EP0064679A1 - Aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a directional vane for divergent veins of a steam turbine comprising blades arranged between a floor and a ceiling defining with the blades said veins in which the surfaces of the upper surface and lower surface of the blades are substantially orthogonal to the floor.
- the surfaces of the upper surface and the lower surface of the blades consist of generators substantially rectilinear orthogonal to the floor and making an angle close to the angle 90 ° + 8 with the ceiling, ⁇ being the angle divergence of the vein.
- the directing vane according to the present invention is characterized in that the surfaces of the lower surface and upper surface of the blades are substantially orthogonal to the ceiling of the veins.
- This turbine comprises a succession of fixed and mobile blading.
- the directional vane 1 of the top stage comprises vanes 2 arranged between a cylindrical floor 3 and a conical ceiling 4 forming an angle ⁇ with the axis 00 'of the turbine.
- This angle ⁇ is particularly important for the last stage of the low pressure part of the turbine. In addition, when it is desired to use terminal movable blades of great height, this divergence is further accentuated.
- the values of ⁇ at the right of the top stage guide vane are usually between 25 ° and 70 °.
- FIG 2 there is shown a top view of the director vane 1 with two consecutive blades 2, 2 '.
- the vein 3 is limited by the lower surface of the blade 2, the upper surface of the blade 2 'and by the ceiling and the floor.
- the minimum distance ⁇ . between the two neighboring blades 2, 2 ′ leaves from the end a of the trailing edge of the blade 2 to a point b of the upper surface of the blade 2 ′.
- the circle with center a and radius ⁇ . is tangent in b to the upper surface of dawn 2 '.
- this section has substantially the shape of a ring sector ai bi bs as (ai, bi being on the floor and as, bs on the ceiling) lying between the floor 3, the ceiling 4 , the trailing edge of the blade 2 and the upper surface of the blade 2 '(see FIG. 3).
- the minimum flow cross-section has the shape of a quadrilateral ai bi bs as (neglecting the curvatures of ai bi on the floor 3, and as bs on the ceiling 4) which essentially differs of the section shown in Figure 3 by the triangle as bs es, bs es being drawn parallel to ai bi (see Figure 4).
- the angle A as bs es of the triangle as bs es is all the more close to the angle ⁇ that the exit angle of the jet ⁇ 1S with the grid front is small.
- Any cylindrical cut XY centered on the axis of the turbine such as X2 Y2 made at a height below the level bs es, meets the blades.
- any cut XY such as X1 Y1 made on the blade portion between ace and es cuts the blade 2 but no longer cuts the blade 2 '(see this cut in FIG. 5).
- the flow passage section is determined on one side by the lower surface of the blade 2 and on the other side by the upper surface of the blade 2 'in a first part b' bo, then by the ceiling of bo to b ".
- FIG 6 there is shown a blade of a conventional blading.
- the surfaces of the upper surface and the lower surface are orthogonal to the floor and make an angle ⁇ + 90 ° with the ceiling 4.
- the successive profiles of the blades are joined by lines such as m, n, p which are never very distant from a straight line.
- a dawn of a vane. according to the invention is shown in Figure 7.
- the surfaces of the upper surface and the lower surface are orthogonal to the floor.
- the dawn is straight up to an intermediate profile I and then is bent enough so that the surfaces of the upper surface and the lower surface are also orthogonal to the ceiling.
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Abstract
Description
- La présente invention a trait à un aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur comportant des aubes disposées entre un plancher et un plafond définissant avec les aubes lesdites veines dans lequel les surfaces des extrados et des intrados des aubes sont sensiblement orthogonales au plancher.
- Dans les aubages directeurs connus les surfaces de l'extrados et de l'intrados des aubes sont constituées par des génératrices sensiblement rectilignes orthogonales au plancher et faisant un angle voisin de l'angle 90° + 8 avec le plafond, θ étant l'angle de divergence de la veine.
- Dans de tels aubages les pertes secondaires sont importantes au voisinage du sommet des aubes. Pour diminuer ces pertes, l'aubage directeur selon la présente invention est caractérisé en ce que les surfaces de l'intrados et de l'extrados des aubes sont sensiblement orthogonales au plafond des veines.
- La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre et des dessins annexés.
- La figure 1 représente une coupe axiale d'une turbine à vapeur à veine divergente.
- La figure 2 représente une vue de haut de l'aubage directeur de la turbine selon la figure 1.
- La figure 3 représente une coupe selon la ligne A-B de la figure 2 dans le cas où la veine est cylindrique.
- La figure 4 représente la même coupe dans le cas où la veine est divergente.
- La figure 5 représente une coupe X-Y au niveau X1 Y1 de la figure 4.
- La figure 6 représente un aubage classique.
- La figure 7 représente un aubage selon l'invention.
- La figure 1 représente une turbine à vapeur dont les veines ont une forme divergente dans le sens du flux.
- Cette turbine comporte une succession d'aubage fixe et d'aubage mobile.
- L'aubage directeur 1 du dernier étage comporte des aubes 2 disposées entre un plancher 3 cylindrique et un plafond conique 4 faisant un angle θ avec l'axe 00' de la turbine.
- Cet angle θ est particulièrement important pour le dernier étage de la partie basse pression de la turbine. De plus, lorsque on désire utiliser des aubes mobiles terminales de grande hauteur, cette divergence est encore accentuée.
- Dans les turbines connues, les valeurs de θ au droit de l'aubage directeur du dernier étage sont usuellement comprises entre 25° et 70°.
- Sur la figure 2, on a représenté une vue de haut de l'aubage directeur 1 avec deux aubes consécutives 2, 2'.
- La veine 3 est limitée par l'intrados de l'aube 2, l'extrados de l'aube 2' et par le plafond et le plancher.
- La distance minimale δ. entre les deux aubes voisines 2, 2' part de l'extrémité a du bord de fuite de l'aube 2 jusqu'à un point b de l'extrados de l'aube 2'.
- Le cercle de centre a et de rayon δ. est tangent en b à l'extrados de l'aube 2'.
- Le lieu dans l'espace sur toute la hauteur des aubes 2 et 2' des segments a, b donne la section minimale de passage entre les deux aubes consécutives.
- Lorsque l'angle e est négligeable, cette section a sensiblement la forme d'un secteur d'anneau ai bi bs as (ai, bi étant sur le plancher et as, bs sur le plafond) compris entre le plancher 3, le plafond 4, le bord de fuite de l'aube 2 et l'extrados de l'aube 2' (voir figure 3).
- Toute coupe cylindrique XY autour de l'axe de la turbine dans le cas de la figure 3 rencontre toutes ces aubes, quel que soit l'endroit où cette coupe est pratiquée sur la hauteur des aubes.
- Lorsque l'angle θ est important, la section de passage minimale du flux a la forme d'un quadrilatère ai bi bs as (en négligeant les courbures de ai bi sur le plancher 3, et as bs sur le plafond 4) qui différe essentiellement de la section représentée à la figure 3 par le triangle as bs es, bs es étant tracé parallèlement à ai bi (voir figure 4).
- L'angle A = as bs es du triangle as bs es est d'autant plus voisin de l'angle θ que l'angle de sortie du jet α 1S avec le front de grille est petit.
- En effet, plus α 1S est petit, plus la coupe passant par a et b se rapproche de la coupe I-I.
- Toute coupe cylindrique XY axée sur l'axe de la turbine telle que X2 Y2 pratiquée à une hauteur inférieure au niveau bs es, rencontre les aubes.
- Par contre, toute coupe XY telle que X1 Y1 pratiquée sur la portion d'aube entre as et es coupe l'aube 2 mais ne coupe plus l'aube 2' (voir cette coupe sur la figure 5).
- La section de passage du flux est déterminée d'un côté par l'intrados de l'aube 2 et de l'autre côté par l'extrados de l'aube 2' dans une première partie b' bo, puis par le plafond de bo à b".
- En raison notamment de la surépaisseur bob" a (a' étant l'in- tercection du bord de fuite de l'aube 2' par le cylindre X1 Y1 (avec X1 Y1 compris entre as et cs), il se produit de fortes pertes lors de la détente de la vapeur traversant le triangle as bs cs.
- Sur la figure 6, on a représenté une aube d'un aubage classique. Les surfaces de l'extrados et de l'intrados sont orthogonales au plancher et font un angle θ + 90° avec le plafond 4. Les profils successifs des aubes sont réunis par les lignes telles que m, n, p qui ne sont jamais très éloignées d'une droite.
- Une aube d'un aubage. selon l'invention est représentée à la figure 7. Les surfaces de l'extrados et de l'intrados sont orthogonales au plancher. L'aube est droite jusqu'à un profil intermédiaire I puis est courbée suffisamment pour que les surfaces de l'extrados et de l'intrados soient également orthogonales au plafond.
- Dans l'aubage directeur selon l'invention, les triangles as bs cs ont pratiquement disparu et le rendement est donc amélioré par rapport aux aubages directeurs classiques.
Claims (1)
- Aubage directeur pour veines divergentes de turbine à vapeur comportant des aubes (2, 2') disposées entre un plancher (3) et un plafond (4), caractérisé en ce que les aubes (2, 2') sont courbées et que les surfaces de l'intrados et de l'extrados desdites aubes (2, 2') sont sensiblement orthogonales au plafond (4) de veine.
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