EP0415314A1 - Condenseur en béton pour turbine à échappement axial et turbine munie d'un tel condenseur - Google Patents

Condenseur en béton pour turbine à échappement axial et turbine munie d'un tel condenseur Download PDF

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EP0415314A1
EP0415314A1 EP90116375A EP90116375A EP0415314A1 EP 0415314 A1 EP0415314 A1 EP 0415314A1 EP 90116375 A EP90116375 A EP 90116375A EP 90116375 A EP90116375 A EP 90116375A EP 0415314 A1 EP0415314 A1 EP 0415314A1
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concrete
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GEC Alsthom SA
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    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/02—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using water or other liquid as the cooling medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K11/00—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers
    • F01K11/02—Plants characterised by the engines being structurally combined with boilers or condensers the engines being turbines

Definitions

  • Condensers are known, the structure of which is made of concrete, but this condenser is placed under the turbine. The distance between the slab or lower part of the condenser and the axis of the turbine is then greater than 12 m.
  • the present invention does not have these drawbacks relates to a concrete condenser for an axial exhaust turbine resting on a concrete slab, characterized in that the condenser located in the extension of the exhaust consists of a volume whose outer casing is concrete forms a monolithic assembly with the concrete slab, the turbine exhaust being flanged on the inlet of the condenser.
  • the turbine 1 has an axial exhaust 2 forming part of the stator 3.
  • the condenser 5 comprises a rectangular parallelepipedic outer casing 6 located in the extension of the exhaust 2.
  • the lower wall 7 of the condenser is formed by the raft 4. It is located below the lower part of the turbine 1.
  • the front wall 8 corresponding to the condenser turbine connection sleeve is in the form of a truncated pyramid.
  • the turbine side part is provided with a circular flange 9 on which the flange 10 of the turbine is fixed, situated at the rear of the exhaust 2.
  • the front wall 8 joins the side walls 11 and the lower wall 7 and upper 12 of the condenser.
  • the side walls 11 are provided with openings 13 through which pass the bundles of tubes 14 through which the cooling water passes. Lines 15 serve to bring and evacuate this cooling water.
  • the rear wall 16 is provided with concrete supports 17 on which the heaters 18 are arranged.
  • a heat shield 19 Inside the condenser along the concrete walls is arranged a heat shield 19.
  • the rotor 20 of the turbine is supported by two bearings 21 and 22, one located on the intake side, the other in the axial exhaust 2 of the turbine 1.
  • the bearing 21 is supported by a concrete support 23 integral with the concrete slab 4. It includes a stop 37.
  • the bearing 22 includes a bearing 24 on which are fixed a stirrup 25 and a lining 26.
  • the lining 26 is brought to atmospheric pressure by pipeline 27.
  • a vertical concrete wall 28 is provided, integral with the raft 4 and comprising a semi-circular cradle 29 in which the lower part of the exhaust 2 is housed.
  • the bearing 22 is supported by four radiating tie rods 30 and located in a vertical plane perpendicular to the axis of the rotor. Two tie rods are horizontal and the other two are directed downwards and spaced at an angle of 60 ° with the neighboring tie rods.
  • the tie rods 30 are anchored at their ends in the thickness of the wall 28 around the cradle.
  • the tie rods 30 are provided with sealing bellows 31 at their crossing of the wall of the exhaust 2.
  • the exhaust 2 is provided with two lateral legs 32 which rest on two concrete supports 33 integral with the raft 4.
  • the exhaust centering device 1 comprises a key 34 mounted on a concrete support 35 integral with the raft 4, said key 34 being trapped in a slide 36 parallel to the axis of the turbine and integral with the exhaust 2.
  • the supports 23, 33, 35 and the wall 28 are preferably made of concrete and are directly integrated into the raft and constitute with the raft 4 a solid.
  • the condenser turbine connection is made via the flanges 9 and 10.
  • the bottom effect is taken up by the exhaust 2 of the turbine 1 and the outer casing 6 of the condenser.
  • the starting point of the axial expansions of the stator 3 of the turbine 1 is the plane of the flange 9.
  • the stator 2 can drive the stop 37 in the bearing 21 to minimize the differential expansions of the rotor 20 stator 2.
  • a monolithic set of concrete was thus obtained from the base 4 of the turbine, the external envelope 6 of the condenser 5 and the support 17 of the heaters 18.
  • connection between turbine 1 and condenser 5 is very simple (bolted flanges) and it is no longer necessary to provide supports and means for guiding the condenser.
  • Figures 5 and 6 relate to a variant of the turbine described in more detail in French patent application No. 8905544 in the name of the applicant which is included in this application.
  • the vertical concrete wall 28 ′ is the starting point of the concrete structure of the condenser as described above. It is provided with a circular opening 29 ′ on which the exhaust 2 of the turbine 1 is fixed.

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Abstract

Condenseur en béton pour turbine (1) à échappement axial (2) reposant sur un radier (4) en béton caractérisé en ce que le condenseur (5) situé dans le prolongement de l'échappement (2) est constitué d'un volume dont les parois (6) en béton forment un ensemble monolithique avec le radier (4) en béton; l'échappement (2) de la turbine (1) étant bridé sur l'entrée du condenseur (5). Le condenseur n'a besoin ni d'appuis ni de guidage. Meilleur comportement de l'arbre de la turbine en cas de déformation du condenseur. Volume de béton utilisé nettement inféreur au volume utilisé habituellement.

Description

  • On connaît des condenseurs dont la structure est réalisée en béton mais ce condenseur est disposé sous la turbine. La distance entre le radier ou partie basse du condenseur et l'axe de la turbine est alors supérieure à 12 m.
  • L'encombrement et le volume de ce type d'installation est un inconvénient majeur. De plus toute déformation du condenseur peut compromettre la qualité dynamique de la ligne d'arbre puisque la turbine est en appui sur la structure en béton incorporant le condenseur. Un tel condenseur est décrit dans le document GB-A-1015052.
  • La présente invention ne présentant pas ces inconvénients concerne un condenseur en béton pour turbine à échappement axial reposant sur un radier en béton caractérisé en ce que le condenseur situé dans le prolongement de l'échappement est constitué d'un volume dont l'enveloppe extérieure en béton forme un ensemble monolithique avec le radier en béton, l'échappement de la turbine étant bridé sur l'entrée du condenseur.
  • La turbine étant située au même niveau que le conden­seur il y a une très bonne intégration entre l'enveloppe externe du condenseur réalisée en béton et le radier de la turbine si bien que le volume de béton utilisé est nettement moindre que dans la réalisation classique. La turbine qui est dans le prolongement du condenseur ne s'appuie pas sur la structure du condenseur, si bien que la déformation du condenseur due à la pression et au vide n'altère pas le comportement de la ligne d'arbre.
    • La figure 1 représente en coupe une turbine à échappe­ment axial avec son condenseur selon l'invention.
    • Les figures 2 et 3 représentent deux vues en perspecti­ve de la turbine et du condenseur selon la revendication.
    • La figure 4 représente la turbine de la figure 1 en vue de dos.
    • Les figures 5 et 6 représentent une variante de la turbine de la figure 1 en vue de côté et en vue de dos.
  • La turbine 1 comporte un échappement axial 2 faisant partie du stator 3.
  • Elle repose sur un radier en béton (4), par l'intermédiaire d'appuis ou d'appendices en béton 23, 28 et 33.
  • Le condenseur 5 comporte une enveloppe externe parallélépipédique 6 en béton située dans le prolongement de l'échappement 2.
    La paroi inférieure 7 du condenseur est constituée par le radier 4. Elle est située en dessous de la partie inférieure de la turbine 1.
  • La paroi avant 8 correspondant à la manchette de raccordement turbine condenseur est en forme de pyramide tronquée. La partie côté turbine est munie d'une bride circulaire 9 sur laquelle vient se fixer la bride 10 de la turbine située à l'arrière de l'échappement 2.
  • La paroi avant 8 rejoint les parois latérales 11 et la paroi inférieure 7 et supérieure 12 du condenseur.
  • Les parois latérales 11 sont munies d'ouvertures 13 à travers lesquelles passent les faisceaux de tubes 14 parcourus par l'eau de refroidissement. Des canalisations 15 servent à amener et à évacuer cette eau de refroidissement.
  • La paroi arrière 16 est munie de supports en béton 17 sur lesquels sont disposés les réchauffeurs 18.
  • A l'intérieur du condenseur le long des parois en béton est disposé un écran thermique 19.
  • La turbine représentée sur les figures 1 à 4 fait l'ob­jet de la demande de brevet français n°8905701 au nom de la deman­deresse qui est incluse dans cette demande.
  • Le rotor 20 de la turbine est supporté par deux paliers 21 et 22, l'un situé du côté de l'admission , l'autre dans l'échap­pement axial 2 de la turbine 1.
  • Le palier 21 est supporté par un appui en béton 23 so­lidaire du radier en béton 4. Il comporte une butée 37.
  • Le palier 22 comporte un coussinet 24 sur lequel sont fixés un étrier 25 et une garniture 26.
  • La garniture 26 est mise à la pression atmosphérique par une canalisation 27.
  • Selon l'invention, on a prévu une paroi verticale en béton 28 solidaire du radier 4 et comportant un berceau de­mi-circulaire 29 dans lequel vient se loger la partie inférieure de l'échappement 2.
  • Le palier 22 est supporté par quatre tirants 30 rayon­nant et situés dans un plan vertical perpendiculaire à l'axe du rotor.
    Deux tirants sont horizontaux et les deux autres sont dirigés vers le bas et écartés d'un angle de 60° avec les tirants voisins.
  • Les tirants 30 sont ancrés à leurs extrémités dans l'é­paisseur de la paroi 28 autour du berceau.
  • Les tirants 30 sont munis de soufflets d'étanchéité 31 au niveau de leur traversée de la paroi de l'échappement 2.
  • L'échappement 2 est muni de deux pattes latérales 32 qui reposent sur deux appuis en béton 33 solidaires du radier 4.
  • Le dispositif de centrage de l'échappement 1 comporte une clavette 34 montée sur un appui en béton 35 solidaire du radier 4, ladite clavette 34 étant emprisonnée dans une glissière 36 pa­rallèle à l'axe de la turbine et solidaire de l'échappement 2.
  • Les appuis 23,33,35 et la paroi 28 sont de préférence en béton et sont directement intégrés au radier et constituent avec le radier 4 un massif.
  • La transmission des efforts du palier ne passent plus par l'échappement puisque les tirants 30 sont fixés à la paroi en béton 28; le système selon l'invention est particulièrement simple et peut encaisser les grands balourds accidentels.
  • La liaison turbine condenseur se fait par l'intermé­diaire des brides 9 et 10. L'effet de fond est repris par l'échap­pement 2 de la turbine 1 et l'enveloppe extérieure 6 du condenseur. Le point de départ des dilatations axiales du stator 3 de la turbi­ne 1 est le plan de la bride 9.
  • Le stator 2 peut entraîner la butée 37 dans le palier 21 pour minimiser les dilatations différentielles rotor 20 stator 2.
  • On a ainsi obtenu un ensemble monolithique en béton du radier 4 de la turbine, de l'enveloppe extérieure 6 du condenseur 5 et du supportage 17 des réchauffeurs 18.
  • La liaison entre turbine 1 et condenseur 5 est très simple (brides boulonnées) et il n'est plus nécessaire de prévoir des appuis et des moyens de guidage du condenseur.
  • Les figures 5 et 6 concernent une variante de la turbi­ne décrite plus en détail dans la demande de brevet français n°8905544 au nom de la demanderesse qui est incluse dans cette demande.
  • Les parties similaires celles de la turbine décrite aux figures 1 à 4 portent les mêmes références.
  • Selon cette variante, la paroi verticale en béton 28′est le point de départ de la structure en béton du condenseur comme décrit précédemment. Elle est munie d'une ouverture circulaire 29′ sur laquelle vient se fixer l'échappement 2 de la turbine 1.
  • Sur cette paroi 28′ sont en outre ancrés quatre plots 38 uniformément répartis autour de l'ouverture 29′. A ces plots 38 sont fixés de façon amovible les extrémités de quatre tirants 30 supportant le palier 22 et son étrier 25.

Claims (6)

1 - Condenseur en béton pour turbine (1) à échappement axial (2) reposant sur un radier (4) en béton caractérisé en ce que le condenseur (5) situé dans le prolongement de l'échappement (2) est constitué d'un volume dont l'enveloppe extérieure (6) en béton forme un ensemble monolithique avec le radier (4) en béton, l'échappement (2) de la turbine (1) étant bridé sur l'entrée du condenseur (5).
2- Condenseur pour turbine selon la revendication 1 caractérisé en ce que la paroi avant (8) est en forme de pyramide tronquée dont la partie centrale constituant l'entrée du condenseur est munie d'une bride (9) sur laquelle vient se fixer la bride (10) de sortie de l'échappement (2) et dont la périphérie vient rejoindre les parois inférieure (7) et supérieure (12), deux parois latérales (11) étant munie d'ouvertures (13) à travers lesquelles passent des faisceaux de tubes (14) parcourus par de l'eau de refroidissement.
3 - Turbine avec condenseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'échappement (2) comporte à l'intérieur un palier (22) supportant le rotor (20), ledit palier (22) étant supporté par des tirants (30) rayonnant à partir du palier (22) qui traversent l'échappement (2), et sont fixés à leur extrémité dans une paroi verticale (28) solidaire du radier (5), ladite paroi (28) étant munie d'un berceau (29) dans lequel vient se loger la partie inférieure de l'échappement (2), ledit échappement (2) étant muni de pattes (32) posées sur des appuis (33) en béton solidaires du radier (4).
4 -Turbine avec condenseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'échappement (2) comporte à l'intérieur un palier (22) supportant le rotor (20), ledit palier (22) étant supporté par des tirants (30) rayonnant à partir du palier (22) qui traversent l'échappement (2) et sont flasqués à leur extrémité sur la paroi verticale 28′ solidaire du radier (4), et du condenseur (5) ladite paroi (28′) étant munie d'une ouverture (29′) à travers laquelle passe la vapeur de l'échappement (2), ledit échappement (2) étant muni de pattes (32) posées sur des appuis (33) en béton solidaires du radier (4).
5 - Turbine avec condenseur selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'échappement (3) est centré transversalement par un dispositif à clavette (34,36).
6 - Turbine avec condenseur selon l'une des revendications 3 à 5 caractérisé en ce que la paroi arrière (16) du condenseur (5) est munie de supports (17) horizontaux en béton supportant les réchauf­feurs (18).
EP90116375A 1989-08-28 1990-08-27 Condenseur en béton pour turbine à échappement axial et turbine munie d'un tel condenseur Expired - Lifetime EP0415314B1 (fr)

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