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BREVET D'IMPORTATION " Procédé pour le maintien en réserve, prêtes à fonctionner, des turbines à vapeur aveo génératrices de courant éleotri- que ".
L'invention concerne un procédé pour le maintien en réserve, prêtes à fonotionner,des turbines à vapeur/avec géné- ratrioes de courant électrique, dans lequel la turbine de ré- serve est actionnée , la génératrice étant déconnectée élec- triquement dans le vide oomplet et à une vitesse de rotation suffisante pour le débit d'huile de la pompe à huile prinoi- pale, à l'aide de vapeur d'échappement ou de vapeur de souti- rage provenant d'un appareil auxiliaire queloonque.
L'appareil auxiliaire, qui livre la vapeur pour la tur- bine de réserve, est également aotionné au moyen de vapeur qui a déjà fourni un travail utile ou nécessaire.Les exemples de réalisation donnés ci-après montrent comment cela est rendu possible, mais ne sont toutefois aucunement limitatifs.
Comme appareil auxiliaire, on emploie avantageusement n'importe quelle turbjne auxiliaire , par exemple la turbine
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auxiliaire à eau de refroidissement. Ainsi, on peut pousser
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très loiril' éoonomie de vapeur, étant donné qu'il existe ur effet d'échange entre la quantité de vapeur motrice nécessaire à la turbine auxiliaire , par exemple la turbine auxiliaire à eau de
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l'ofroic.1i:J:Jo/[\ùnt, ut, lu. tlluntlt6 do vapeur confit'-' 1'1. la LUI'- bine de réserve.
Si la quantité de vapeur, qui parvient dans la turbine de réserve/est minime, la quantité d'eau de rerroi- dissement néoessaire à la condensation est petite aussi par suite de cet effet d'échange, par conséquent, la turuine auxi- liaire à eau de refroidissement peut tourner à faille vitesse,
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de sorte que sa consoiritiation de vapeur devient minime égale- ment . Toutefois, 1 quantité da vapeur fournie à la turbine de réserve et, par--tant, la uantité d'eau de refroidissement nécessaire, dépendent à leur tour de la consommation de vapeur de la turbine auxilaire.
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La oonso... la tion de vapeur de 013 t"t:c turb me aàxiliaiie décroît en première approximation proportionnellement au cube de son nombre de tours. La pression absolue de la vapeur avant
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les tayères de In turcne auxiliaire étranglée décroît pro- portionnellement à oette diminution de la oons#u.1ation de vapeur, d'où il résulte que ,par exemple pour un nouure de fouis moitié moindre de cette turbine auxiliaire,la pression de va- peur avant ses tuyères descend à une atmosphère ou à un petit nombre d'atmosphères.
Cette basse pression de vapeur derme la possibilité et
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constitua la. m,s'1 dé} la n01vrÜle invention, cIil!l:J 1;t.;'M'.l" 1us tuyères au lieu d'être alimentées en vapeur vive, sont aliruen- tées en vapeur d' éohaPP'3ment ou en vapeur de soutirage à basse pression, o' est-à-â¯i.re en vapeur qui a déjà foumi un travail utile'ailleurs. La turbine auxiliaire est donc actionnée par de la vapeur qui a déjà fourni, à un pourcentage élevé, du tra- vail utile dans une autre machine, et cela pour le nombre de tours minimum par rapport à la quantité d'eau de refroidisse-
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ment nécessaire.
La vapeur d'échappement de cette turbine auxiliaire est conduite dans la turbine de réserve et ao- tionne également oelle-oi à son tour à la vitesse de rota- tion minimum eu égard au besoin en débit d'huile à paliers.La consommation partielle de vapeur pour le maintien en réserve est par conséquent abaissée dans une proportion élevée par l'extension du montage d'économie ou d'épargne en un monta- ge d'économie double. Le montage d'économie douule oonsti- tue un succes économique considérable.
Pour éviter les erreurs, il convient d'insister sur le fait que le procédé consistant à économiser de la force motrice, par conséquent de la vapeur, par réduction du nom- b re de tours est connu; Par suite du rapport réciproque dé- orit entre l'agent moteur et l'agent refoulé - ce qui est dit de la pompe à eau de refroidissement s'applique également d'une manière analogue à d'autres pompes, telles que la pompe à eau de condensation et la pompe à air à jet lorsqu'el- les ont la forme oonstruotive convenable - il est toutefois possible de poursuivre le procédé décrit jusqu'à la limite de zéro approxammt@vement. De ce fait, la pression de vapeur avant les tuyères baisse tellement que., suivant l'invention,
pour la turbine auxiliaire aussi on peut employer uniquement de la vapeur d'échappement comme agent moteur.
Il est avantageux que, dans ce procédé.il ne se produit pas une diminution du vide, car autrement la température de la vapeur d'échappement de la. turbine de réserve pourrait devenir élevée.
Dans les turbines munies de conduites d'huile séparées pour les paliers et les organes de distribution, il est avantageux de relier ces deux conduites par un petit conduit, transversal. De ce fait, on obtient que, même pour un petit nombre de tours, la quantité d'huile refoulée par la pompe à huile pour les organes de distribution sert au graissage des paliers.
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De mens, les boites à bourrage de la turbine de réserve ainsi que les boites a bourrage de la turbine auxiliaire même ne sont , avantageusement, plus alimentées en vapeur vive,mais en vapeur provenant de la source de vapeur d'échappement qui alimente les tuyrres de la turbine auxiliaire ou @@ d'une sour- ce analogue.
Si la vapeur de la turbine motrioe de la pompe d'alimenta- tion passe dans la conduite générale de vapeur de soutirage ou de vapeur d'échappement , la pression de vapeur dans la con- duite générale de vapeur de -soutirage et d'échapperont sera également maintenue si, en cas de perturbation, la. turbine principale en charge devait brusqueemnt faire défait. C'est aussi le cas, si cette turbine d'alimentation reste nomalement arrêtée, ou devait tourner à faiole vitesse,et si son régula- teur est réglé de façon telle que la turbine de la pompe d'alimentation commence immédiatement et automatiquement à fonctionner,lors de perturbations dans l'approvisionnement en eau d'alimentation.
Si l'on veut avoir toute séourité à ce sujet, on peut disposer une petite soupape d'étranglerait de vapeur qui main- tien la pression de vapeur nécessaire pour les tuyères des turbines auxiliaires.
On peut considérer comme désirable que, dans maints cas, la pression générale de soutirage croisse aveo la charge de la turbine, de façon que , automatiquement, pour des turuines de sorvloo à charge plus élevée, la turoine à eau ..lE: reiroidis- sement et la turbine de réserve elle-même tournent aussi plus vite, de façon qu'au moment du danger plus grand,les machines convenables tournent déjà à plus grande vitesse. Il est égale- ment possible, en cas de charge plus élevée, d'échanger les étapes de soutirageet d'employer pendant ce temps, pour la commande des turbinas de réserve, de la vapeur , qui est en- core mieux utilisée.
Lorsqu'on ne dispose pas de vapeur de soutirage, on ali-
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mente une turbine auxiliaire en vapeur vive et la vapeur d'échappement est conduite dans une deuxième machine auxiliai- re, de là, dans la turbine de réserve ou d'abord encore une fois en totalité ou en partie dans une troisième turbine auxiliaire et alors seulement dans la turbine de réserve.
Ces turbines peuvent être les turbines à condensation d'une seule et même turbine de réserve, ou par exemple, de deux turbines de réserve voisines. Par conséquent, dans ce dernier cas, par exemple environ la motié seulement de la vapeur d'échappement est conduite dans la deuxième turbine au- xiliaire, tandis que la première moitié est néoessaire pour la commande de la turbine de réserve proprement dite.Ce mon- tage est à envisager lorsque plusieurs turbines de réserve doivent être maintenues en fonctionnement comme réserve
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inst;xntan<je.
Outre ces montages fondamentaux déorits ci-dessus,d'au- tres modes de montage sont encore possiules.
De plus, il est possible de produire le vide pour la deuxième turbine de réserve par un conduit de jmotion trans- versal connu dans la conduite d'aspiration d'air et dans la conduite d'eau de condensation, au lieu de le produire par une pompe à jet proprement dite. Il en est de même en ce qui oon- oerne la quantité d'eau de refroidissement qui doit traverser le oondenseur voisin. Cette quantité d'eau de refroidisse- ment peut s'écouler à travers un petit conduit transversal reliant les conduites d'entrée d'eau de refroidissement des deux oondenseurs.
Le vide dans l'ensemble des turbines de ré- serve peut aussi être produit par une jonction transversale aveo le vide de la turbine principale se trouvant en service, de sorte que le maintien d'un vide élevé pour les turbines de réserve se fait avec les moyens les plus simples.
Il suffit aussi de faire de temps en temps le vide dans le condenseur de la turbine de. réserve par pompage.en mettant Cette pompe à eau de condensation en service pendant un court
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c¯ . tV1 e pendant oourt
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laps de temps.
La fig. 1 représente une vue générale du nouveau montage pour l'économie de vapeur. BT est la turbine motrice en charge, K son condenseur, RT1, RT2 les tursines de réserve, K1,K2 leurs oondenseurs , SM, Si 2 des pompes à jet à moteur , KM1, KM2 les pompes à eau de refroidissement des turbines de réserve, ST1, ST2 des turbines à eau à jet, KT1, KT2 les tur- bines à eau de refroidissement des turbines de réserve . a sont les conduites de vapeur vive, b les vannes ou les soupa- pes d'arrêt, de la vapeur vive, o les Soupapes de rélae des turbines, d le régulateur de la pomp' d'alimentation,
dépen- dant de la pression, e la conduite de vapeur de soutirage ou de vapeur d'échappement, f les vannes de cette conduite, g les clapets de retenue, n, n-, , n2 sont les conduites d'as- piration d'air et 0,01, 02 lasconduites d'aspiration de l'eau de condensation des condenseurs K1, K2
La vapeur arrive , par exemple, par,a, b et o à la tur- bine de servioe BT, par e et le olapet de retenue g à la première turbine de réserve , soit immédiatement avait la sou- pape o de réglage de la turbine soit en passant par la soupape de renversement h dans un étage de RT, et de là dans le con- denseur K1 . La soupape à vapeur vive b de RT, est f erm ée.
En ramie tanps ou dans une autre déposition, une autre quantité de vapeur de soutirage ou du vapour d'échappement afilue dans la conduite d'amenée de vapeur jusqu' à la turbine motrioe à eau de refroidissement KT2, dent la vanne à vapeur vive b est fer- mée. Après avoir actionne la turbine à eau de refroidissement KT2,oette vapeur s'éooule dans la turbine de réserve RT2 et de là, dans le condenseur K2 . q est une soupape d'étranglement qui, lorsque la pression de la vapeur de soutirage de la tur- bine àe service tombe brusquement,, laisse passer de la vapeur vive de a à KT2 . s est un refroidisseur de vapeur pour la va- peur d'alimentation de RT2.
Le vide dans les deux condenseurs
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K1 et K2 est produit w par exemple, par la pompe à jet et à eau de oondensation SM1 actionnée par un moteur. L'aspiration d'air en K2 se fait par un conduit transversal reliant les conduites d'aspiration d'air n1 et n2. L'eau derefroidisse ment pour K1 est refoulée par KM1, ou, plus économiquement, à travers un conduit transversal reliant 1 et 11 et la conduite d'évacuation m1 L'eau de refroidissement pour K est refou- lée)dans cet exemple,par KT2 à travers les oonduites d'eau de refroidissement 12 et m2.
A la figure 2, la vapeur de chau- dière a afflue à travers la vanne à vapeur vive b ouverte à la première turbine'à jet ST1, aotionne la pompe à jet, arrive ensuite, en passant par le olapet de retenue g, devant les tuyères de la turbine à eau de refroidissement KT-, dont la vanne soupape à vapeur vive b est fermée. La @ à vapeur d'éohap- pement f3 est fermée, tandis que la vanne à vapeur d'échappe- ment f n'est que faiblement ouverte. La vapeur d'échappement de KTI passe dmo en partie à la turbine de réserve RT1.
L'au- tre partie de la vapeur d'échappement de KT1 afflue, en passant par un deuxième olapet de retenue g, à la turbine à eau de refroidissement KT2, dont la soupape a vapeur vive b est fer- mée et dont la vanne à vapeur d'échappement f est ouverte,et de là vers RT2 ou directement de KT1 vers RT2. La turbine à eau à jet ST2 ou la pompe à jet à moteur SM2 peuvent rester arrêtées, pour autant que l'aspiration d'air et de condensat se fasse par la liaison transversale n et o.
La fig. 3 représente encore une fois, à une échelle un peu plus grande, la connexion de ST1 et KT1, dans laquel les soupapes de trop-plein p1 et pk représentées , font connaître qu'en cas d'alarme, par l'ouverture rapide des soupapes à va- peur vive b de ST1 et KT1 la sécurité du service est assurée, même si les vannes à vapeur d'échappement, fs ou fk devaient encore être fermées totalement ou partiellement.
Ce procédé permet, dans le cas le plus favorable, d'abais- ser la consommation de vapeur pour la turbine de réserve,qui est
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actionnée cornue réserve instantanée à vitesse de rotation ré- duite,o'est-à-dire avec un petit nombre do taurs,à. une petite fraction de la quantité de vapeur qui est néoessaire pour la course à vide nonnale aveo génératrice de courant intercalée mais non en charge, ou à une petite fraotion de la consommation de vapeur qui est nécessaire pour le servioe de réserve à vi- tesse de rotation réduite et oondensation effectuée normalement.
Il y a lieu d'insister sur le fait que la consommation mi- nimum de vapeur susmentionnée comprend le besoin total pour le maintien du vide oomplet, l'alimentation des boites à bourrer ge des turbines auxiliaires et des turbines de réserve, ainsi que pour le graissage à, l'huile des paliers eto. En outre,il faut mettre en relief que la conduite de vapeur principale de la salle des chaudières jusqu'à la soupape d'entrén rpinoi- pale des turbines peut se trouvàr sous pleine pression de va- peur vive et que le'réchauffage des turuines de réserve est tellement bon que la mise en charge peut se faire brusquement après que le montage en parallèle a été effectué.
Pour maintes conditions,il peut être avantageux de limiter la hauteur de la température d'échappement de la vapeur dans la turbine de réserve. Ceci se fait le plus simplement à tra- vers un refroidisseur de vapeur dans une conduite de vapeur d'admission ou de vapeur d'échappement,précédant la turbine de réserve ou la turbine auxiliaire.
Tandis ou'en cas d'alarme, on peut atteindre la pleine vi- tesse de rotation en ouvrant rapidement la soupape d'admission principale de la turbine de réserve ainsi que de la turbine à condensation entrant en ligne de compte, en un temps inférieur à une minute indépendamment de l'habileté des préposés, il peut se faire que pour la synchronisation et le montage en parallèle il faille un temps atteignant ou dépassant une minute.
Le procédé oi-après convient aussi dans ce cas pour augmen- ter la rapidité de mis e en servioe de la réserve déorite. Ce procédé consiste en ce qui suit :
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Si la turbine de réserve a été mise en charge et a été, comme d'habitude, désaccouplée lorsqu'elle tournait à peu près à vide, suivant le nouveau procédé la génératrice de courant est encore exactement synchronisme après le désaccouplemont, sans devoir être montée en parallèle. La position occupée par le régulateur de la turbine au moment de oe synchronisme reste alors inchangée. On peut arriver au même résultat aveo le ré- gulateur magnétique ou le régulateur principal de oourant pour l'excitation de la génératrice de oourant .
La soupape d'en- trée principale de la turbine de réserve est alors fermée par rotation et le fonctionnement de la réserve à vitesse de ro- tation réduite peut être continué. Si l'en procède ainsi, on a la garantie qu'en cas d'alarme la turbine de réserve peut être mise en parallèle et en charge en perdant le minimum de tanps.
REVENDICATIONS.
1. Prooédé pour le maintien en réserve, prêtes à fono- tionner,des turbines à vapeur aveo génératrices de courant électrique, dans lequel, lorsque la génératrice de oourant est déconnectée électriquement, la turbine de réserve est action- née dans le vide complet et à une vitesse de rotation suffi- sante pour le débit d'huile de la. pompe à huile principale à l'aide de vapeur d'échappement ou de vapeur de soutirage provenant d'un appareil auxiliaire quelconque, ce dernier étant également aotionné au moyen de vapeur qui a déjà fourni du travail utile ou nécessaire.