EP0291040B1 - Procédé de montage d'un rotor de turbine à vapeur constitué de disques frettés sur un arbre et fourchette permettant ledit montage - Google Patents

Procédé de montage d'un rotor de turbine à vapeur constitué de disques frettés sur un arbre et fourchette permettant ledit montage Download PDF

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EP0291040B1
EP0291040B1 EP88107601A EP88107601A EP0291040B1 EP 0291040 B1 EP0291040 B1 EP 0291040B1 EP 88107601 A EP88107601 A EP 88107601A EP 88107601 A EP88107601 A EP 88107601A EP 0291040 B1 EP0291040 B1 EP 0291040B1
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disks
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/4932—Turbomachine making
    • Y10T29/49321—Assembling individual fluid flow interacting members, e.g., blades, vanes, buckets, on rotary support member
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    • Y10T29/49799—Providing transitory integral holding or handling portion
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53978—Means to assemble or disassemble including means to relatively position plural work parts

Definitions

  • the present invention relates to a method for mounting a steam turbine rotor consisting of hooped discs on a shaft, said discs being provided with facing cavities, in which female pins are placed in said cavities of a disc and male studs in the facing cavities belonging to the adjacent disc, then each of the discs is hooped by placing the male studs of said disc in the female pawns of the adjacent disc already shrunk.
  • the mounting method according to the invention making it possible to eliminate these risks is characterized in that there are means of spacing in female pawns before introducing the male pawns into the female pawns so that the male pawns are not in contact with the female pins, then remove the spacing means.
  • the spacing means are not removed until after the overspeed tests, which makes it possible to guarantee the presence of a residual clearance between the positioning pins during normal operation.
  • the invention also relates, for application of the method, to a steam turbine rotor made up of discs hooped on a shaft, said discs being provided with cavities facing each other, female pins being placed in said cavities of a disc and pawns.
  • male in the cavities opposite belonging to the adjacent disc the male pins each comprising a stud with two walls parallel to the axis of the rotor spaced from a and the female studs a complementary groove with two walls parallel to the walls of the stud separated from a + 2d, characterized in that it comprises in the mounting state forks each comprising a handle with two teeth of thickness slightly less than d whose outer edges are spaced from a + 2d and which disposed against the walls of the groove.
  • the two teeth have two flaps in a plane perpendicular to the plane of the teeth and coming to be placed on the surface of the female pin on either side of the groove.
  • the turbine rotor to which the invention is applied comprises a shaft 1 around which discs 2 bearing vanes 3 are hooped.
  • the discs 2 are provided with cylindrical cavities 4 facing each other.
  • the cavities 4 on one face of a disk are provided with female pins 5 and the cavities on the face of the neighboring disk which come opposite the female pins 5 are provided with male pins 6 (see FIGS. 2, 3 and 4).
  • the male pin 6 comprises a head 7 filling the cavity 4 and a tenon 8 with two walls parallel to the axis of the rotor spaced by a distance a.
  • the female pin has inside the head 9 a groove 10 complementary to the stud 8 but of width a + 2d.
  • the height of the tenon 8 is less than the depth of the groove 10.
  • the pins 5, 6 are locked in the cavities 4 by keys 11.
  • a fork provided with a handle 13 and two teeth 14 is used for each assembly between two pins 5, 6.
  • the two teeth 14 have a thickness less than d and their outer edges 15 are spaced from a + 2d. .
  • These teeth 14 are provided with two flaps 16 outwardly which come to bear on either side of the groove 10 on the surface 17 of the female pin 5 when the teeth are arranged in the groove.
  • the flaps 16 are arranged at right angles to the teeth 14.
  • the discs 2 have been provided with notches 18 on the face which receives the female pins 5. These notches 18 connect the external surface of the disc 2 to the cavities 4. In each notch 18 there is a fork 12.
  • the handle 13 of the fork 12 is integral with lugs 19 which are bolted to the disc 2 thus holding the fork 12 in place.
  • the forks 12 were mounted on the disc 2 before it was hooped.
  • the male pins 6 of the neighboring disc are fitted into the female pins 5 of the hooped disc. Thanks to the forks 12, the pins 8 of the male pins 6 are not in contact with the grooves 10 of the female pins 5.
  • the forks 12 are kept in place so that the absence of contact is maintained. After these tests, the forks 12 are removed for normal operation of the turbine.

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Description

    Procédé de montage d'un rotor de turbine à vapeur consitué de disques frettés sur un arbre et fourchette permettant ledit montage
  • La présente invention a trait à un procédé de montage d'un rotor de turbine à vapeur constitué de disques frettés sur un arbre, lesdits disques étant munis de cavités se faisant face, dans lequel on dispose des pions femelles dans lesdites cavités d'un disque et des pions mâles dans les cavités en regard appartenant au disque adjacent puis on frette chacun des disques en disposant les pions mâles dudit disque dans les pions femelles du disque adjacent déjà fretté.
  • Les pions assurent la position relative de ces disques les uns par rapport aux autres. Un tel rotor est décrit dans le document FR-A-2295226.
  • L'inventeur s'est aperçu que lorsque les pions mâles étaient en contact avec les pions femelles il y avait des risques de corrosion sous tension. Le procédé de montage selon l'invention permettant d'éliminer ces risques est caractérisé en ce qu'on dispose des moyens d'écartement dans des pions femelles avant d'introduire les pions mâles dans les pions femelles de façon à ce que les pions mâles ne soient pas en contact avec les pions femelles, puis on enlève les moyens d'écartement.
  • De préférence les moyens d'écartement ne sont enlevés qu'après les essais de survitesse ce qui permet de garantir la présence d'un jeu résiduel entre les pions de positionnement lors d'un fonctionnement normal.
  • L'invention concerne également, pour application du procédé, un rotor de turbine à vapeur constitué de disques frettés sur un arbre, lesdits disques étant munis de cavités se faisant face, des pions femelles étant disposés dans lesdites cavités d'un disque et des pions mâles dans les cavités en regard appartenant au disque adjacent, les pions mâles comportant chacun un tenon avec deux parois parallèles à l'axe du rotor écartées de a et les pions femelles une rainure complémentaire avec deux parois parallèles aux parois du tenon écartées de a + 2d,
    caractérisée en ce qu'il comporte dans l'état de montage des fourchettes comprenant chacune un manche avec deux dents d'épaisseur légèrement inférieure à d dont les bords extérieurs sont écartés de a + 2d et qui disposés contre les parois de la rainure.
  • Selon une réalisation préférentielle de la fourchette, les deux dents comportent deux rabats dans un plan perpendiculaire au plan des dents et venant se placer sur la surface du pion femelle de part et d'autre de la rainure.
  • La présente invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre dans laquelle:
    • La figure 1 représente une coupe longitudinale partielle d'un rotor de turbine.
    • La figure 2 représente une vue en coupe partielle des pions emboîtés.
    • La figure 3 représente une vue en coupe selon III-III de la figure 2.
    • La figure 4 représente une vue coupe partielle selon IV-IV de la figure 3.
    • La figure 5 représente l'assemblage de la figure 2 avec la fourchette en place.
    • La figure 6 représente une coupe selon VI-VI de la figure 5 avec arrachement partiel.
    • La figure 7 représente une coupe selon VII-VII de la figure 6.
  • Le rotor de turbine auquel est appliqué l'invention, comporte un arbre 1 autour duquel sont frettés des disques 2 portant des aubes 3.
  • Les disques 2 sont munis de cavités cylindriques 4 se faisant face. Les cavités 4 sur une face d'un disque sont munis de pions femelles 5 et les cavités sur la face du disque voisin qui viennent en regard des pions femelles 5 sont munis de pions mâles 6 (voir figures 2, 3 et 4).
  • Le pion mâle 6 comporte une tête 7 emplissant la cavité 4 et un tenon 8 avec deux parois parallèles à l'axe du rotor écartées d'une distance a. Le pion femelle comporte à l'intérieur de la tête 9 une rainure 10 complémentaire du tenon 8 mais de largeur a + 2d. La hauteur du tenon 8 est inférieure à la profondeur de la rainure 10.
  • Les pions 5, 6 sont bloqués dans les cavités 4 par des clavettes 11.
  • Pour monter les disques on procéde classiquement de la façon suivante.
  • On vient fretter sur l'arbre un premier disque 2 avec ses cavités 4 munies de pions femelles 5. Puis on amène autour de l'arbre un second disque 2 avec sur sa face en regard les cavités 4 munies de pions mâles 6. On engage les tenons 8 des pions mâles 6 dans les rainures 10 des pions femelles 5, puis on frette le second disque 2 et ainsi de suite pour les disques suivants.
  • Selon l'invention on utilise pour chaque assemblage entre deux pions 5, 6 une fourchette munie d'un manche 13 et de deux dents 14. Les deux dents 14 ont une épaisseur inférieure à d et leurs bords extérieurs 15 sont écartées de a + 2d.
  • Ces dents 14 sont munies de deux rabats 16 vers l'extérieur qui viennent s'appliquer de part et d'autre de la rainure 10 sur la surface 17 du pion femelle 5 lorsque les dents sont disposées dans la rainure.
  • Les rabats 16 sont disposés à angle droit par rapport aux dents 14.
  • Les disques 2 ont été munis d'encoches 18 sur la face qui reçoit les pions femelles 5. Ces encoches 18 relient la surface extérieure du disque 2 aux cavités 4. On dispose dans chaque encoche 18 une fourchette 12. Le manche 13 de la fourchette 12 est solidaire de pattes 19 qui sont boulonnées sur le disque 2 maintenant ainsi en place la fourchette 12.
  • Les fourchettes 12 ont été montées sur le disque 2 avant son frettage.
  • Après frettage on vient emboîter les pions mâles 6 du disque voisin dans les pions femelles 5 du disque fretté. Grâce aux fourchettes 12 les tenons 8 des pions mâles 6 ne se trouvent pas au contact des rainures 10 des pions femelles 5.
  • Ainsi on est assuré que les pions mâles 6 ne se trouvent pas en contact avec les pions femelles 5. Lorsqu'on effectue les essais de survitesse on garde les fourchettes 12 en place si bien que l'absence de contact se maintient. Après ces essais on retire les fourchettes 12 pour le fonctionnement normal de la turbine.

Claims (5)

1. Procédé de montage d'un rotor de turbine à vapeur constitué de disques frettés (2) sur un arbre (1), lesdits disques (2) étant munis de cavités (4) se faisant face dans lequel on dispose des pions femelles (5) dans lesdites cavités (4) d'un disque (2) et des pions mâles (6) dans les cavités (4) en regard appartenant au disque adjacent (2) puis on frette chacun des disques (2) en disposant les pions mâles (6) dudit disque dans les pions femelles (5) du disque adjacent déjà fretté, caractérisé en ce qu'on dispose des moyens d'écartement (12) dans des pions femelles (5) avant d'introduire les pions mâles (6) dans les pions femelles (5) de façon à ce que les pions mâles (6) ne soient pas en contact avec les pions femelles (5), puis on enlève les moyens d'écartement (12).
2. Procédé de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'écartement (12) ne sont enlevés qu'après les essais en survitesse.
3. Rotor de turbine à vapeur constitué de disques frettés (2) sur un arbre (1), lesdits disques (2) étant munis de cavités (4) se faisant face, des pions femelles (5) étant disposées dans lesdites cavités (4) d'un disque (2) et des pions mâles (6) dans les cavités (4) en regard appartenant au disque adjacent (2), les pions mâles (6) comportant chacun un tenon (8) avec deux parois parallèles à l'axe du rotor écartées de a et les pions femelles (5) une rainure (10) complémentaire avec deux parois parallèles aux parois du tenon (8) écartées de a + 2d,
caractérisé en ce qu'il comporte dans l'état de montage des fourchettes comprenant chacune un manche (13) avec deux dents (14) d'épaisseur, légèrement inférieure à d dont les bords extérieurs (15) sont écartés de a + 2d et qui sont disposés contre les parois de la rainure (10).
4. Rotor selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux dents des fourchettes comportent deux rabats (16) dans un plan perpendiculaire au plan des dents qui viennent se placer sur la surface (17) des pions femelles (5) de part et d'autre de la rainure (10).
5. Rotor selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que les manches (13) sont fixés de façon amovible au disque (2).
EP88107601A 1987-05-14 1988-05-11 Procédé de montage d'un rotor de turbine à vapeur constitué de disques frettés sur un arbre et fourchette permettant ledit montage Expired - Lifetime EP0291040B1 (fr)

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FR8706784 1987-05-14
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EP0291040A1 EP0291040A1 (fr) 1988-11-17
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EP (1) EP0291040B1 (fr)
JP (1) JPS63302101A (fr)
CN (1) CN1012095B (fr)
AT (1) ATE63364T1 (fr)
CZ (1) CZ329188A3 (fr)
DE (1) DE3862679D1 (fr)
ES (1) ES2022525B3 (fr)
FR (1) FR2615242B1 (fr)
GR (1) GR3002238T3 (fr)
MX (1) MX169353B (fr)
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