TURBINES À VAPEUR

Réglage

Le réglage d'une turbine à vapeur a pour but de maintenir constante une certaine grandeur qui dépend de la nature de l'appareil entraîné : vitesse de rotation si cet appareil est une génératrice de courant alternatif, pression ou débit si cet appareil est un compresseur ou une pompe. Dans tous les cas, l'action du dispositif de réglage se traduit par une adaptation de la puissance développée à la valeur instantanée de la puissance demandée, cette adaptation étant réalisée en agissant sur le débit-masse de vapeur admis.

À cet effet, on munit la turbine d'une soupape de réglage soumise à l'action d'un régulateur (qui, dans le cas d'un groupe électrogène, est un régulateur centrifuge) et dont la position détermine le débit de vapeur admis.

Le débit-masse passant dans le premier aubage fixe est à peu près proportionnel à la pression régnant à l'amont de cet aubage, donc à l'aval de la soupape ; d'autre part, la pression à l'amont de la soupape est, aux pertes de charge près, celle de la chaudière, et, par conséquent, elle est pratiquement constante. Une fermeture partielle de la soupape de réglage provoque une baisse de pression et entraîne une réduction simultanée du débit-masse et de la différence d'enthalpie disponible dans la turbine : c'est le réglage par laminage de vapeur.

Ce mode de réglage a pour effet une baisse de rendement aux charges réduites. Pour atténuer cet inconvénient, on divise le premier aubage fixe en plusieurs secteurs séparés par des cloisons et alimentés par des soupapes de réglage s'ouvrant successivement. À la pleine ouverture de chaque soupape correspond ainsi un régime de fonctionnement sans laminage de vapeur, celui-ci n'intervenant que pour les régimes où l'une des soupapes n'est ouverte que partiellement : c'est le réglage par injection partielle. Son emploi exige toutefois que l'étage de tête de la turbine soit à action et non à réaction.

Pour une turbine à condensation, dans les limites de l'action de chaque soupape, la variation du débit-masse de vapeur avec la puissance développée P est pratiquement linéaire. Sur la figure, la droite A représente cette variation dans le cas d'un réglage par laminage (donc, d'une seule soupape de réglage), et la lignée brisée B correspond au cas de trois soupapes de réglage s'ouvrant successivement. Des soupapes supplémentaires peuvent également être prévues pour permettre à la turbine de fonctionner en surcharge, c'est-à-dire de fournir une puissance supérieure à sa puissance nominale. Le débit supplémentaire traversant les soupapes de surcharge peut être admis soit dans le premier étage de la turbine, soit dans un étage intermédiaire de celle-ci ; cette dernière solution permet d'adopter pour le premier étage un fonctionnement sans surcharge à injection totale, tandis que la première implique, pour cet étage, une injection partielle. Dans tous les cas, le fonctionnement en surcharge entraîne une légère baisse du rendement de la turbine.