Les solutions technologiques
Les choix de solutions adaptés
Sans être une règle, différents remplacements, réparations et modifications sont des options à considérer.
On a donc les choix suivants :
Remplacement de la roue ou réparation.
Remplacement des directrices ou réparation.
Augmentation de la course des directrices.
Embiellage modifié.
Restauration du servomoteur ou course. augmentée ou remplacement.
Correction des avant-directrices.
Modification de l'aspirateur.
Remplacement des pièces d'usure des mécanismes par des auto-lubrifiants et rebut des systèmes de graissage.
Remplacement de tous les boulons, vis et écrous de moins de 63,5mm.
Remplacement de la tuyauterie de moins de 50 mm de diamètre.
Etc.
La stratégie "Pit stop"
Démontage du distributeur d'origine au travers du stator.
Le nouvel ensemble est beaucoup plus léger (24100 lbs) car il comporte des directrices neuves en CA6NM, un flasque supérieur plus simple, et un palier hydrostatique.
Nous avons un gain de un mois, et c'est beaucoup.
Par une conception appropriée permettant l'assemblage de l'alternateur sur la plage de montage de la centrale, on peut réduire les temps de retrait de production de 6 mois à 45 jours.
Remplacement de la roue
Un incontournable, le remplacement de la roue donne des avantages immédiats :
Acier inox pour la résistance à la cavitation et à la corrosion.
L'usinage 5 axes pour une homologie parfaite.
Jusqu'à 5% d'augmentation de rendement.
Jusqu'à 40% d'augmentation de performance.
La difficulté technologique est le couplage de la roue avec l'aspirateur existant.
L'investissement est majeur mais très rentable.
Le changement de roue s'est accompagné d'un remplacement des directrices et d'un reprofilage des avant-directrices.
Le remplacement des directrices
Permet :
Amélioration significative du rendement sous toutes les charges.
Acier inoxydable pour un fini de surface de qualité et durable.
2 types d'améliorations qui se cumulent:
Profil pour ~0.5%
Fini de surface ~2.0%
En projet de réhabilitation Francis, le changement des directrices est presque toujours associé au changement de roue car il permet d'obtenir la majoration.
Au cours de l'expérience acquise depuis vingt ans en réhabilitation, rapidement le changement des directrices s'est imposé dans presque tous les cas depuis 1997.
Il y a d'abord l'augmentation du rendement sur toute la plage d'opération. Ceci est dû au profil mieux adapté mais aussi à l'amincissement du voile à cause du matériau utilisé.
Généralement, les directrices existantes sont en acier doux et l'acier inox 13-4 permet tolérer l'augmentation des contraintes. Sur modèle réduit, l'augmentation des performance est de l'ordre de 0.5%.
Toutefois, l'avantage principal réside dans l'amélioration du fini de surface qui peut facilement donner des augmentations qui dépassent largement le pourcent. De fait la restauration des directrices existantes qui se trouvent sur le chemin critique coûte très cher. Ajouté à cela, les douilles en inox 410 pour les paliers auto-lubrifiants, leur remplacement devient très rentable.
Modification des avant-directrices
L'écoulement dans les avant-directrices est parfois pénalisé par un défaut d'incidence au bord d'attaque. Suivant l'envergure du défaut et les propriétés mécaniques de l'avant-directrice existante plusieurs solutions peuvent être envisagées.
Le résultat attendu est :
d'éviter le décollement au bord d'attaque.
d'augmenter le rendement de façon significative.
Alors que les remplacements de roues et directrices sont très commun en réhabilitation, les modifications d'avant directrices sont plus rares mais peuvent donner des améliorations de rendement très importantes.
Voici quelques projets où la modification des avant-directrices a permis d'augmenter le rendement jusqu'à 2,25%.
Kelsey;
Island Falls;
Chief Joseph;
Chat Falls;
Kootenay;
Guri 1;
Il existe différentes méthodes et matériaux :
Techniques conventionnelles:
Extensions usinées soudées en place.
Coque en acier remplie de béton.
Approche avec matériaux composites.
Coque en fibre de verre remplie d'un casting époxy.
Modification de l'aspirateur
Conçu par l'hydraulicien, l'aspirateur de fait pas partie de la fourniture et est généralement intégré dans la structure de la centrale. Toutefois, surtout en basse chute, il joue un rôle capital dans la production d'énergie. Les conceptions anciennes peuvent être déficientes et méritent qu'on les étudient. Ces études menées par CFD doivent être analysées avec beaucoup de précaution et validées par essais sur modèle réduit.
