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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION pour STALLATION DE TURBINE A VAPEUR AVEC RECHAUFFAGE DE L'EAU D'ALIMENTATION" par La Société Anonyme BROWN BOVERI & Cie, à BADEN, SUISSE .
Faisant l'objet d'une première demande de brevet déposée en ALLEMAGNE, le 2 juin 1926.
Au lieu d'util.iser pour le réchauffage de l'eau d'alimentation de la vapeur soutirée des turbines principales, on prévoit fréquemment dans ce but des turbines spéciales qui ne sont parcourues en partie que par cette seule vapeur de réchauffage, mais utilisent en partie encore une certaine quantité de vapeur d'ap point dans un étage à basse pression avec condenseur* afin d'obtenir une certaine latitude dans le débit d'énergie de ces turbines'.
On prévoit sur ces turbines des points de soutirage correspondant aux étages de réchauffage successifs et dans ce cas on
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dispose d'adinaire encore en ces points des organes de laminage qui assurent le maintien des pressions nécessaires pour obtenir les températures de réchauffage voulues.
L'invention a pour but de disposer la turbine de réchauffage, malgré sa séparation de la turbine principale du côté vapeur, de manière aussi simple et en même temps aussi économique que possi- ble, c'est à dire de prévoir les points de soutirage nécessaires, mais sans disposer ni soupapes de laminage pour remonter les pres- sions, ni étage de basse pression avec condensation. L'aubage de cette turbine est prévu pour les quantités de vapeur qui, avec la quantité maxima d'eaud'alimentation, sont nécessaires pour le réchauffage de cette eau à la température désirée.
Or si la quantité d'eau d'alimentation à fournir devient plus faible, on ne peut, avec une turbine de ce genre, condenser sans réglage la quantité de vapeur arrivante ; conséquence, les pressions dans cette turbine croîtraient de plus en plus et de- viendraient finalement excessives.
Suivant l'invention, on empêche cette augmentation de pres- sion en réglant la quantité de vapeur vive qui arrive à la tur- bine à peu près proportionnellement à la quantité d'eau d'alimen- tation au moyen de la soupape de réglage d'admission de vapeur vive de cette turbine. Lorsque la turbine de réchauffage ne mar- che qu'avec une seule turbine principale, ce réglage peut se fai- re sans autre précaution en fonction de la charge ou de la quanti- té de vapeur de ladite turbine .principale.
Dans ce cas, le régu- lateur de la turbine de réchauffage peut être influencé directe- ment par la pression d'un étage de la turbine principale, ou bien on peut faire agir simultanément et dans le même sens la position de la timonerie du régulateur ou la pression de réglage de la dis- tribution de la'turbine principale, sur la distribution de la tur- bine de réchauffage.
L'invention sera plus explicitement décrite en se reportant au dessin ci-joint.
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La Fig. 1 montre le montage pour ce mode de marche.
1 déaigne la turbine de réchauffage qui,'dans ce cas, marche
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en prAl1bl. voo la turbine prineipale 2 at doit réchauffer l'eau condensée provenant de cette turbine. La conduite de réglage 3 transmet, soit la pression d'un étage, sort celle du fluide sous pression de la distribution de la turbine principale, sous la membrane 4 de la soupape d'admission de vapeur vive 5 de la tur- bine de réchauffage, tandis qu'au dessus de la membrane le ressort 5 fait équilibre à la pression de la distribution.
Lorsque par exemple la charge croit et par suite, en même temps qu'elle, la pression de vapeur ou celle de distribution de la turbine princi- pale 2, la membrane 4 est sollicitée vers le haut et provoque l'ouverture de la soupape d'admission de vapeur vive 5, de sorte que de la vapeur peut passer aux divers pointa de soutirage 7,8 9 en quantité suffisante pour réchauffer la quantité d'eau conden- sée qui a augmenté en même temps que la charge. En cas de diminu- tion de la charge de la turbine principale 2, la soupape d'admis- sion de vapeur vive 5 de la turbine de réchauffage se ferme par suite de la réduction 'de la pression sous la membrane 4.
Lorsque la turbine de réchauffage doit fonctionner indépen- damment des turbines principales, la soupape d'admission de vapeur vive de la turbine de réchauffage n'est surveillée, d'après une
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Mttra 8ftrftai4ri Mq.tt0 do l'invàntion, que par un limiteur de pres- sion monté au dernier point de soutirage. Un organe de contrôle de ce genre ne laissera jamais monter la pression au dernier étage au delà d'une limite maxima, c'est à dire qu'il agira.sur la soupape d'admission de vapeur vive de manière telle que la quan- tité de vapeur de réchauffage diminue en même temps. que la quan- tité d'eau d'alimentation.
Les pressions régnant dans la turbine de réchauffage accuseront on conséquence une allure semblable à celle qu'elles auraient dans une turbine principale fonctionnant
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avec réchauffage, c'est à dire qu'au point du plus fort réchauf- fage, la pression diminuera, comme dans la première solution, en même temps que la quantité d'eau d'alimentation, ce qui est plus avantageux que le réchauffage à. température constante pour toutes les quantités d'eau d'alimentation.
La Fig. 2 montre, à titre d'exemple, une disposition de la distribution pour la turbine de réchauffage complètement indépen- dante.
1) - Dans la forme d'exécution de la Fig 2, la soupape d'ad- mission de vapeur vive 5 ( Fig. 1) est actionnée par une distri- bution à liquide, le liquide sous pression passant de la pompe par la conduite 10 sous le piston 11, tandis que le ressort 15 agit par en haut sur ce piston. L'écoulement du liquide de dis- tribution est contrôlé, par exemple, par le limiteur de pression 13 du dernier point de soutirage, du fait que le petit piston 14 ferme plus ou moins la conduite 15.
Lorsque la quantité d'eau d'alimentation baisse, les pressions s'élèvent dans les conduites d'extraction 7, 8, 9 et la membrane 16 du limiteur de pression 13 est pressée vers le bas par l'in- termédiaire de la conduite de réglage 17. Le petit piston 14 laisse le liquide sous pression s'écouler hors de la conduite 15; par suite, le piston 11 se ferme conjointement avec la soupape d'ar- rivée de vapeur vive 5 de la turbine de réchauffage, de façon à réduire la quantité de vapeur de la turbine de réchauffage dans le même sens que laquantité d'eau d'alimentation.
Inversement, si la quantité d'eau d'alimentation augmente, il se produira une réduc- tion de pression dans les conduites de soutirage de vapeur, ré- duction qui, par le limiteur de pression 13, empêchera l'écoule- ment du liquide sous pression de la distribution et fera s'ouvrir la soupape d'admission 5, afin de laisser passer par la turbine la quantité de vapeur nécessaire pour le réchauffage de la quantité d'eau d'alimentation augmentée.
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En conséquence, cette turbine de réchauffage de construction simple réalise avec ces deux modes de fonctionnement le réchauffa- ge de l'eau d'alimentation de manière économique du fait que la température de réchauffage décroît en même temps que la quantité d'eau d'alimentation, tandis qu'il ne se produit le long du par- cours dans la turbine aucun laminage de la vapeur et qu'aucune vapeur n'est condensée qui ne soit utilisée pour le réchauffage.
La turbine de réchauffage peut être disposée de manière que la soupape d'admission de vapeur vive soit, dans le cas de la mar- che simultanée avec la turbine principale, réglée uniquement par le limiteur de pression du dernier point d'extraction de vapeur.
L'actionnement de la soupape d'admission de vapeur vive de la turbine de réchauffage n'a du reste pas besoin de ce faire exacte- ment de manière que la pression au premier étage baisse de façon exactement proportionnelle à la quantité d'eau d'alimentation; la diminution de cette pression et, en conséquence celle de la plus haute température de réchauffage peut, au contraire, être un peu moindre, afin d'améliorer encore, le cas échéant, l'économie de l'installation de force motrice.
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DESCRIPTIVE MEMORY in support of a patent application for STEAM TURBINE STALLATION WITH SUPPLY WATER HEATING "by the Société Anonyme BROWN BOVERI & Cie, in BADEN, SWITZERLAND.
The subject of a first patent application filed in GERMANY, June 2, 1926.
Instead of util.iser for reheating the feed water of the steam withdrawn from the main turbines, special turbines are frequently provided for this purpose which are only partially traversed by this single reheating steam, but use in part still a certain quantity of booster steam in a low pressure stage with condenser * in order to obtain a certain latitude in the energy flow of these turbines'.
Draw-off points corresponding to the successive reheating stages are provided on these turbines and in this case we
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In addition, there are also rolling elements at these points which maintain the pressures necessary to obtain the desired reheating temperatures.
The object of the invention is to arrange the reheating turbine, despite its separation from the main turbine on the steam side, as simply and at the same time as economically as possible, that is to say to provide the draw-off points. necessary, but without having either rolling valves to raise the pressures, or low pressure stage with condensation. The blading of this turbine is provided for the quantities of steam which, together with the maximum quantity of feed water, are necessary for reheating this water to the desired temperature.
However, if the quantity of feed water to be supplied becomes smaller, it is not possible, with a turbine of this type, to condense the quantity of incoming steam without adjustment; Consequently, the pressures in this turbine would increase more and more and would eventually become excessive.
According to the invention, this increase in pressure is prevented by regulating the quantity of live steam which arrives at the turbine approximately in proportion to the quantity of feed water by means of the regulating valve d. live steam intake of this turbine. When the reheating turbine operates with only one main turbine, this adjustment can be made without any other precaution depending on the load or the quantity of steam of said main turbine.
In this case, the reheat turbine regulator can be influenced directly by the pressure of one stage of the main turbine, or the position of the regulator linkage can be made to act simultaneously and in the same direction. or the setting pressure of the distribution of the main turbine, on the distribution of the reheat turbine.
The invention will be more explicitly described with reference to the accompanying drawing.
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Fig. 1 shows the setup for this operating mode.
1 denotes the reheating turbine which, in this case, runs
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in prAl1bl. voo the main turbine 2 at must heat the condensed water coming from this turbine. The regulating line 3 transmits, either the pressure of one stage, exits that of the pressurized fluid of the distribution of the main turbine, under the diaphragm 4 of the live steam inlet valve 5 of the reheating turbine , while above the membrane the spring 5 balances the pressure of the distribution.
When, for example, the load increases and consequently, at the same time as it, the steam pressure or that of distribution of the main turbine 2, the membrane 4 is urged upwards and causes the opening of the valve d. Live steam inlet 5, so that steam can pass through the various draw-off points 7,89 in an amount sufficient to reheat the amount of condensed water which has increased with the load. In the event of a decrease in the load on the main turbine 2, the live steam inlet valve 5 of the reheating turbine closes as a result of the reduction in pressure under the diaphragm 4.
When the reheat turbine is to operate independently of the main turbines, the reheat turbine live steam inlet valve is not monitored, according to a
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Mttra 8ftrftai4ri Mq.tt0 do the invàntion, only by a pressure limiter fitted at the last draw-off point. A control device of this kind will never allow the pressure on the last stage to rise beyond a maximum limit, that is to say it will act on the live steam inlet valve in such a way that the quantity At the same time, the amount of reheating steam decreases. than the quantity of feed water.
The pressures prevailing in the reheating turbine will consequently show a rate similar to that which they would have in a working main turbine.
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with reheating, i.e. at the point of the strongest reheating, the pressure will decrease, as in the first solution, at the same time as the quantity of feed water, which is more advantageous than reheating at. constant temperature for all quantities of feed water.
Fig. 2 shows, by way of example, an arrangement of the distribution for the completely independent heating turbine.
1) - In the embodiment of Fig 2, the live steam inlet valve 5 (Fig. 1) is actuated by a liquid distribution, the pressurized liquid passing from the pump through the pump. pipe 10 under the piston 11, while the spring 15 acts from above on this piston. The flow of the distribution liquid is controlled, for example, by the pressure relief valve 13 at the last draw-off point, because the small piston 14 more or less closes the line 15.
When the quantity of feed water decreases, the pressures rise in the extraction pipes 7, 8, 9 and the diaphragm 16 of the pressure relief valve 13 is pressed down through the pipe. adjustment 17. The small piston 14 allows the pressurized liquid to flow out of the pipe 15; as a result, the piston 11 closes together with the live steam inlet valve 5 of the reheating turbine, so as to reduce the quantity of steam from the reheating turbine in the same direction as the quantity of water d. 'food.
Conversely, if the quantity of feed water increases, there will be a reduction in the pressure in the steam withdrawal lines, which, by means of the pressure limiter 13, will prevent the flow of liquid. under pressure from the distribution and will open the inlet valve 5, in order to let through the turbine the quantity of steam necessary for reheating the increased quantity of feed water.
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Accordingly, this reheat turbine of simple construction achieves with these two modes of operation the reheating of the feed water economically because the reheat temperature decreases together with the amount of water in the feed water. feed, while no rolling of the steam occurs along the path in the turbine and no steam is condensed which is not used for reheating.
The reheating turbine can be arranged so that the live steam inlet valve is, in the case of simultaneous operation with the main turbine, regulated only by the pressure limiter of the last point of steam extraction.
The actuation of the live steam inlet valve of the reheating turbine does not need to do this exactly so that the pressure at the first stage drops in exactly proportional to the quantity of water d. 'food; the reduction of this pressure and, consequently that of the highest reheating temperature, can, on the contrary, be a little less, in order to further improve, if necessary, the economy of the driving force installation.