FR2571453A1 - Method for cooling heated studs and system for supplying coolant gas used in this method - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de refroidissement de goujons chauffés et système d'alimentation en gaz réfrigérant utilisé dans ce procédé.Method for cooling heated studs and refrigerant gas supply system used in this method.
La présente invention a trait à un procédé de refroidissement de goujons chauffés munis d'un trou central. The present invention relates to a method of cooling heated studs provided with a central hole.
On sait que la tenue dans le temps de l'étanchéité des plans de joint des corps de turbine nécessite la mise en tension, de façon précise, des goujons des brides d'assemblage. On connaît plusieurs procédés de mise en tension des goujons. It is known that the resistance over time of the sealing of the joint faces of the turbine bodies requires the tensioning, in a precise manner, of the studs of the assembly flanges. Several methods of tensioning studs are known.
Le procédé le plus simple consiste à mettre le goujon en tension à l'aide d'une clé qui provoque la rotation de l'écrou et entraîne ainsi l'apparition dans le goujon d'une contrainte de traction associée à une contrainte de cisaillement due à la torsion résultant d'un couple de frottement entre les filetages de goujon et de ltécrou. Ce procédé est limité par la valeur du couple de serrage à mettre en oeuvre. The simplest method is to tension the stud using a wrench which causes the nut to rotate and thus causes the appearance in the stud of a tensile stress associated with a shear stress due to torsion resulting from a friction torque between the stud and nut threads. This process is limited by the value of the tightening torque to be used.
Il est également connu de mettre le goujon en tension à l'aide d'un vérin hydraulique. It is also known to tension the stud using a hydraulic cylinder.
En ajoutant la pression de l'huile d'un vérin monté sur un goujon, un allongement, supérieur à celui nécessaire à la tension désirée, est obtenu. L'écrou est alors amené en appui sur la bride, puis la pression d'huile dans le vérin est annulée. Le goujon ainsi tendu se rétracte en comprimant l'écrou. By adding the oil pressure of a jack mounted on a stud, an elongation, greater than that necessary for the desired tension, is obtained. The nut is then brought to bear on the flange, then the oil pressure in the cylinder is canceled. The stud thus stretched retracts by compressing the nut.
Le contrôle de l'allongement du goujon est immédiat. The control of the elongation of the stud is immediate.
Ce procédé de mise en tension nécessite l'utilisation d'un appareillage pouvant etre lourd et encombrant et de ce fait ne peut convenir à toutes les configurations des brides de joint de turbines. This tensioning process requires the use of an apparatus which can be heavy and bulky and therefore cannot be suitable for all the configurations of the turbine seal flanges.
Il est enfin connu de mettre le goujon en tension à l'aide d'une canne chauffante. Le goujon est alors muni d'un canal central débouchant à ses deux extrémités destiné à recevoir la canne. L'allongement du goujon est obtenu par apport d'énergie thermique. te$crou est amené en appui sur la bride. Lors du refroidissement, le goujon se met en tension progressivement. Finally, it is known to tension the stud using a heating rod. The stud is then provided with a central channel opening at its two ends intended to receive the rod. The extension of the stud is obtained by adding thermal energy. te $ crou is brought to bear on the flange. During cooling, the stud gradually becomes tensioned.
Dans ce procédé, il faut attendre que l'assemblage revienne à une température homogène proche de l'ambiante avant d'effectuer le contrôle de l'allongement, ce qui représente un inconvénient. Pour faire disparature cet inconvénient l'inventeur a eu I1 idée de refroidir le goujon chauffé. In this process, it is necessary to wait for the assembly to return to a homogeneous temperature close to ambient before carrying out the control of the elongation, which represents a drawback. To eliminate this drawback, the inventor had the idea of cooling the heated stud.
Le procédé de refroidissement selon l'invention est caractérisé en ce qu'on enfile une canne creuse dans ledit canal, ladite canne étant munie de trous à sa partie inférieure et étant alimentée en gaz réfrigérant à sa partie supérieure. - -
Pour accroître le contact entre le gaz réfrigérant et la paroi du canal du goujon la canne est munie d'un serpentin entourant sa paroi extérieure au-dessus des trous.The cooling method according to the invention is characterized in that a hollow rod is threaded into said channel, said rod being provided with holes at its lower part and being supplied with refrigerant gas at its upper part. - -
To increase the contact between the refrigerant gas and the wall of the stud channel, the rod is provided with a coil surrounding its outer wall above the holes.
Le gaz réfrigérant est de préférence de l'air ou de l'azote vaporisé mélangé à l'air. The refrigerant gas is preferably air or vaporized nitrogen mixed with the air.
Pour alimenter la canne en gaz réfrigérant on peut utiliser un système comportant un réservoir d'air sous pression un réservoir d'azote liquide (23) alimenté en air sous pression et fournissant un mélange azote vaporisé/air un système de vannes disposées à l'entrée et à la sortie du réservoir d'azote liquide et à la sortie du réservoir d'air, la vanne de sortie du réservoir à azote liquide et la vanne de sortie du réservoir d'air étant reliées à l'entrée de la canne creuse. To supply the rod with refrigerant gas, a system can be used comprising a pressurized air tank a liquid nitrogen tank (23) supplied with pressurized air and supplying a vaporized nitrogen / air mixture a system of valves arranged at the inlet and outlet of the liquid nitrogen tank and outlet of the air tank, the outlet valve of the liquid nitrogen tank and the outlet valve of the air tank being connected to the inlet of the hollow rod .
L'invention va maintenant être décrite plus en détail en se référant à un mode de réalisation particulier cité à titre d'exemple non limitatif et représenté par les dessins annexés dans lesquels
La figure 1 représente une canne réfrigérante selon l'invention.The invention will now be described in more detail with reference to a particular embodiment cited by way of non-limiting example and represented by the accompanying drawings in which
FIG. 1 represents a refrigerating rod according to the invention.
La figure 2 représente une coupe de la collerette de la canne de la figure 1. FIG. 2 represents a section of the collar of the cane of FIG. 1.
La figure 3 représente le goujon dans lequel on enfile la canne selon l'invention. Figure 3 shows the stud in which the rod is threaded according to the invention.
La figure 4 représente un système d'alimentation en gaz réfrigérant selon l'invention. FIG. 4 represents a system for supplying refrigerant gas according to the invention.
La canne creuse réfrigérante représentée à la figure 1 comporte un long cylindre creux 2 muni à sa partie inférieure de vingt-quatre trous 3 régulièrement espacés et terminé par un bouchon Il de diamètre égal à celui du diamètre du canal central 5 du goujon 6 et légèrement supérieur au diamètre du cylindre 2. Dans la partie située au-dessus des trous 3 le cylindre creux 2 est muni d'un serpentin 7. L'encombrement du cylindre avec son serpentin 7 est légèrement inférieur au diamètre du canal 5. The refrigerated hollow rod shown in FIG. 1 comprises a long hollow cylinder 2 provided at its lower part with twenty-four holes 3 regularly spaced and terminated by a plug II of diameter equal to that of the diameter of the central channel 5 of the stud 6 and slightly greater than the diameter of the cylinder 2. In the part situated above the holes 3 the hollow cylinder 2 is provided with a coil 7. The size of the cylinder with its coil 7 is slightly less than the diameter of the channel 5.
Une collerette 8 est fixable sur le cylindre creux 2 dans sa partie supérieure. A cet effet le cylindre 2 est muni de trous borgnes 9 espacés longitudinalement. La collerette 8 est munie d'un pointeau 10 qui vient s'engager dans un des trous borgnes bloquant ainsi la collerette 8 sur le cylindre 2 à la hauteur désirée. La collerette 8 est surmontée d'un déflecteur 12 et est munie de trous 13 parallèles à l'axe de la canne et disposés autour de l'ouverture centrale 14 de la collerette 8 (voir figure 2). A flange 8 can be fixed on the hollow cylinder 2 in its upper part. For this purpose the cylinder 2 is provided with blind holes 9 spaced apart longitudinally. The collar 8 is provided with a needle 10 which engages in one of the blind holes thus blocking the collar 8 on the cylinder 2 at the desired height. The collar 8 is surmounted by a deflector 12 and is provided with holes 13 parallel to the axis of the rod and arranged around the central opening 14 of the collar 8 (see FIG. 2).
La canne 1 comporte un orifice supérieur 15 dans lequel est injecté le gaz réfrigérant. The rod 1 has an upper orifice 15 into which the refrigerant gas is injected.
Sur la figure 3 on a représenté le goujon 6 en position serrant les deux brides 27 et 27'. Le goujon 6 est fileté a sa partie inférieure 28 et est vissé dans la bride 27'. il est également fileté dans sa partie supérieure 29. Un écrou 30 est vissé sur cette partie supérieure 29 appliquant ainsi les deux brides 27, 27' l'une sur l'autre. In Figure 3 there is shown the stud 6 in the position tightening the two flanges 27 and 27 '. The stud 6 is threaded at its lower part 28 and is screwed into the flange 27 '. it is also threaded in its upper part 29. A nut 30 is screwed onto this upper part 29 thus applying the two flanges 27, 27 'to each other.
Dans sa partie supérieure 26 le canal 5 du goujon 6 est élargi si bien que les trous 13 de la collerette 8 débouchent dans le canal 5. La cannel est disposée bien droite dans le canal 5 du goujon grâce au bouchon 4 qui la centre dans la partie basse du canal 5 et à la collerette 8 qui la retient. In its upper part 26 the channel 5 of the stud 6 is widened so that the holes 13 of the flange 8 open into the channel 5. The groove is placed very straight in the channel 5 of the stud thanks to the plug 4 which centers it in the lower part of channel 5 and the flange 8 which retains it.
Pour alimenter la canne 1 en gaz réfrigérant on utilise de préférence le système représenté à la figure 4. To supply the rod 1 with refrigerant gas, the system shown in FIG. 4 is preferably used.
Ce système comporte un compresseur d'air 15 (pression 6 bars)-alimentant par l'intermédiaire de tuyauteries isothermes rigides 16, 17 une première vanne 18 et une seconde vanne 19. This system comprises an air compressor 15 (pressure 6 bars) -feeding via rigid isothermal pipes 16, 17 a first valve 18 and a second valve 19.
La première vanne 18 alimente la canne creuse 1 par l'intermédiaire d'une tuyauterie isotherme rigide 20 d'un coupleur hydraulique 21 et d'une tuyauterie souple 22. The first valve 18 feeds the hollow rod 1 via a rigid isothermal pipe 20 of a hydraulic coupler 21 and a flexible pipe 22.
La seconde vanne 19 est branchée à l'entrée d'une enceinte isotherme 23 remplie d'azote liquide. The second valve 19 is connected to the inlet of an isothermal enclosure 23 filled with liquid nitrogen.
La sortie de l'enceinte 23 est reliée par une vanne 24 à la tuyauterie rigide 20 en aval de la vanne 18. The outlet of the enclosure 23 is connected by a valve 24 to the rigid pipe 20 downstream of the valve 18.
Les trois vannes 18, 19, 24 sont commandées par un dispositif de temporisation 25. The three valves 18, 19, 24 are controlled by a time delay device 25.
Lorsque la vanne 18 est ouverte et que les vannes 19 et 24 sont fermées le gaz réfrigérant est de l'air comprimé ; lorsque la vanne 18 est fermée et que les vannes 19 et 24 sont ouvertes l'air entre dans l'enceinte 23 si bien qu'il ressort de cette enceinte 23 un mélange d'azote vaporisé et d'air. When the valve 18 is open and the valves 19 and 24 are closed, the refrigerant gas is compressed air; when the valve 18 is closed and the valves 19 and 24 are open, the air enters the enclosure 23 so that there emerges from this enclosure 23 a mixture of vaporized nitrogen and air.
On pourra ainsi refroidir le goujon 6 en choisissant la composition du gaz réfrigérant et son débit pour réduire les contraintes thermiques à un niveau acceptable. It will thus be possible to cool the stud 6 by choosing the composition of the refrigerant gas and its flow rate to reduce the thermal stresses to an acceptable level.
Le gaz réfrigérant injecté dans la canne 1 ressort par les trous du bas 3 puis est mis en rotation par le serpentin 7 puis ressort par les trous 13 de la collerette 8 et est réfléchi par le déflecteur 12 de façon à ne pas venir frapper la tuyauterie souple 22 reliée à la canne 1. The refrigerant gas injected into the rod 1 comes out through the bottom holes 3 then is rotated by the coil 7 then comes out through the holes 13 of the flange 8 and is reflected by the deflector 12 so as not to strike the piping flexible 22 connected to the rod 1.
On peut donc grâce à l'invention après avoir chauffé les goujons 6 et mis les écrous, refroidir rapidement les goujons pour pouvoir mesurer sans retard leur allongement. It is therefore possible thanks to the invention after heating the studs 6 and putting the nuts, rapidly cooling the studs to be able to measure their elongation without delay.
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Citations (4)
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-
1984
- 1984-10-05 FR FR8415307A patent/FR2571453B1/en not_active Expired
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|---|
| MECANIQUE-ELECTRICITE, vol. 52, no. 238, octobre 1969, pages 35-42, Paris, FR; G.MATHE et al.: "Nouvelles méthodes de mise en oeuvre de la boulonnerie a haute température des turbines à vapeur" * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2571453B1 (en) | 1987-09-18 |
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