EP0206135A1 - Dispositif de liaison entre une turbine à vapeur et un condenseur - Google Patents

Dispositif de liaison entre une turbine à vapeur et un condenseur Download PDF

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EP0206135A1
EP0206135A1 EP86107998A EP86107998A EP0206135A1 EP 0206135 A1 EP0206135 A1 EP 0206135A1 EP 86107998 A EP86107998 A EP 86107998A EP 86107998 A EP86107998 A EP 86107998A EP 0206135 A1 EP0206135 A1 EP 0206135A1
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines
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    • F28B9/00—Auxiliary systems, arrangements, or devices
    • F28B9/02—Auxiliary systems, arrangements, or devices for feeding steam or vapour to condensers

Definitions

  • the present invention relates to a connecting device between a steam turbine and a condenser.
  • the invention relates to turbines with axial exhaust with condenser at end. This is to ensure a suitable connection between the turbine and the condenser without the relative expansions which exist between the condenser and the turbine reacting abnormally on the turbine causing misalignments and deformations which impair the proper functioning of the turbine to steam.
  • An arrangement which consists in that the exhaust sleeve of the turbine is connected to the condenser by means of an expansion bellows making it possible to absorb the relative differences in vertical expansion between the condenser and the turbine.
  • the condenser is free to move longitudinally in the axis of the turbine and the forces due to atmospheric pressure pushing the condenser towards the turbine are compensated by articulated flying buttresses, arranged in parallel with said bellows, connecting the sleeve of exhaust to the condenser.
  • the present invention aims to ensure that the relative expansions between the turbine and the condenser do not cause reaction forces from the condenser to the turbine.
  • the invention thus relates to a connection device between a steam turbine and a condenser, the turbine being supported by a bearing on the intake side and a bearing on the exhaust side and being axially exhausted with a condenser at the end and comprising a sleeve.
  • this provision provides an additional advantage which is to allow the visit of the exhaust bearing of the turbine by accessing it by the axial tubular shell, open to the atmosphere whereas in the previous arrangement, such access requires a chimney access to the bearing which crosses the exhaust sleeve transversely, therefore in the passage of steam.
  • said turbine comprises an axial fixed point located at the level of the intake side bearing.
  • the condenser is linked to the ground.
  • the expansion of the condenser is carried out from a transverse key.
  • the assembly shown shows an axial turbine 1 and a condenser 2 located axially at the end of the turbine, beyond an exhaust sleeve 3 of the turbine and connected to this sleeve by an elastic seal. waterproof 4.
  • the turbine 1 is supported by blocks 5 and 6A, 6B at the level of the bearing on the intake side 7 and the bearing on the exhaust side 8 disposed in the exhaust sleeve 3, respectively.
  • the bearing on the intake side. 7 is rigidly connected to the turbine body by beams 9 and 10 and it rests on the block 5 by legs 11, 12 by means of pads 13, 14 resting on a sole 15 anchored in the massif 5.
  • the bearing 8, on the exhaust side is rigidly connected by support arms 18 to an internal ferrule 19 itself supported in the exhaust sleeve 3 by arms 20.
  • the exhaust sleeve 3 is fixed to the turbine body by a flange 21.
  • Figure 4 shows the parts of the bearing 8 on the exhaust side. It comprises a bearing body 22, a cap 23 and a stirrup 24 which holds the upper 25 and lower 26 bearings in place 26.
  • the shaft of the turbine rotor is seen.
  • the turbine is supported, as can be seen in the figures, at the level of the bearing 8 by lugs 28 and 29 by means of pads 30 and 31 resting freely on flanges 32 and 33 anchored in the solid masses 6A and 6B.
  • the turbine On the side of this exhaust end, the turbine is not axially fixed and it can expand freely by sliding on its pads 30, 31.
  • FIGs 1 and 2 there is shown schematically the last row of movable vanes 34.
  • the condenser 2 is connected to the ground by any means fixing its position, for example by a transverse key 35 allowing the free expansion of the condenser on the part and other of the key.
  • the condenser 2 is connected to the exhaust sleeve 3 by a tight elastic seal 4 clamped by jaws 36, 37.
  • the condenser is open and connected to a flange 38 by a second watertight elastic seal 39 clamped by jaws 40 and 41.
  • This flange has a circular orifice 42 and is fixed on the periphery of this orifice, to a end 43 of a tubular ferrule 44 which passes entirely through the condenser in the axis of the turbine and the other end 45 of which is fixed to the internal ferrule 19.
  • the ferrule 44 passes between two bundles 46 of tubes.
  • the first purpose of this ferrule 44 is to compensate for the force due to the atmospheric pressure which is exerted outside the turbine in the direction of the condenser 2.
  • This ferrule thus allows, thanks to its connection to the flange 38, of a diameter equal to the diameter of the right end of the exhaust sleeve and subjected to atmospheric pressure on its external face only, to exert a contrary force on the fixed parts of the turbine.
  • the condenser and the turbine are completely mechanically decoupled thanks to the seals 4 and 39 allowing their respective free expansion both vertically and axially and the forces due to atmospheric pressure are compensated by the flange 38 by l 'intermediate the ferrule 44 and the fixed parts of the bearing 8 linked to the exhaust sleeve 3 and therefore to the turbine stator.
  • the supports thus undergo no effort due to atmospheric pressure.
  • the ferrule 44 also provides additional advantages. Indeed, it allows access to the bearing 8 on the exhaust side without dismantling the body of the turbine and without requiring chimneys radially passing through the sleeve 3. The passage of steam is therefore not hindered. The ferrule also allows the passage of oil and steam piping.

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Abstract

Dispositif de liaison entre une turbine à vapeur (1) et un condenseur (2), la turbine étant supportée par un palier côté admission (7) et un palier côté échappement (8) et étant à échappement axial avec condenseur en bout et comportant une manchette d'échappement (3), liée au stator de turbine et dont l'extrémité est reliée au condenseur par l'intermédiaire d'un joint élastique étanche (4), caractérisé en ce qu'une virole tubulaire (44) traverse de part en part et librement le condenseur dans l'axe de la turbine, ladite virole étant liée d'une part, à l'une (45) de ses deux extrémités, aux parties fixes du palier côté échappement de la turbine, liées à ladite manchette (3), et d'autre part, à son autre extrémité (43), à une bride (38) de même diamètre que celui de l'extrémité de la manchette d'échappement, un joint élastique étanche (39) reliant la périphérie de ladite bride au condenseur.

Description

  • La présente invention concerne un dispositif de liaison entre une turbine à vapeur et un condenseur.
  • Plus particulièrement, l'invention se rapporte aux turbines à échappement axial avec condenseur en°bout. Il s'agit d'assurer une liaison convenable entre la turbine et le condenseur sans que les dilatations relatives qui existent entre le condenseur et la turbine ne réagissent anormalement sur la turbine entraînant des désalignements et des déformations qui nuisent au bon fonctionnement de la turbine à vapeur.
  • On connaît une disposition qui consiste en ce que la manchette d'échappement de la turbine est reliée au condenseur par l'intermédiaire d'un soufflet de dilatation permettant d'absorber les différences relatives de dilatation verticale entre le condenseur et la turbine. Le condenseur est libre de se déplacer longitudinalement dans l'axe de la turbine et les efforts dûs à la pression atmosphérique poussant le condenseur vers la turbine sont compensés par des arcs-boutants articulés, disposés en parallèle avec ledit soufflet, reliant la manchette d'échappement au condenseur.
  • Cependant, une telle disposition ne supprime pas tous les efforts sur la turbine, en effet, lors des dilatations de la turbine, celle-ci, par l'intermédiaire des arcs-boutants repousse le condenseur qui lui oppose de considérables efforts de frottement, en outre, les tuyauteries de liaison au condenseur réagissent également sur la turbine lors de tels déplacements.
  • La présente invention a pour but de faire en sorte que les dilatations relatives entre la turbine et le condenseur ne provoquent pas d'efforts de réaction du condenseur vers la turbine.
  • L'invention a ainsi pour objet un dispositif de liaison entre une turbine à vapeur et un condenseur, la turbine étant supportée par un palier côté admission et un palier côté échappement et étant à échappement axial avec un condenseur en bout et comportant une manchette d'échappement, liée au stator de turbine et dont l'extrémité est reliée au condenseur par l'intermédiaire d'un joint élastique étanche, caractérisé en ce qu'une virole tubulaire traverse de part en part et librement le condenseur dans l'axe de la turbine, ladite virole étant liée d'une part, à l'une de ses deux extrémités, aux parties fixes du palier d'échappement de la turbine liées à ladite manchette, et d'autre part à son autre extrémité, à une bride de même diamètre que celui de l'extrémité de la manchette d'échappement, un joint élastique étanche reliant la périphérie de ladite bride au condenseur.
  • Ainsi, grâce à l'invention, il n'y a plus aucune réaction du condenseur sur la turbine, ni verticalement, ni axialement. En outre, cette disposition procure un avantage supplémentaire qui est de permettre la visite du palier échappement de la turbine en y accédant par la virole tubulaire axiale, ouverte à l'atmosphère alors que dans la disposition antérieure, un tel accès nécessite une cheminée d'accès au palier qui traverse transversalement la manchette d'échappement donc dans le passage de la vapeur.
  • Selon une réalisation préférée de l'invention, ladite turbine comporte un point fixe axial situé au niveau du palier côté admission. De préférence également, le condenseur est lié au sol.
  • La dilatation du condenseur s'effectue à partir d'une clavette transversale.
  • On va maintenant donner la description d'un exemple de réalisation de l'invention en référence au dessin annexé dans lequel :
    • La figure 1 montre en élévation un ensemble comprenant une turbine axiale et son condenseur en bout.
    • La figure 2 est une vue partielle de la figure 1 en coupe axiale.
    • La figure 3 est une coupe selon III-III de la figure 1.
    • La figure 4 est une coupe selon IV-IV des figures 1 et 2.
  • En se référant aux figures, l'ensemble représenté montre une turbine axiale 1 et un condenseur 2 situé axialement en bout de la turbine, au-delà d'une manchette d'échappement 3 de la turbine et relié à cette manchette par un joint élastique étanche 4.
  • La turbine 1 est supportée par des massifs 5 et 6A, 6B au niveau respectivement, du palier côté admission 7, et du palier côté échappement 8 disposé dans la manchette d'échappement 3.
  • Le palier côté admission.7 est relié rigidement au corps de turbine par des poutres 9 et 10 et il repose sur le massif 5 par des pattes 11, 12 par l'intermédiaire de patins 13, 14 reposant sur une semelle 15 ancrée dans le massif 5.
  • Des clavettes 16, 17 fixent axialement la turbine au niveau de ce palier côté admission 7.
  • Le palier 8, côté échappement est relié rigidement par des bras supports 18 à une virole interne 19 elle-même supportée dans la manchette d'échappement 3 par des bras 20. La manchette d'échappement 3 est fixée au corps de turbine par une bride 21.
  • La figure 4 montre les pièces du palier 8 côté échappement. Il comprend un corps de palier 22, un chapeau 23 et un étrier 24 qui maintient en place les coussinets supérieur 25 et inférieur 26. En 27, on voit l'arbre du rotor de turbine. Du côté échappement, la turbine est supportée, comme on le voit sur les figures, au niveau du palier 8 par des pattes 28 et 29 par l'intermédiaire de patins 30 et 31 reposant librement sur des semelles 32 et 33 ancrées dans les massifs 6A et 6B. Du côté de cette extrémité échappement, la turbine n'est pas fixée axialement et elle peut se dilater librement en glissant sur ses patins 30, 31.
  • Sur les figures 1 et 2, on a représenté schématiquement la dernière rangée d'aubes mobiles 34. Le condenseur 2 est lié au sol par un moyen quelconque fixant sa position, par exemple par une clavette transversale 35 permettant la libre dilatation du condenseur de part et d'autre de la clavette.
  • Comme on l'a dit plus haut, le condenseur 2 est relié à la manchette d'échappement 3 par un joint élastique étanche 4 serré par des mâchoires 36, 37.
  • A l'extrémité opposée, le condenseur est ouvert et relié à une bride 38 par un deuxième joint élastique étanche 39 serré par des mâchoires 40 et 41. Cette bride comporte un orifice 42 circulaire et est fixée sur la périphérie de cet orifice, à une extrémité 43 d'une virole tubulaire 44 qui traverse entièrement le condenseur dans l'axe de la turbine et dont l'autre extrémité 45 est fixée à la virole interne 19. La virole 44 passe entre deux faisceaux 46 de tubes. Le premier but de cette virole 44 est de compenser l'effort dû à la pression atmosphérique qui s'exerce à l'extérieur de la turbine dans la direction du condenseur 2. Cette virole permet ainsi, grâce à sa liaison à la bride 38, d'un diamètre égal au diamètre de l'extrémité droite de la manchette d'échappement et soumise à la pression atmosphérique sur sa face externe seulement, d'exercer un effort contraire sur les parties fixes de la turbine.
  • Ainsi, grâce à l'invention, le condenseur et la turbine sont complètement découplés mécaniquement grâce aux joints 4 et 39 permettant leur libre dilatation respective aussi bien verticale qu'axiale et les efforts dûs à la pression atmosphérique sont compensés par la bride 38 par l'intermédiaire de la virole 44 et des pièces fixes du palier 8 lié à la manchette d'échappement 3 et donc au stator de turbine. Les appuis ne subissent ainsi aucun effort dû à la pression atmosphérique.
  • La virole 44 apporte en outre des avantages supplémentaires. En effet, elle permet d'avoir accès au palier 8 côté échappement sans démonter le corps de la turbine et sans nécessiter de cheminées traversant radialement la manchette 3. Le passage de la vapeur n'est donc pas gêné. La virole permet également le passage de tuyauterie d'huile et de vapeur.

Claims (1)

1/ Dispositif de liaison entre une turbine à vapeur (1) et un condenseur (2), la turbine étant supportée par un palier côté admission (7) et un palier côté échappement (8) et étant à échappement axial avec condenseur en bout et comportant une manchette d'échappement (3), liée au stator de turbine et dont l'extrémité est reliée au condenseur par l'intermédiaire d'un joint élastique étanche (4), caractérisé en ce qu'une virole tubulaire (44) traverse de part en part et librement le condenseur dans l'axe de la turbine, ladite virole étant liée d'une part, à l'une (45) de ses deux extrémités, aux parties fixes du palier côté échappement de la turbine, liées à ladite manchette (3), et d'autre part, à son autre extrémité (43), à une bride (38) de même diamètre que celui de l'extrémité de la manchette d'échappement, un joint élastique étanche (39) reliant la périphérie de ladite bride au condenseur. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite turbine comporte un point fixe axial (16, 17) situé au niveau du palier (7) côté admission. 3/ Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le condenseur est lié au sol par une clavette transversale (35).
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