Pic de surpression des Francis horizontales doubles. Résultats d'expériences industrielles

Overpressure peak in dual horizontal Francis turbines. Industrial experiments results

Neyrpic, BP 75, 38041 Grenoble Cedex

Résumé

Certaines turbines Francis horizontales doubles présentent lors des déclenchements un pic de surpression, accroissement brutal de la pression à l'amont alors que le coup de bélier classique semble achevé. Les essais à Monistrol d'Allier ont permis une réflexion tentant d'expliquer cette singularité par la présence d'une forme en " S " au-delà du couple nul dans la caractéristique Q11 (n11) de la turbine. Une simulation sur ordinateur tenant compte du " S " et introduisant une très légère dissymétrie entre les deux roues conduit à une évolution de la pression à l'amont de la turbine comparable à celle obtenue lors des essais. Récemment, les mises en service d'Ocana et Tolla ont apporté un éclairage nouveau permettant une nouvelle analyse : on envisage en particulier l'influence du tracé de la roue et de l'entrefer entre les aubes et les directrices et on étudie celle du rapport θ/τ, du temps de lancer de la conduite au temps de lancer des parties tournantes.

Abstract

During initiation, certain horizontal Francis turbines exhibit an overpressure peak, a sudden increase in upstream pressure when the conventional hammer seems completed. Tests at Monistrol d'Allier were analyzed to attempt to explain this singularity by the presence of an "S" shape beyond the zero torque in the Q11 (n11) characteristic of the turbine. Simulation on a computer taking into account the "s" and introducing a very slight asymmetry between the two runners leads to a variation in the pressure upstream of the turbine comparable to that observed during tests. Recently, commissioning of Ocana and Tolla shed a new light allowing a new analysis : in particular, the influence of the design of the runner and the gap between the blades and guide vanes is considered and that of the θ/τ, ratio, i.e. the time of initiation of operation to the time of initiation of the rotating parts.