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@ Procédé et dispositif pour le réglage des installations motrices à haute pression ou à très haute pression ou à gaz.
Les dangers de l'irrégularité de marche dans les généra- teurs de vapeur à haute pression et à très haute pression sont attribuables à ce que les générateurs de vapeur possèdent un faible volume qui est choisi d'autant Plus petit que le poids spécifiqie de la vapeur et de l'eau se rapprochent entre eux,
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c-à-d. que la pression de vapeur est plus élevée. Cependant toute chaudière à faible volume d'eau est extrêmement sensible aux chocs du réseau, car le faible contenu d'eau de la chau- dière ne représente aucunement une réserve.
Il est donc néces- saire d'avoir la plus grande uniformité de production de vapeur pour les hautes et les très hautes pressions, ainsi qu'une sé- curité correspondante contre les irrégularités suites é- ventuelles pendant la marche.
A la sensibilité envers les irrégularités 'subites s'ajou- te encore, pour les/chaudières à haute et à très haute pression, la difficulté due aux soupapes'.de sûreté. Dans les installations de chaudières actuelles, les soupapes de sûreté sont consti- tuées de telle sorte qu'elles crachent la vapeur lorsque la tension de vapeur fixée pour la chaudière se porudit. 11 s'é- chappe ainsi beaucoup de Vapeur de manièfre qu'un plus grand accroissement de la tension soit impossible même pour le feu le plus intense..Le crachement des soupapes de sûreté produit en outre, dans les chaudières à haute et à très haute pres- sion, beaucoup de bruit et de grades pertes de vapeur, qui avec le poids spécifique élevé de la vapeur, nuisent tout fait l'économie de l'installation.
Par suite de la sensibi- lité inévitable des soupapes' de sûreté vis-à-vis de toutes sortes d'influences et du jeu continuel de ces soupapes lors ..une élévation de pression, il se produit pour les hautes températures. une usure rapide des sièges d'étanchéité et par suite den non-étanchéités continuelles des soupapes de sûreté, ce qui détermine des pertes d'énergie permanentes irremplacables. Ces pertes de vapeur deviennent d'autant plu grandes et la sécurité de marche est d'autant Plus compromise que les groupes générateurs de vapeur deviennent plus grands ainsi que les décharges subites ou même les courts-circuits sur le réseau.
Afin d'éviter ce. inconvénients, d'après la présente
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invention, le réglaaged l'agent moteur a lieu dans la machine motrice en fonction de la tension régnant dans le générateur de vapeur à haute ou à très haute pression. Dans ce but, les générateurs de fluide moteur et les appareils de consommation dans le cas Particulier la chaudière à vapeur et la turbine, résolvent une commande commune réglant directement l'agent moteur. Si une plus grande décharge se produit dans le réseau, une soupape est ouverte automatiquement en un point quelcon- que de la machine motrice.. laquelle soupape regoit son mouve- ment déterminant par l'accroissement de pression se produi- sant dans la chaudière.
L"accorissement de pression est trans- mis au piston d'un indicateur dont le mouvement, après trans- formation correspondante .ouvre automatiquement la saupape mentionnée ci-dessus, de sorte que la vapeur peut entrer dans un réservoir à moyenne ou à basse pression, dans le- quel elle est condensée par d l'eau d'injection entrante de pression moindre, réglée en débit.
La vapeur est de nouveai prise à ce récipient pendant les 'pointes de la charge qui suivent la décharge et,., elle est conduite à un étage à près- sion plus basse correspondante*
La commande consiste donc en un appareil à pression action- né par la Pression de la chaudière, les soupapes de soutirage correspondantes et le mécanisme de commande qui est disposé entre l'appareil à pression et les soupapes de soutirage.
Par ce dispositif il est possible, lors de décharges su- bites, sans nuire à la chaudière, de conduire la vapeur à très haute pression, sur le trajet à travers la turbine dans une chaudière ou un accumulateur à pression moindre, de sorte que pendant l'opération de réglage, aucune calorie n'est perdue. Le réglage a donc lieu non par la turbine seule, sans tenir compte del'énergie de la chaudière, mais la chaudière engendrant le fluidemoteur sert directement au réglage de ce fluide.
La vapeur ne s'échappe plus à l'air il-
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bre, lors de décharges, par les soupapes de sûreté mais au contraire elle est ramenée, d'une manière non nuisible et même utile, à travers la turbine dans des réservoirs et de là suivant les besoins, à un étage plus bas de la turbine pour produire du travail. Les pointes de la puissance ne soint donc pas prises par le générateur de vapeur forcé de très haute pression pour la durée de la surcharge mais par les réservoirs ou accumulateurs de pression moindre, de sorte que le générateur de vapeur de très haute pression peut tra- vailler avec une uniformité parfaite.
Suivantles variations de pression dans les divers é- tages de la turbine pour les différentes chargeales points de soutirage sur la turbine doivent avoir une ouverture dé- plagabie, c-à-d. qu'il faut,que le soutirage se fasse tou- jours automatiquement à l'étage qui possède, à ce moment du soutirage, la pression correspondante plus haute que le ré- cipient ou l'accumulateur à basse pression dans lequel on dirige l'énergie. La condition de l'ouverture déplagable des soupapes de soutirage peut être remplie de diverses manières.. un exemple de la solution du soutirage déplagable est donné par une plaque de réglage.
En Fig.l du dessin est représentée, schématiquement et en plan, une forme d'exécution du dispositif, donnée à titre d'exemple, du déplacement des soupapes de soutirage /Fig.2 montre schématiquement une installation de turbine équipée conformément à. l'invention; @
Fig.3 est un exemple d'exécution d'un appareil à. pression (indicateur)*
Lorsqu'il se produit par exemple une forte décharge, de telle sorte qu'il existe un grand excès de vapeur à haute pression, un accroissement de la pression dans la générateur peut avoir lieu laquelle pression p, agit sur l'indicateur a
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représenté en Fig.l et déplace le piston de celui-ci vers le bas.
Le mouvement du piston est transmis par une tige de commande b, un relai à huile c et un servo-moteur d à la ti- ge e du servo-moteur et de là par un levier coudé f à la pla- que de réglage g guidée horizontalement* Sur celle-ci re- posent des galets de glissement' 1 k 1 qui actionnent les tiges des soupapes de soutirage au moyen d*une transmission non représentée.Les, courbes de montée et de descente de la plaque de réglage sontexécutées à allure progressive de sor- te qu'il se produit une élévation et un abaissement tranquil- les et continus des galets et des soupapes de soutirage correspondantes.
Dans la Fig.1 schématique, les deux galets extérieurs 1 et 1 sont dans la position la Plus basse, leurs soupapes de soutirage correspondantes étant donc sur lour siège, tandis que le galet moyen k a atteint la course la Plus étendue h et la soupape de soutirage correspondante est ouverte en pleine de sorte que la vapeur peut s'écouler de l'étage correspondant Clans un récipient ou un accumulateur de pression plus basse. La soupape m située sur la tige du servo-moteur d règle l'entrée de l'eau d'injection dans les réservoirs de pression plus basse, laquelle eau est nécessai- re pour la condensation de la vapeur de soutirage.
En Fig.2 est représentée schématiquement une turbine à quadruple détente pour très hautes pressions avec les cylin- dres a1-b1,c1 et dl; 1,2,3,4 et 5 sont les soupapes de souti- rage, n et o sont les réservoirs ou les accumulateurs de pression plus basse dans lesquels s'écoule, à travers les conduites ri à r5, les soupapes de soutirage 1 à 5 et les con- duites s1 et s2, la vapeur devenant libre, selon la position de la Plaque de réglage g. La vapeur entrant dans les réser- voirs est aussitôt condensée par l'eau d'injection finement fivisée. Le débit de l'eau d'injection est réglée par la soupape m représentée en Fig.l et s'écoule sous pression, par les conduites u1, u2 dans les réservoirs.
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Si pour des pointes de puissance qui suivraient éventuelle- ment ou après un court arrêt' de marche lors du prochain démar- rage, il se produit une demande de vapeur à tension plus bas- se ou une demande de vapeur dépassant le débit moyen fourni par le générateur de vapeur 4 pression très haute, il sera dirigé, après renversement du mécanisme décrit et fermeture des soupapes de soutirage, le débit nécessaire de vapeur sup- plémentaire venant des réservoirs n et o par les conduites tl et t2 dans un étage à pression) moindre.
La Fig.3 montre une coupe d'un indicateur qui, vis-à-vis d, celui représenté en Fig.l, se distingue par le fait qu'il sc charge simultanément du réglage de l'eau d'injection pour les réservoire à pression moindre* La vapeur à la tension mo- mentanée p de la chaudière entre en x, presse sur le$ piston w de l'indicateur qui, dans son mouvement, ouvre ou ferme l'en- trée ou la sortie (y, z) de l'eau d'injection, sous pression, et à débit variable et règle ainsi le débit de l'eau d'injection.
Au lieu des deux réservoirs à basse pression n et o, on peut aussi disposer, bien entendu, un seul réservoir ou bien ' plusieurs réservoirs* Le nombre et la disposition des points de soutirage, la forme de la plaque de réglage, la canalisa- tion et l'utilisation de la vapeur prise au réservoir à pres- sion moindre, peuvent être déterminés entièrement par l'appré- ciation du constructeur ;
le choix dépend entièrement des con- ditions à considérer chaque fois dans le projet d'installation
Par l'invention est obtenu l'avantage d'une production de vapeur extrêmement économique et de marche sûre, ainsi que l'utilisation de la vapeur dans les régions de, haute et de très haute pression, car selon la grandeur de la pression de chau- dière se produisant on peut obtenir par la position variable de la plaque de réglage, une adaptation automatique de la dis- tribution de Vapeur à la charge de la machine motrice.
Le bruit gênait et les pertes par la vapeur s'échappant des soupapes de sûreté sont entièrement supprimés et le danger
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d'explosion des générateurs de vapeur à haute et à très haute pression pendant des décharges subites est rendu entièrement impossible* Toutes les inégalités de marche sont évitées com- plètement d'une manière tout à fait sûre dans la chaudière à haute ou à très haute pression et elles sont prises, d'une part, lors de décharges subites et de court-circuit par la turbine à haute ou à très haute pression qui dans ce cas, représente l'organe de sûreté et-par les réservoirs ou accu- mulateurs de pression moindre et d'autre part, lors de sur- charges et d'une demande de vapeur à pression moindre,
par @ les réservoirs ou accumulateurs et les otages de turbine de pression correspondante.
REVENDICATIONS.
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@ Method and device for adjusting high pressure or very high pressure or gas power plants.
The dangers of irregular operation in high pressure and very high pressure steam generators are due to the fact that the steam generators have a small volume which is chosen so much smaller than the specific weight of the steam generator. steam and water come closer together,
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ie. that the vapor pressure is higher. However, any boiler with a low water volume is extremely sensitive to network shocks, because the low water content of the boiler does not represent a reserve.
It is therefore necessary to have the greatest uniformity of steam production for high and very high pressures, as well as a corresponding safety against any irregularities which may occur during operation.
In addition to the sensitivity to sudden irregularities, for high and very high pressure boilers, there is the difficulty due to the safety valves. In present-day boiler installations, the safety valves are constructed in such a way that they spit out steam when the steam pressure set for the boiler is porudated. A great deal of steam escapes so that a greater increase in tension is impossible even for the most intense fire. The spitting of the safety valves produces moreover, in boilers with high and very high pressure, a lot of noise and vapor losses, which together with the high specific weight of the vapor, completely affect the economy of the installation.
Due to the inevitable sensitivity of the safety valves to all kinds of influences and the continual play of these valves during pressure build-up, it occurs at high temperatures. rapid wear of the sealing seats and as a result of the continual non-sealing of the safety valves, which results in permanent irreplaceable energy losses. These steam losses become all the greater and operational safety is all the more compromised as the steam generating groups become larger as well as the sudden discharges or even the short circuits on the network.
In order to avoid this. disadvantages, according to this
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In accordance with the invention, the driving agent is regulated in the driving machine as a function of the voltage in the high or very high pressure steam generator. For this purpose, the generators of the driving fluid and the consumption devices in the particular case of the steam boiler and the turbine, solve a common control directly regulating the driving agent. If a greater discharge occurs in the network, a valve is opened automatically at any point of the prime mover .. which valve receives its movement which is determined by the increase in pressure occurring in the boiler.
The pressure increase is transmitted to the piston of an indicator whose movement, after corresponding transformation, automatically opens the valve mentioned above, so that the steam can enter a tank at medium or low pressure. , in which it is condensed by the incoming injection water of lesser pressure, regulated in flow.
The vapor is taken again from this vessel during the peaks of the charge which follow the discharge and,., It is carried to a stage at corresponding lower pressure *
The control therefore consists of a pressure device actuated by the pressure of the boiler, the corresponding draw-off valves and the control mechanism which is arranged between the pressure device and the draw-off valves.
By this device it is possible, during sudden discharges, without harming the boiler, to conduct the steam at very high pressure, on the path through the turbine in a boiler or an accumulator at lower pressure, so that during adjustment operation, no calories are wasted. The adjustment therefore takes place not by the turbine alone, without taking into account the energy of the boiler, but the boiler generating the motor fluid is used directly to adjust this fluid.
Steam no longer escapes to the air.
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bre, during discharges, by the safety valves but on the contrary it is returned, in a harmless and even useful manner, through the turbine in tanks and from there according to the needs, to a lower stage of the turbine to produce work. The peaks of the power are therefore not taken by the forced steam generator of very high pressure for the duration of the overload but by the reservoirs or accumulators of lesser pressure, so that the very high pressure steam generator can work. value with perfect uniformity.
Depending on the pressure variations in the various stages of the turbine for the different loads, the draw-off points on the turbine must have an expandable opening, ie. that the withdrawal must always take place automatically at the stage which has, at this moment of withdrawal, the corresponding pressure higher than the receptacle or the low-pressure accumulator in which the liquid is directed. energy. The condition of the displaceable opening of the draw-off valves can be fulfilled in various ways. An example of the solution of the displaceable draw-off is given by a setting plate.
In Fig.l of the drawing is shown, schematically and in plan, an embodiment of the device, given by way of example, of the displacement of the draw-off valves /Fig.2 shows schematically a turbine installation equipped in accordance with. invention; @
Fig.3 is an example of execution of a device. pressure (indicator) *
When, for example, a strong discharge occurs, such that there is a large excess of high pressure steam, an increase in the pressure in the generator can take place which pressure p acts on the indicator a
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shown in Fig.l and moves the piston thereof downward.
The movement of the piston is transmitted by a control rod b, an oil relay c and a servo motor d to the shaft e of the servo motor and from there by an angled lever f to the adjusting plate g horizontally guided * On this there are slide rollers' 1 k 1 which actuate the stems of the draw-off valves by means of a transmission not shown. The up and down curves of the adjusting plate are carried out at progressive rate so that there is a quiet and continuous raising and lowering of the rollers and the corresponding draw-off valves.
In the schematic Fig. 1, the two outer rollers 1 and 1 are in the lowest position, their corresponding draw-off valves therefore being on heavy seats, while the middle roller ka reaches the most extended stroke h and the valve of The corresponding draw-off is fully open so that steam can flow from the corresponding stage into a lower pressure vessel or accumulator. The valve m located on the rod of the servomotor d regulates the inlet of the injection water into the lower pressure tanks, which water is required for condensing the withdrawn steam.
In Fig.2 is shown schematically a quadruple expansion turbine for very high pressures with cylinders a1-b1, c1 and dl; 1, 2, 3, 4 and 5 are the draw-off valves, n and o are the lower pressure reservoirs or accumulators in which the draw-off valves 1 to r5 flow through the lines ri to r5. 5 and pipes s1 and s2, the steam becoming free, depending on the position of the adjustment plate g. The steam entering the tanks is immediately condensed by the finely-fivated injection water. The flow rate of the injection water is regulated by the valve m shown in Fig.l and flows under pressure, through the pipes u1, u2 in the tanks.
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If, for power peaks which might follow or after a short stoppage of the operation at the next start-up, there is a demand for steam at lower voltage or a demand for steam exceeding the average flow rate supplied by the steam generator 4 very high pressure, it will be directed, after reversing the described mechanism and closing the draw-off valves, the necessary flow of additional steam coming from the tanks n and o through the pipes tl and t2 in a pressure stage ) less.
Fig. 3 shows a section of an indicator which, with respect to the one shown in Fig.l, is distinguished by the fact that it simultaneously charges the injection water setting for the reservoirs. at lower pressure * The steam at momentary pressure p from the boiler enters x, presses on the $ piston w of the indicator which, in its movement, opens or closes the inlet or outlet (y, z) injection water, under pressure, and at variable flow rate and thus regulates the flow rate of the injection water.
Instead of the two low pressure reservoirs n and o, it is of course also possible to have a single reservoir or else 'several reservoirs. The number and arrangement of the draw-off points, the shape of the adjustment plate, the the extent and use of the vapor taken from the tank at lower pressure can be determined entirely by the manufacturer's judgment;
the choice depends entirely on the conditions to be considered each time in the installation project
By the invention is obtained the advantage of extremely economical steam production and safe operation, as well as the use of steam in regions of, high and very high pressure, because depending on the magnitude of the pressure of When the boiler occurs, it is possible to obtain, by the variable position of the adjustment plate, an automatic adaptation of the steam distribution to the load of the driving machine.
The annoying noise and the losses by the steam escaping from the safety valves are completely eliminated and the danger
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explosion of steam generators at high and very high pressure during sudden discharges is made entirely impossible * All unevenness of operation is completely avoided in a completely safe manner in the boiler at high or very high pressure and they are taken, on the one hand, during sudden discharges and short-circuits by the high or very high pressure turbine which in this case represents the safety device and by the reservoirs or accumulators of lower pressure and on the other hand, during overloads and demand for steam at lower pressure,
by @ the reservoirs or accumulators and the corresponding pressure turbine hostages.
CLAIMS.