Installation de turbine hydraulique L'évolution actuelle de la construction des turbines hydrauliques montre que l'on cher che à construire des machines robustes pré sentant les meilleures qualités de fonctionne ment et de sécurité, ayant un rendement éner gétique excellent et permettant une réalisation de l'ensemble de l'installation la plus écono mique possible.
Ce dernier point joue aujourd'hui un rôle de plus en plus important, car le point de vue choisi est celui conduisant à la meilleure ren tabilité d'une installation complète, même si le rendement mécanique du groupe se trouve légèrement réduit. La considération des éco nomies réalisables sur les ouvrages du génie civil a influencé fortement la construction des groupes électrogènes dont le coût sera égale ment réduit.
Les constructeurs ont donc cherché ces dernières années à réaliser des groupes le plus court possible, et dans le cas des turbines Ka plan, hélice et Francis, par exemple, à axe vertical, au lieu de poser le pivot par l'inter médiaire d'un croisillon, sur le stator de l'al ternateur, ils l'ont mis sur le fond supérieur de la turbine.
Ce déplacement permet de réduire en hau teur le groupe, donc de réaliser des écono mies sur les ouvrages de génie civil et sur le groupe lui-même. Le montage du pivot sur le fond supérieur de la turbine va nécessairement modifier la construction de ce dernier élément qui doit, sans tensions et déformations exagérées, trans mettre le poids des masses tournantes du groupe et la résultante des poussées hydrauli ques à l'anneau des entretoises qui, en général, est scellé dans la maçonnerie.
Tous les constructeurs de turbines hydrau liques ont étudié et réalisé des fonds supérieurs de turbines suffisamment robustes pour assu rer une bonne transmission des charges pro venant de la pivoterie.
Les différentes solutions retenues consis tent à relier l'anneau central disposé au droit des patins du pivot et recevant la charge, à l'anneau des entretoises par des nervures ver ticales et radiales et des éléments de surfaces judicieusement disposés conférant au tout une solidité suffisante.
Ces solutions sont lourdes, elles présentent l'inconvénient de transmettre les charges par des poutres discontinues.
L'installation de turbine hydraulique selon l'invention est aussi du type indiqué ci-dessus, c'est-à-dire une installation dans laquelle les charges axiales du pivot sont transmises à une bride, scellée au moins en partie dans la ma çonnerie, par un fond de la turbine.
Cette installation est caractérisée par le fait que le fond de la turbine comprend des poutres continues réparties autour de l'arbre de la turbine et s'étendant d'un bord à l'autre du fond.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'installation selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale d'une turbine Kaplan à arbre vertical.
Les fig. 2 à 5 sont des vues en plan de diverses dispositions possibles des poutres con tinues dans l'installation selon la fig. 1.
La fig. 6 est une vue en coupe d'une autre forme d'exécution de l'installation.
En référence à la fig. 1, cette installation de turbine hydraulique comprend une roue de turbine Kaplan 1 fixée à l'extrémité inférieure d'un arbre vertical 2 transmettant la puissance de la turbine à une génératrice non représentée. Le poids des masses tournantes de cette ins tallation et la résultante des poussées hydrau liques sont supportés par un pivot 3 dont la couronne de patins 11 repose sur le fond su périeur 4 de la turbine.
Dans cette forme d'exécution, le fond su périeur 4 de la turbine est en une pièce avec le fond supérieur du distributeur 5 dont les aubes 6 sont solidaires d'arbres de commande 7 faisant saillie au-dessus du fond 4.
Le fond 4 prend appui sur une bride 8 scellée dans la maçonnerie constituant le puits 9 dans lequel est placée la turbine. Cette bride 8 fait partie de l'anneau des entretoises 10.
Ce fond 4, qui doit supporter la forte charge du pivot 3, comprend, contre sa face inférieure, des poutres continues 12 réparties autour de l'arbre de la turbine et s'étendant d'un bord à l'autre du fond 4.
Le nombre de ces poutres continues 12 varie selon les dimensions de la turbine et la charge du pivot 3.
Les fig. 2 à 5 montrent diverses disposi tions possibles des poutres 12.
A la fig. 2, seulement deux poutres 12 sont prévues de part et d'autre de l'arbre 2 et s'éten dent jusqu'au bord du fond 4. La fig. 3 montre une construction à l'aide de trois poutres 12.
La fig. 4 montre quatre poutres 12 répar ties autour de l'arbre 2. Quant à la fig. 5, elle montre une disposition utilisant six poutres 12 entrecroisées. On pourrait, bien entendu, pré voir encore un plus grand nombre de poutres 12 sous le fond 4.
Comme on le remarque sur les fig. 1 à 5, la partie médiane 15 des poutres 12 est, dans tous les cas représentés, disposée sous la cou ronne de patins 11 du pivot 3. On peut dire, en outre, que ces poutres 12 sont disposées dans des plans parallèles à l'axe de rotation de la turbine et même qu'elles sont tangentes à un cylindre virtuel d'axe confondu avec l'axe de rotation de la turbine et dont la génératrice passe par la partie centrale de chaque patin 11.
Ces poutres 12 peuvent soit reposer libre ment par leurs extrémités sur la bride 8, soit être encastrées partiellement ou totalement à leurs extrémités dans le fond 4 qui, lui, repose sur la bride 8.
En variante, ces poutres 12, au lieu d'être disposées sous le fond 4, pourraient être pla cées au-dessus du fond de la turbine.
Dans tous les cas envisagés, ces poutres 12, qui constituent en quelque sorte des ner vures du fond 4, peuvent être formées par des éléments laminés et soudés entre eux, par une exécution de fonderie ou encore par une com binaison de tôles laminées avec des éléments venus de fonderie (acier coulé).
La forme d'exécution représentée à la fig. 6 se distingue de celle représentée à la fig. 1 uniquement par le fait que le fond supérieur 4 de la turbine ne s'étend pas jusqu'à la bride 8, mais repose sur une pièce intermédiaire, en l'occurrence le fond supérieur du distributeur 13 qui, lui, repose sur la bride 8 faisant partie de l'anneau des entretoises 10. En outre, un anneau 14 a été _prévu sous la couronne de patins 11.
En variante encore, toutes ces poutres 12, au lieu d'être disposées dans des plans paral lèles à l'axe de rotation de la turbine, pour- raient être disposées dans des plans faisant un certain angle avec cet axe.
Il est bien entendu, en outre, que les pou tres 12 doivent être considérées comme pou tres continues, même si du fait de leur entre- croisure elles doivent être fabriquées en plu sieurs éléments soudés ou rivés ensemble lors du montage complet du fond 4.
Toutes les installations de turbines hydrau liques décrites ci-dessus se rapportaient à des turbines à arbre vertical. Toutefois, il va de soi qu'une construction semblable à celle des turbines indiquées ci-dessus pourrait être ap pliquée à des turbines à arbre horizontal dans lesquelles le pivot est soumis néanmoins à des poussées hydrauliques élevées. Dans une telle installation de turbine à arbre horizontal, la bride 8 ne serait que partiellement scellée dans la maçonnerie ne constituant plus un puits.