè vre 20, et lorsqu'on a commencé à retirer l'or- gane-clavette de son échancrure à l'aide de la. vis 19, de façon que la lèvre se trouve acccs- sible,, l'organe-clavette peut être retiré com plètement en insérant un outil derrière ladite lèvre.
La fig. 12 montre un organe-clavette 21 d'une autre forme, qui peut être placé en position de prise avec la couronne d'aubes 22 par un mouvement linéaire transversalement par rapport au plan de la couronne d'aubes au lieu d'un mouvement de rotation comme dans l'exemple sus-décrit. Avec cette cons truction, il faut que la couronne d'aubes '1\.? soit montée et calée en position avant que la couronne d'aubes adjacente 23 ne soit montée dans l'enveloppe.
Lorsque la couronne d'aubes 23 est pla cée en position, elle sert toutefois à verrouil ler l'organe-clavette 21 et ce dernier ne peut pas être retiré sans enlever d'abord la coi.- ronne d'aubes 23. L'organe-clavette 21 est muni d'une saillie 24 pour pouvoir le retirer plus facilement.
Dans une turbine à plusieurs étages, cer taines couronnes d'aubes fixes peuvent être montées l'une après l'autre et les organes- clavettes peuvent être verrouillés en position de la manière précédemment décrite par rap port à la fig. 10, tandis que d'autres cou ronnes d'aubes peuvent être fixées à l'aide d'organes-clavettes établis suivant les autres formes décrites ci-dessus ou de toute autre manière désirée.
Il va de soi que les organes-clavettes et les pièces de guidage ne s'appuient normale ment pas fortement sur les surfaces intérieu res des échancrures de la couronne d'aubes, dans lesquelles ils sont logés, mais on a prévu un faible jeu pour permettre à la couronne d'aubes de se dilater librement.
I1 résulte de ce qui précède que l'inven tion procure un moyen convenable de mon tage des parties des couronnes d'aubes fixes dans l'enveloppe de turbines à vapeur de fa çon à leur permettre de se dilater librement sans provoquer de difficultés par rapport aux garnitures d'étanchéité sans nuire à la soli dité de la paroi de l'enveloppe et sans né cessiter d'intervenir à la surface du joint lou- gitudinal entre les parties de l'enveloppe d'une manière pouvant réduire l'aire efficace de celle-ci. En même temps, l'invention n'in troduit pas de difficultés d'assemblage ou de démontage de la turbine, mais facilite plu tôt ce travail.
Bien qu'il soit en général préférable de disposer les échancrures dans la paroi de l'enveloppe de turbine à une distance d'en viron 25 mm du joint longitudinal de celle ci, il peut être possible, dans certains cas, de disposer lesdites échancrures à une distance plus grandes dudit joint, mais il faudra alors prendre des précautions pour avoir les sur faces portantes des parties des organes- clavettes qui viennent en prise avec la cou ronne d'aubes pratiquement en position ra diale par rapport à l'axe de la turbine.