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Confinement des turbomachines Coll. EDF R&D

Langue : Français

Auteur :

Directeur de Collection : EDF R&D

Couverture de l’ouvrage Confinement des turbomachines

Le confinement des turbomachines est réalisé avec des joints rotodynamiques. Ceux qui font l’objet de cet ouvrage sont les presse-étoupe (encore largement utilisés malgré leur ancienneté), les joints hydrostatiques (utilisés à grande échelle sur les pompes primaires des centrales nucléaires dans le monde) et les garnitures mécaniques (d’une utilisation désormais courante dans l’industrie). L’étanchéité par presse-étoupe est réalisée par des tresses disposées dans un boîtier en sortie d’arbre et comprimées autour de ce dernier. La répartition des pressions latérales autour de l’arbre et du boîtier est décrite par des modèles analytiques. Ces modèles permettent notamment l’optimisation du nombre de tresses. Les matériaux utilisés sont présentés, ainsi que les différents types de montage, en fonction des applications. Un recueil des principaux défauts est proposé ainsi que les remèdes associés.

Les joints hydrostatiques des pompes primaires sont à très fort enjeu sûreté et disponibilité des installations . Leur perte peut en effet conduire à une brèche du circuit primaire et leur anomalie de fonctionnement en exploitation, à un arrêt fortuit de la centrale. Ils comportent une partie flottante solidaire du carter et une partie tournante solidaire de l’arbre. Ces deux parties sont écartées l’une de l’autre de 10 μm environ. Des modèles analytiques développés à partir des équations de Navier-Stokes en solide indéformable sont proposés pour décrire leur physique de fonctionnement. Pour tenir compte de la déformabilité inévitable des composants, un algorithme d’approche inverse est proposé en s’aidant des valeurs lues en salle de contrôle. Cet algorithme permet de construire un modèle du joint en exploitation à l’état sain et d’identifier, en termes de tendance, les éventuels défauts rencontrés en fonctionnement.

Les garnitures mécaniques présentées ici sont dites axiales à faces frottantes. L’une des faces est flexible et l’autre est fixe. Les mécanismes de fonctionnement sont décrits par des modèles analytiques en fonction du mésalignement éventuel des faces. Pour évaluer la fuite, les régimes de lubrification via la fuite sont mis à contribution et une démarche de délimitation de la fuite est proposée. Les arrangements de montage des garnitures mécaniques en fonction des applications sont décrits. Enfin, un recueil des principaux défauts est proposé ainsi que les remèdes associés.

Remerciements

Sigles

Notations

Table des matières

Liste des figures

Liste des tableaux

Avant-propos

Chapitre 1

Les presse-étoupe

1. Introduction

2. Les mécanismes de répartition des pressions de contact

3. La puissance dissipée dans le contact tresses/chemises

4. La conception des tresses

5. Les chemises d’arbre

6. Les presse-étoupe dans la pratique

7. Connaissance des défauts

Chapitre 2

Les joints hydrostatiques

1. Introduction

2. Modélisation du joint en solide indéformable

3. Mécanismes d’équilibre du joint

4. Modélisation en solide déformable

5. En résumé

Chapitre 3

Les garnitures mécaniques

1. Introduction

2. La technologie des garnitures mécaniques

3. Mécanismes de fonctionnement des garnitures mécaniques

4. Appréciation de la fuite d’une garniture mécanique

5. Évaluation de la puissance dissipée

6. Les matériaux utilisés pour les faces d’étanchéité

7. Les joints secondaires et les matériaux associés

8. Les plans de balayage des garnitures mécaniques

9. Connaissance des défauts

10. Aperçu sur les règles de montage et de maintenance des garnitures mécaniques

11. Aperçu sur un cahier des charges types pour le choix des garnitures mécaniques

Bibliographie

Elèves ingénieurs, ingénierie de maintenance des centrales nucléaires.

Léon Joseph Randrianarivo est un Ingénieur Chercheur Expert en retraite du Département Mécaniques des Fluides, Energies et Environnement d’EDF Lab – Chatou. Il avait en charge des activités de R&D sur les composants mécaniques des principaux groupes de pompage des centrales nucléaires EDF. Un pan important de ses activités avait porté sur des études expérimentales et théoriques sur le comportement normal et accidentel des systèmes d’étanchéité des pompes de circulation du fluide caloporteur, dites pompes primaires, et des pompes de sauvegarde utilisées en cas d’accident.

Date de parution :

Ouvrage de 188 p.

15.5x24 cm

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