FR2731263A1 - Support de carter de palier et turbine equipee d'un tel support - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un support de carter de palier (25) de turbine. Le support comporte une première partie (32) reliée à l'extrémité (31) du carter de palier (25) adjacente à la turbine, ayant une surface d'appui supérieure située dans le plan horizontal passant par l'axe de la turbine, sur laquelle est relié par une clavette (72) le boîtier (12) de la turbine. Le support comporte également une seconde partie de support comportant un élément horizontal (52) relié au carter (25) en s'étendant parallèlement à l'axe de la turbine et ayant une surface inférieure inclinée (65) en appui sur la surface supérieure inclinée (62) d'un élément (56) de compensation par effet de came. La présente invention concerne aussi une turbine équipée d'un tel support.
Description
La présente invention concerne un appareil destiné à supporter un carter
de palier. Dans un aspect particulier, la présente invention concerne un appareil destiné à supporter le carter de palier d'une turbine de sorte que l'orientation du carter de palier par rapport à l'arbre de turbine ne change pas malgré des changements de température qui apparaissent pendant le fonctionnement de
la turbine.
Des turbines qui sont utilisées avec des fluides chauds subissent des changements de dimensions pendant le fonctionnement de la turbine, résultant de changements de température importants des composants de la turbine. Par exemple, pendant le fonctionnement, des parties d'une turbine à vapeur peuvent atteindre des températures qui
sont suffisamment élevées pour que les composants allon-
gés, tels que l'arbre de turbine et le carter de turbine, subissent des augmentations importantes de leur longueur qui doivent être prises en compte dans la conception du support mécanique de la turbine. Une technique consiste à
fournir un carter de palier au niveau d'une première ex-
trémité de l'arbre de turbine, le carter de palier étant
monté sur des supports souples, alors que l'autre extré-
mité de l'arbre de turbine est montée sur des supports fixes. Dans un tel système, chacun des quatre coins du carter de palier est monté sur un support formant plaque souple ayant une ou plusieurs plaques verticales qui
fournissent un support vertical, mais qui fléchit relati-
vement facilement dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine. Cependant, l'extrémité du carter de palier dirigée vers l'intérieur, c'est-à-dire adjacente au boîtier de turbine, subit des températures de fonctionnement qui sont beaucoup plus élevées que les températures de fonctionnement de l'extrémité du carter de palier dirigée vers l'extérieur, c'est-à-dire, éloignée du boîtier de turbine. Cette différence des températures de fonctionnement entraîne que les deux supports formant plaque souple situés au niveau de l'extrémité du carter de palier dirigée vers l'intérieur subissent une dilatation thermique plus importante que les deux supports formant plaque souple situés au niveau de l'extrémité du carter de palier dirigée vers l'extérieur, de telle sorte que la position en hauteur de l'extrémité du carter de palier dirigée vers l'intérieur devient plus élevée que la position en hauteur de l'extrémité du carter de palier dirigée vers l'extérieur, ceci ayant pour résultat une déviation de l'orientation du carter de palier par rapport à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine. Cette déviation de l'orientation peut entraîner de sérieuses détériorations des paliers ainsi que des autres parties
qui deviendront non alignées avec l'arbre de turbine.
Par conséquent, il est nécessaire d'assurer une
dilatation axiale d'une turbine pendant son fonctionne-
ment, tout en évitant des déviations de l'orientation de l'arbre de turbine par rapport aux paliers de support de l'arbre de turbine, et aux autres composants positionnés
par le carter de palier.
La présente invention fournit un appareil destiné à supporter un carter de palier d'arbre de turbine. Une
première extrémité du carter de palier supporte l'ex-
trémité d'admission de vapeur du boîtier de turbine et est supportée par au moins un élément de support dirigé vers l'intérieur, alors que l'autre extrémité du carter de palier est supportée par au moins un élément de support dirigé vers l'extérieur. Chaque élément de support fournit un support vertical pour le carter de palier tout en permettant un déplacement du carter de palier dans une
direction au moins à peu près parallèle à l'axe longitu-
dinal de l'arbre de turbine. L'élément de support dirigé vers l'extérieur a des éléments supérieur et inférieur de
compensation par effet de came ayant des surfaces incli-
nées complémentaires. Chaque surface inclinée peut être une surface plane qui est inclinée d'un angle aigu par rapport à un plan horizontal et qui recoupe le plan hori- zontal le long d'une ligne perpendiculaire à un plan vertical comportant l'axe longitudinal de l'arbre de turbine. Ainsi, l'élément de support dirigé vers l'extérieur maintient l'alignement du carter de palier avec l'arbre de turbine pendant le fonctionnement de la
turbine à des températures élevées.
Dans un mode actuellement préféré de réalisation, l'élément inférieur de compensation par effet de came est agencé de manière stationnaire, alors que l'élément supérieur de compensation par effet de came est relié au carter de palier via au moins un élément allongé qui s'étend vers l'extérieur à partir du carter de palier dans une direction au moins parallèle de manière générale à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine, augmentant par conséquent la distance, parallèlement à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine, existant entre l'élément de support dirigé vers l'intérieur et l'élément de support dirigé vers l'extérieur et réduisant ainsi l'amplitude de l'angle de déviation de l'axe du carter de palier à partir de l'axe longitudinal de l'arbre de turbine qui sinon pourrait résulter d'une différence quelconque de dilatation thermique de l'élément de support dirigé vers l'intérieur et du changement correspondant de la hauteur
verticale de l'élément de support dirigé vers l'extérieur.
La présente invention va maintenant être décrite à titre d'exemple uniquement, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue latérale d'un boîtier de turbine et d'un carter de palier; la figure 2 est une vue latérale à plus grande échelle du carter de palier et de son support; - la figure 3 est une vue de dessus du carter de palier de la figure 2, le mécanisme formant vireur ayant été enlevé dans un but de clarification; - la figure 4 est une vue de l'extrémité du carter de palier dirigée vers l'intérieur représenté sur la figure 2; - la figure 5 est une vue de l'extrémité du carter de palier dirigée vers l'extérieur représenté sur la figure 2; - la figure 6 est une vue du carter de palier
partiellement en coupe le long d'un plan vertical compor-
tant l'axe de l'arbre; et - la figure 7 est une vue latérale d'une modification
de l'élément de support dirigé vers l'extérieur.
Un mode actuellement préféré de réalisation d'un support de carter de palier selon la présente invention est représenté sur les dessins dans un environnement constitué d'une turbine à vapeur 11 munie d'un boîtier de
turbine 12 ayant un demi-boîtier inférieur 13 et un demi-
boîtier supérieur 14 reliés ensemble le long de leurs rebords complémentaires 15 et 16 s'étendant latéralement,
pour enfermer l'arbre de turbine 10 et les autres compo-
sants intérieurs de turbine (non représentés). Une admis-
sion de vapeur haute pression 17 est agencée dans la pre-
mière partie d'extrémité ou partie d'extrémité d'admission haute pression 18 du boîtier 12, alors qu'une sortie de vapeur d'échappement basse pression 19 est agencée dans la seconde partie d'extrémité ou partie d'extrémité d'échappement basse pression 21 du boîtier 12. La partie d'extrémité d'échappement 21 du demi-boîtier inférieur 13
est supportée de manière rigide par deux supports verti-
caux 22 situés sur les côtés opposés du demi-boîtier in-
férieur 13 et fixés par des boulons 23 sur la fondation 20. La partie d'extrémité d'admission 18 du boîtier 12 est supportée de manière souple via un carter de palier 25 de sorte que toute augmentation de la longueur du boîtier de turbine 12 dans la direction de l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10 soit rattrapée par le carter de
palier 25 supporté de manière souple.
Le carter de palier 25 a un demi-boîtier supérieur 26 et un demi-boîtier inférieur 27 reliés ensemble le long de leurs rebords complémentaires 28 et 29 s'étendant latéralement pour enfermer un palier de tourillonnement adapté 73 et des paliers de butée 75 et 76 destinés à l'arbre de turbine 10 ainsi que pour enfermer pratiquement complètement une partie d'extrémité de l'arbre de turbine 10. Un mécanisme formant vireur 30 peut être agencé sur l'extrémité du carter de palier 25 éloignée du boîtier de turbine 12. Le mécanisme formant vireur 30 peut être utilisé pour venir en prise avec l'arbre de turbine 10 pour mettre en rotation à vitesse faible l'arbre de turbine 10 pendant les opérations de démarrage et aussi pendant les opérations de refroidissement après que les composants de turbine aient été chauffés à des températures de fonctionnement élevées, afin d'éviter les distorsions de l'arbre de turbine et des autres composants
rotatifs.
Comme représenté sur les figures 2 à 5, la partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur 31, qui est la partie d'extrémité du carter de palier 25 la plus proche du boîtier de turbine 12, est agencée sur deux supports formant plaque souple 32 et 33. Comme représenté sur les figures 2 à 4, chacun des supports formant plaque souple 32 et 33 comporte deux plaques s'étendant verticalement 34 et 35, leurs extrémités inférieures étant fixées sur une première plaque de montage 36 et leurs extrémités supérieures étant fixées sur une seconde plaque de montage 37. La plaque de montage 36 est fixée par des boulons 39 sur la fondation 38. Deux pattes 41 s'étendent
horizontalement vers l'extérieur à partir des côtés oppo-
sés du demi-carter inférieur de palier 27, chaque patte 41 étant positionnée sur la surface supérieure d'une plaque de montage supérieure respective 37. Les surfaces
supérieures des pattes 41 sont situées dans un plan hori-
zontal qui comporte aussi l'axe longitudinal de l'arbre 10. Chaque patte 41 a une rainure de clavette 42 formée
sur sa surface supérieure, la rainure de clavette 42 s'é-
tendant radialement vers l'extérieur à partir de l'axe
longitudinal de l'arbre 10. Chaque plaque de montage su-
périeure 37 est fixée de manière sûre par des boulons 43 sur la patte respective 41. Chaque patte 41 constitue l'extrémité distale d'un bras de support 44 qui est une partie du demi-carter inférieur 27 du palier. Deux bras 46 s'étendent vers l'extérieur à partir de l'extrémité
d'admission de la moitié inférieure 13 du boîtier de tur-
bine 12 parallèlement à l'axe longitudinal de l'arbre 10 de manière à être en appui sur les pattes 41. Une rainure de clavette 47 est formée dans la surface inférieure de chacun des bras 46 de sorte qu'une clavette 72 soit reçue
à l'intérieur des rainures de clavette 42 et 47 complé-
mentaires. La clavette 72 maintient l'alignement de la patte 41 et du bras 46 dans une direction parallèle à
l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10, tout en per-
mettant un mouvement relatif entre le bras 46 et la patte
41 dans une direction radiale par rapport à l'axe longi-
tudinal de l'arbre de turbine 10. Ainsi, la partie d'ex-
trémité d'admission 18 du boîtier de turbine 12 est sup-
portée au niveau d'un plan médian de la machine, c'est-à-
dire, du plan horizontal comportant l'axe longitudinal de l'arbre 10. Ce support situé au niveau d'un plan médian du boîtier de turbine 12 signifie que le plan médian du boîtier de turbine 12 coïncide encore avec le plan médian
de l'arbre 10 lorsque des changements de température ap-
paraissent. Toute modification de la relation existant entre le carter de turbine 12 et l'arbre 10 est évitée, il
n'existe aucune nécessité de surfaces inclinées laté-
ralement ou radialement pour supporter de manière mobile
le boîtier de turbine 12.
Chacune des plaques 34 et 35 est positionnée en ayant sa largeur perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10, alors que l'épaisseur de chacune des plaques 34 et 35, qui s'étend parallèlement à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10, est beaucoup plus petite que la largeur de chacune des plaques 34 et 35. Les plaques 34 et 35 ont assez de résistance pour fournir un support vertical du carter de palier 25 et de l'extrémité haute pression 18 du boîtier de turbine 12, mais l'épaisseur de chacune des plaques 34 et 35 est telle que les plaques 34 et 35 fléchissent relativement facilement dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'axe de turbine 10, de sorte que des changements de longueur du
boîtier de turbine 12, résultant de l'exposition de celui-
ci à du fluide chaud, sont facilement rattrapées par une telle souplesse des plaques 34 et 35. Alors que chaque support formant plaque souple 32 et 33 est représenté comme étant formé de deux plaques souples 34 et 35, chaque support formant plaque souple 32 et 33 peut être formé d'une seule plaque souple ou de trois plaques souples ou même plus. Tous les moyens adaptés, par exemple la soudure, peuvent être utilisés pour fixer les extrémités des plaques souples 34 et 35 sur la plaque de montage
inférieure 36 et sur la plaque de montage supérieure 37.
Comme représenté sur la figure 6, le carter de palier comporte un palier de tourillonnement annulaire 73, par exemple un palier à segments, un palier à coussinet, etc., qui entoure l'arbre de turbine 10 et qui est concentrique par rapport à ce dernier pour fournir un support de palier radial pour l'arbre 10. Un collier de butée 74 s'étend radialement vers l'extérieur à partir de l'arbre 10 et est positionné entre les paliers de butée annulaires 75 et 76, aussi situés dans le carter de palier 25. Le collier de butée 74 se déplace avec le carter de palier 25 lorsque l'arbre de turbine 10 s'agrandit/se rétrécit
longitudinalement du fait de changements de température.
Un embrayage 77 est positionné de manière à mettre en prise l'extrémité de l'arbre de turbine 10 avec le mécanisme formant vireur 30 ou libérer celle-ci de ce dernier. Comme représenté sur les figures 2 à 5, la partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur 51, qui est la partie d'extrémité du carter de palier 25 éloignée du boîtier de turbine 12, a deux éléments structurels allongés 52 et 53 s'étendant au moins de manière générale horizontalement vers l'extérieur à partir du demi- carter inférieur 27 du palier dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. Un élément supérieur de compensation par effet de came 54 est agencé sur le côté inférieur de chacune des extrémités distales des éléments allongés 52 et 53 de manière à s'étendre perpendiculairement au plan vertical comportant l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. Une plaque 55 est agencée sur les surfaces supérieures des éléments allongés 52 et 53 pour maintenir l'écartement existant entre les éléments allongés 52 et 53 et pour fournir une structure de support rigide. Un élément inférieur de compensation par effet de came 56 est agencé de manière stationnaire sur les extrémités supérieures de deux éléments formant plaque verticale 57 et 58 de telle sorte que l'élément inférieur de compensation par effet de came 56 s'étend perpendiculairement au plan vertical comportant l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. Les extrémités inférieures des deux éléments formant plaque verticale 57 et 58 sont fixées sur une plaque de montage 59 qui est fixée sur la fondation 38 par l'intermédiaire de boulons 60. L'élément inférieur de compensation par effet de came 56 a une surface supérieure de came 62 qui est une surface plane et qui est inclinée par rapport au plan horizontal de sorte que l'intersection de la surface plane 62 et du plan horizontal est une ligne qui est perpendiculaire au plan vertical comportant l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. Ainsi, la surface plane 62 fournit un bord supérieur 63 et un bord inférieur 64, le bord supérieur 63 étant plus éloigné de la partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur 31 du carter de palier 25 que ne l'est le bord
inférieur 64.
L'élément supérieur de compensation par effet de came 54 a une surface inférieure de came 65 qui est une surface plane et qui est inclinée par rapport au plan horizontal de sorte que l'intersection de la surface plane 65 et du plan horizontal est aussi une ligne qui est perpendiculaire au plan vertical comportant l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. Ainsi, la surface plane 65 fournit un bord supérieur 66 et un bord inférieur 67, le bord supérieur 66 étant plus éloigné de la partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur 31 du carter de
palier 25 que ne l'est le bord inférieur 67.
L'élément supérieur de compensation par effet de came 54 est agencé audessus de l'élément inférieur de compensation par effet de came 56, la surface inférieure de came 65 de l'élément supérieur de compensation par effet de came 54 étant en contact complémentaire avec la surface supérieure de came 62 de l'élément inférieur de compensation par effet de came 56. En d'autres termes, la surface inférieure de came 65 de l'élément supérieur de
compensation par effet de came 54 est en contact coulis-
sant avec la surface supérieure de came 62 de l'élément inférieur de compensation par effet de came 56. Comme représenté sur la figure 2, chacune des surfaces 62 et 65
est inclinée d'un angle aigu a par rapport au plan hori-
zontal 69. Ainsi, l'élément supérieur de compensation par effet de came 54 et l'élément inférieur de compensation par effet de came 56 forment de manière collective un élément 71 de support dirigé vers l'extérieur, à hauteur
variable, qui permet des variations des positions verti-
cale et horizontale de l'élément supérieur de compensation par effet de came 54. Alors que deux ou plusieurs éléments de support dirigés vers l'extérieur 71 peuvent être utilisés, il est actuellement préféré que l'élément de support dirigé vers l'extérieur 71 soit positionné au
moins à peu près symétriquement par rapport au plan ver-
tical comportant l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. Un élément de support dirigé vers l'extérieur, modifié, est représenté sur la figure 7, dans lequel la
surface supérieure de came de l'élément inférieur de com-
pensation par effet de came est formée par une plaque d'usure 79 qui peut être fixée de manière amovible sur la surface inclinée de l'élément inférieur de compensation 56. Si on le désire, la plaque d'usure 79 peut être fixée sur la surface inclinée inférieure de l'élément supérieur de compensation 54 au lieu d'être fixée sur l'élément inférieur de compensation 56. Aussi, deux plaques d'usure peuvent être agencées, chacune étant fixée sur un élément respectif parmi l'élément supérieur de compensation 54 et l'élément inférieur de compensation 56. Dans tous les cas, la formation de la plaque d'usure 79 ayant ses surfaces inférieure et supérieure parallèles, simplifie la fabrication et le coût de la plaque d'usure 79, de sorte
qu'elle peut servir en tant que surface d'usure peu coû-
teuse et facilement remplaçable pour l'élément de support
dirigé vers l'extérieur 71.
Pendant le fonctionnement de la turbine 11, la
température de la partie d'extrémité dirigée vers l'inté-
rieur 31 du carter de palier 25 devient plus élevée que la température de la partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur 51 du carter de palier 25. Ceci résulte de la température des supports formant plaque souple 32 et 33 qui devient plus élevée que la température de l'élément formant support dirigé vers l'extérieur 71. L'augmentation de la température des supports formant plaque souple 32 et 33 a pour résultat l'augmentation de la longueur verticale de ces supports formant plaque souple 32 et 33 et ainsi une augmentation de la hauteur verticale de la partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur 31 du carter de palier 25, comme représenté par la position verticale des pattes 41. Bien que les températures de fonctionnement inférieures de l'élément de support dirigé vers l'extérieur 71 entraînent une augmentation de la longueur verticale des plaques 57 et 58, une telle augmentation est de manière générale nettement inférieure à l'augmentation
de la longueur verticale des plaques souples 34 et 35.
Cependant, les températures de fonctionnement de la turbine 11 entraînent également une augmentation de la longueur de l'arbre de turbine 10 et de la longueur du boîtier de turbine 12 dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. Puisque la partie d'extrémité basse pression 21 du boîtier de turbine 12 est agencée sur des supports 22 qui empêchent un déplacement axial de la partie d'extrémité basse pression 21, toute augmentation de la longueur axiale du boîtier de turbine 12 apparaît au niveau de la partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur 31 du carter de palier 25. Ceci entraîne les plaques souples 34 et 35 à se courber vers la droite, comme vu sur la figure 2, entraînant par conséquent le carter de palier 25 et les éléments de support 52 et 53 à se déplacer aussi vers la droite. Le déplacement vers la droite des éléments de support 52 et 53 entraîne l'élément supérieur de compensation par effet de came 54 à se déplacer vers la droite et vers le haut du fait de la nature inclinée de la surface supérieure 62 de l'élément inférieur de compensation par effet de came 56 et du fait que le déplacement de l'élément inférieur de compensation par effet de came 56 est empêché par la plaque de montage 59 qui est fixée sur la fondation 38 par l'intermédiaire de boulons. L'augmentation en hauteur de la position verticale de l'élément supérieur de compensation par effet de came 54, résultant de son déplacement vers le haut de la surface inclinée 62, plus toute augmentation en hauteur de la position verticale de l'élément supérieur de compensation par effet de came 54 résultant de la dilatation thermique, dans la direction verticale, des plaques 57 et 58 et des éléments de compensation par effet de came 54 et 56 est à peu près égale à l'augmentation en hauteur de la position verticale des pattes 41 résultant de la dilatation thermique des plaques souples 34 et 35 dans la direction verticale. Ainsi, pendant le fonctionnement de la machine à turbine 11 à températures élevées, la partie d'extrémité de l'arbre de turbine 10, enfermée par le carter de palier 25, peut être maintenue
en alignement avec le plan médian du carter de palier 25.
Pendant une opération de refroidissement de la turbine 11 suivant une opération à températures élevées, la température de la partie d'extrémité dirigée dans l'intérieur 31 du carter de palier 25 diminue, entraînant
une diminution correspondante de la température des sup-
ports formant plaque souple 32 et 33, entraînant par conséquent une diminution de la hauteur verticale de la partie d'extrémité du carter de palier 25 dirigée vers l'intérieur comme représenté par les pattes 41. Alors que cette diminution de la hauteur verticale de la partie
d'extrémité dirigée vers l'intérieur 31 est plus impor-
tante que toute diminution de la hauteur verticale de la partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur 51 du carter
de palier 25 du fait de la contraction thermique de l'é-
lément de support dirigé vers l'extérieur 71, il existe une diminution correspondante de la longueur axiale du boîtier de turbine 12, entraînant le déplacement vers la
gauche et vers le bas, comme vu sur la figure 2, de l'é-
lément supérieur de compensation par effet de came 54.
Ainsi, la combinaison de la diminution de la hauteur ver-
ticale de la partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur
51 du carter de palier 25 du fait de la contraction ther-
mique de l'élément de support dirigé vers l'extérieur 71, et du déplacement vers le bas de l'élément supérieur de compensation par effet de came 54 le long de la surface
inclinée 62 est à peu près égale à la diminution en hau-
teur de la position verticale de la partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur 31 du carter de palier 25. Par conséquent, pendant une opération de refroidissement, la partie d'extrémité de l'arbre de turbine 10, enfermée par le carter de palier 25, peut être maintenue en alignement
avec le plan médian du carter de palier 25.
A partir de ce qui précède, il apparaît que l'élément de support dirigé vers l'extérieur 71 fournit un support vertical pour la partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur 51 du carter de palier 25 tout en permettant le déplacement de la partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur 51 dans une direction au moins à peu près
parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10.
Ceci permet au plan médian du carter de palier d'être à un niveau maintenu, lorsque vu du côté, et en alignement avec le plan médian de l'arbre de turbine 10, même si la partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur 31 du carter de palier 25 ou si les éléments de support dirigés vers l'intérieur 32 et 33 deviennent plus chauds que la partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur 51 du carter de palier 25 et que l'élément de support dirigé vers
l'extérieur 71.
L'utilisation des éléments structurels allongés 52 et 53 s'étendant vers l'extérieur à partir du carter de palier 25 dans une direction de manière générale parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10 augmentant la distance, parallèlement à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10, existant entre les éléments de support dirigés vers l'intérieur 32 et 33 et l'élément de support dirigé vers l'extérieur 71, réduit l'amplitude de l'angle de toute déviation de l'axe du carter de palier 25 par rapport à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10 qui résulterait autrement de toute différence existant dans la dilatation thermique des éléments de support dirigés vers l'intérieur 32 et 33 et du changement correspondant de la hauteur verticale de l'élément de support dirigé vers l'extérieur 71. Une telle différence des hauteurs verticales peut être le résultat de variations de températures de divers composants pendant le fonctionnement, par exemple résultant des courants d'air ayant différents effets de refroidissement sur différents composants à différents moments, ou résultant d'un rapport entre le changement vertical et le changement horizontal du plan incliné 62 différent du rapport entre les changements par dilatation thermique verticale et les changements par dilatation thermique axiale. Ainsi, si de telles différences apparaissaient, le positionnement vers
l'extérieur de l'élément de support dirigé vers l'exté-
rieur 71 réduit l'effet de telles différences.
Des modifications et des variations raisonnables sont
possibles tout en restant dans la portée de la description
qui précède, des dessins et des revendications annexées de
la présente invention. Par exemple, alors que les surfaces de compensation par effet de came 62 et 65 ont été représentées comme des surfaces planes, elles peuvent avoir toute configuration souhaitable qui permet un déplacement vertical de l'élément supérieur de
compensation par effet de came 54 qui résulte d'un dépla-
cement horizontal de l'élément supérieur de compensation par effet de came le long d'une ligne parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. L'utilisation de surfaces paraboliques qui sont symétriques parrapport au plan vertical parallèle au plan vertical comportant l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10 tout en ayant l'axe de la parabole incliné par rapport à un plan horizontal permettrait la relation voulue de déplacement vertical de l'élément supérieur de compensation par effet de came 54 résultant du déplacement horizontal de l'élément supérieur de compensation par effet de came le long d'une ligne parallèle à l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10 tout en empêchant un déplacement latéral de l'élément supérieur de compensation par effet de came 54 dans une direction perpendiculaire au plan vertical comportant l'axe longitudinal de l'arbre de turbine 10. Alors que les éléments de support dirigés vers l'intérieur ont été représentés comme des supports formant plaque souple, on peut utiliser tout autre élément de support connu, adapté
pour permettre un déplacement axial du carter de palier.
Claims (23)
1. Dispositif, adapté pour être utilisé avec une machine à turbine (11) comportant un boîtier (12) de turbine renfermant un arbre (10) de turbine, destiné à supporter une partie d'extrémité dudit arbre de turbine et une extrémité dudit boîtier de turbine, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte: un carter de palier (25) destiné à enfermer pratiquement toute ladite partie d'extrémité dudit arbre
de turbine, ledit carter de palier ayant une partie d'ex-
trémité dirigée vers l'intérieur (31) adjacente audit boîtier (12) de turbine, et une partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) éloignée dudit boîtier de turbine; au moins un élément de support (32, 33) dirigé vers l'intérieur relié à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de palier (25) pour fournir un support vertical pour ladite extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de palier (25) tout en permettant un déplacement de ladite extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de palier (25) dans une direction à peu près parallèle à l'axe longitudinal dudit arbre (10) de turbine; et au moins un élément de support dirigé vers l'extérieur (71) relié à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) pour fournir un support vertical pour ladite extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) tout en permettant un déplacement de ladite extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) dans une direction à peu près parallèle à l'axe longitudinal dudit arbre (10) de turbine, chaque élément de support dirigé vers l'extérieur (71) ayant des éléments supérieur (54) et inférieur (56) de compensation par effet de came, chaque élément supérieur (54) de compensation par effet de came étant agencé sur ladite extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25), chaque élément inférieur (56) de compensation par effet de came étant agencé de manière stationnaire, une surface supérieure (62) dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came étant inclinée par rapport à un plan horizontal de manière à fournir un bord supérieur (63) et un bord inférieur (64) de ladite surface supérieure dudit élément inférieur de compensation par effet de came, de telle sorte que ledit bord supérieur (63) dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came est plus éloigné de ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) que ne l'est ledit bord inférieur (64) dudit élément inférieur de compensation par effet de came, une surface inférieure (65) dudit élément supérieur (54) de compensation par effet de came étant inclinée par rapport audit plan horizontal de manière à fournir un bord supérieur (66) et un bord inférieur (67) de ladite surface inférieure (65) dudit élément supérieur (54) de compensation par effet de came, de telle sorte que ledit bord supérieur (66) dudit élément supérieur de compensation par effet de came est plus éloigné de ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) que ne l'est ledit bord inférieur (67) dudit élément supérieur de compensation par effet de came, ledit élément supérieur (54) de compensation par effet de came étant positionné au- dessus dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came, ladite surface inférieure (65) dudit élément supérieur (54) de compensation par effet de came étant en contact coulissant avec ladite surface supérieure (64) dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came, de sorte que ladite partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) peut être maintenue en alignement avec ladite partie d'extrémité dudit arbre de turbine (10) pendant le fonctionnement à températures
élevées de ladite machine à turbine.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de support dirigé vers l'extérieur (71) est positionné à peu près de manière symétrique par rapport au plan vertical comportant l'axe longitudinal
dudit arbre de turbine (10).
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il existe au moins deux éléments de support dirigés vers l'intérieur (32, 33) reliés à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de palier (25) pour fournir un support vertical pour ladite
extrémité dirigée vers l'intérieur dudit carter de palier.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacun desdits éléments de support dirigés vers l'intérieur (32, 33) comporte plusieurs plaques souples allongées (34, 35) s'étendant verticalement, chacune desdites plaques souples étant positionnée en ayant sa largeur perpendiculaire audit axe longitudinal dudit arbre
de turbine (10).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune de ladite surface inférieure (65) dudit élément supérieur (54) de compensation par effet de came et de ladite surface supérieure (62) dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came est une surface à peu près plane, chaque surface plane étant inclinée d'un angle aigu par rapport au plan horizontal comportant l'axe longitudinal dudit arbre de turbine (10), l'intersection de chaque surface plane (62, 65) avec ledit plan horizontal étant une ligne qui est perpendiculaire au
plan vertical comportant ledit axe longitudinal.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit élément de support dirigé vers l'extérieur (71) est relié à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) par l'intermédiaire d'au moins un élément structurel (52, 53) qui s'étend de manière générale parallèlement audit axe longitudinal dudit arbre de turbine (10) vers l'extérieur à partir de ladite partie d'extrémité dirigée vers
l'extérieur (51) de manière à augmenter la distance exis-
tant entre ledit au moins un élément de support dirigé vers l'intérieur (32, 33) et ledit au moins un élément de
support dirigé vers l'extérieur (71).
7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il existe au moins deux éléments de support dirigés vers l'intérieur (32, 33) reliés à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de palier (25) pour fournir un support vertical pour ladite extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de
palier (25).
8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits éléments de support dirigés vers l'intérieur (32, 33) comporte plusieurs plaques souples allongées (34, 35) s'étendant verticalement, chacune desdites plaques souples étant positionnée en ayant sa largeur perpendiculaire audit axe longitudinal dudit arbre
de turbine (10).
9. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune de ladite surface inférieure (65) dudit élément supérieur (54) de compensation par effet de came et de ladite surface supérieure (62) dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came est une surface à peu près plane, chaque surface plane étant inclinée d'un angle aigu par rapport au plan horizontal comportant l'axe longitudinal dudit arbre de turbine (10), l'intersection de chaque surface plane avec ledit plan horizontal étant une ligne qui est perpendiculaire au plan
vertical comportant ledit axe longitudinal.
10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de support dirigé vers l'extérieur (71) est relié à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) par l'intermédiaire d'au moins un élément structurel (52, 53) qui s'étend de manière générale parallèlement audit axe longitudinal dudit arbre de turbine (10) vers l'extérieur à partir de ladite partie d'extrémité dirigée vers
l'extérieur (51) de manière à augmenter la distance exis-
tant entre ledit au moins un élément de support dirigé vers l'intérieur (32, 33) et ledit au moins un élément
dirigé vers l'extérieur (71).
11. Dispositif caractérisé en ce qu'il comporte: une machine à turbine (11) ayant un boîtier de turbine (12) renfermant un arbre de turbine (10), ledit arbre de turbine ayant un axe longitudinal, ledit boîtier de turbine ayant une première partie d'extrémité (18) et une seconde partie d'extrémité (21), au moins un élément de support (22) de boîtier de turbine (12) relié à ladite seconde partie d'extrémité (21) dudit boîtier de turbine pour fournir un support vertical pour ledit boîtier de turbine; un carter de palier (25) renfermant pratiquement entièrement une partie d'extrémité dudit arbre de turbine (10), ledit carter de palier ayant une partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) destinée à supporter une partie d'extrémité dudit arbre de turbine et ladite première partie d'extrémité (18) dudit boîtier de turbine (10), ledit carter de palier ayant une partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) éloignée dudit boîtier de turbine; au moins un élément de support dirigé vers l'intérieur (32, 33) relié à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de palier (25) pour fournir un support vertical pour ladite extrémité dirigée vers l'intérieur dudit carter de palier tout en permettant un déplacement de ladite extrémité dirigée vers l'intérieur dudit carter de palier dans une direction à peu près parallèle à l'axe longitudinal dudit arbre de turbine (10); et au moins un élément de support dirigé vers l'extérieur (71) relié à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) pour fournir un support vertical pour ladite extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) tout en permettant un déplacement de ladite extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier (25) dans une direction à peu près parallèle à l'axe longitudinal dudit arbre de turbine (10), chaque élément de support dirigé vers l'extérieur (71) ayant des éléments inférieur (56) et supérieur (54) de compensation par effet de came, chaque élément supérieur de compensation par effet de came étant agencé sur ladite extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier, et chaque élément inférieur (56) de compensation par effet de came étant agencé de manière stationnaire, une surface supérieure (62) de chaque élément inférieur de compensation par effet de came étant inclinée par rapport à un plan horizontal de manière à fournir un bord supérieur (63) et un bord inférieur (64) de ladite surface supérieure dudit élément inférieur de compensation par effet de came, de telle sorte que ledit bord supérieur dudit élément inférieur de compensation par effet de came est plus éloigné de ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) que ne l'est ledit bord inférieur (64) dudit élément inférieur de compensation par effet de came, une surface inférieure (65) de chaque élément supérieur (54) de compensation par effet de came étant inclinée par rapport audit plan horizontal de manière à fournir un bord supérieur (66) et un bord inférieur (67) de ladite surface inférieure dudit élément supérieur de compensation par effet de came, de telle sorte que ledit bord supérieur dudit élément supérieur de compensation par effet de came est plus éloigné de ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur que ne l'est ledit bord inférieur dudit élément supérieur de compensation par effet de came, ledit élément supérieur (54) de compensation par effet de came étant positionné au-dessus dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came, ladite surface inférieure (65) dudit élément supérieur de compensation par effet de came étant en contact coulissant avec ladite surface supérieure (62) dudit élément inférieur de compensation par effet de came, de sorte que ladite partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier peut être maintenue en alignement avec ladite partie
d'extrémité dudit arbre de turbine pendant le fonc-
tionnement à températures élevées de ladite machine à turbine.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit au moins un élément de support (22) de boîtier de turbine, relié à ladite seconde partie d'extrémité (21) dudit boîtier de turbine, empêche tout
déplacement dans une direction parallèle audit axe longi-
tudinal dudit arbre de turbine (10) de la partie de ladite première partie d'extrémité dudit boîtier de turbine à laquelle est relié ledit au moins un élément de support de
boîtier de turbine.
13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit élément de support dirigé vers l'extérieur (71) est positionné à peu près symétriquement par rapport à un plan vertical comportant l'axe longitudinal dudit
arbre de turbine (10).
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il existe au moins deux éléments de support dirigés vers l'intérieur (32, 33) reliés à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de palier pour fournir un support vertical pour ladite
extrémité dirigée vers l'intérieur dudit carter de palier.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que chacun desdits éléments de support dirigés vers l'intérieur (32, 33) comporte plusieurs plaques souples allongées (34, 35) s'étendant verticalement, chacune desdites plaques souples étant positionnée en ayant sa largeur perpendiculaire audit axe longitudinal dudit arbre
de turbine (10).
16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que chacune de ladite surface inférieure (65) dudit élément supérieur (54) de compensation par effet de came et de ladite surface supérieure (62) dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came est une surface à peu près plane, chaque surface plane étant inclinée d'un angle aigu par rapport au plan horizontal comportant l'axe longitudinal dudit arbre de turbine, l'intersection de chaque surface plane avec ledit plan horizontal étant une ligne qui est perpendiculaire au plan
vertical comportant ledit axe longitudinal.
17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que ledit élément de support dirigé vers l'extérieur (71) est relié à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier par l'intermédiaire d'au moins un élément structurel (52, 53) qui s'étend de manière générale parallèlement audit axe longitudinal dudit arbre de turbine vers l'extérieur à
partir de ladite partie d'extrémité dirigée vers l'exté-
rieur de manière à augmenter la distance existant entre ledit au moins un élément de support dirigé vers l'inté rieur (32, 33) et ledit au moins un élément de support
dirigé vers l'extérieur (71).
18. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il existe au moins deux éléments de support dirigés vers l'intérieur (32, 33) reliés à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'intérieur (31) dudit carter de palier pour fournir un support vertical pour ladite
extrémité dirigée vers l'intérieur dudit carter de palier.
19. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que chacun desdits éléments de support dirigés vers l'intérieur (32, 33) comporte plusieurs plaques souples allongées (34, 35) s'étendant verticalement, chacune desdites plaques souples étant positionnée en ayant sa largeur perpendiculaire audit axe longitudinal dudit arbre
de turbine.
20. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que chacune de ladite surface inférieure (65) dudit élément supérieur (54) de compensation par effet de came et de ladite surface supérieure (62) dudit élément inférieur (56) de compensation par effet de came est une surface à peu près plane, chaque surface plane étant inclinée d'un angle aigu par rapport au plan horizontal comportant l'axe longitudinal dudit arbre de turbine, l'intersection de chaque surface plane avec ledit plan horizontal étant une ligne qui est perpendiculaire au plan
vertical comportant ledit axe longitudinal.
21. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit élément de support dirigé vers l'extérieur (71) est relié à ladite partie d'extrémité dirigée vers l'extérieur (51) dudit carter de palier par l'intermédiaire d'au moins un premier élément structurel (52, 53) qui s'étend de manière générale parallèlement audit axe longitudinal dudit arbre de turbine (10) vers l'extérieur à partir de ladite partie d'extrémité dirigée
vers l'extérieur de manière à augmenter la distance exis-
tant entre ledit au moins un élément de support dirigé vers l'intérieur (32, 33) et ledit au moins un élément de support dirigé vers l'extérieur (71).
22. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que deux bras (46) s'étendent vers l'extérieur à partir de ladite première partie (18) d'extrémité dudit boîtier de turbine dans une direction de manière générale parallèle à l'axe longitudinal dudit arbre de turbine (10), une surface inférieure de bras d'une partie d'extrémité distale de chacun desdits bras étant supportée par une surface supérieure de patte d'une patte (41) respective de deux pattes (41) agencées sur ledit carter de palier (25) de telle sorte que chaque surface de patte est dans un plan comportant ledit axe longitudinal dudit
arbre de turbine.
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que chacune d'une surface supérieure de patte (41) et de la surface inférieure de bras (46) supportée par celle-ci comporte une rainure (42, 47) de clavette, complémentaires l'une à l'autre, qui s'étend radialement vers ledit axe longitudinal dudit arbre de turbine, et comportant en outre une clavette (72) positionnée dans les rainures de clavette complémentaires de chacune d'une surface supérieure de patte et de la surface inférieure de
bras supportée par celui-ci.
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| FR2316530A1 (fr) * | 1975-07-02 | 1977-01-28 | Bbc Brown Boveri & Cie | Assise d'enveloppe a axe horizontal, se dilatant en service, notamment de bache de turbomachine |
| FR2365076A1 (fr) * | 1976-09-21 | 1978-04-14 | Creusot Loire | Dispositif de support pour un element horizontal soumis a des dilatations et fixe en porte-a-faux sur un autre element |
| GB2018910A (en) * | 1978-04-14 | 1979-10-24 | Bbc Brown Boveri & Cie | Casing support structure for a turbo machine |
| DE2905864B1 (de) * | 1979-02-15 | 1980-07-17 | Kraftwerk Union Ag | Kreiselpumpe |
| GB2135445A (en) * | 1983-02-04 | 1984-08-30 | Borsig Gmbh | Support of a horizontal thermally loadable container |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08270405A (ja) | 1996-10-15 |
| DE19606254A1 (de) | 1996-09-05 |
| FR2731263B1 (fr) | 1998-06-05 |
| US5509782A (en) | 1996-04-23 |
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