Dispositif de fermeture rapide des soupapes d'alimentation des turbines<B>à</B> vapeur L'invention a pour objet un dispositif de ferme ture rapide des soupapes d'alimentation des turbines <B>à</B> vapeur, lorsque ces turbines comportent un cycle de resurchauffe.
Lesdites soupapes comprennent les soupapes régu latrices destinées<B>à</B> régler la quantité de vapeur admise dans la turbine. Elles peuvent, en outre, comprendre les soupapes de réintroduction de vapeur surchauffée qui sont, de leur côté, destinées<B>à</B> régler la quantité de vapeur admise après resurchauffe dans la turbine, lorsque la vitesse croît au-delà d'une vitesse prédéterminée légèrement supérieure<B>à</B> la vitesse normale.
Ces soupapes doivent, lors d'une brusque diminu tion de la charge, être fermées rapidement afin que, pendant leur temps de fermeture, la vitesse de la turbine n'atteigne pas#une valeur supérieure de<B>10%</B> de celle de la vitesse normale de rotation.
Les soupapes régulatrices et les soupapes de réin- troduction de vapeur resurchauffée sont généralement commandées par des servo-moteurs comportant des pistons actionnés par de l'huile sous pression pro venant de tiroirs de distribution, des ressorts agissant sur ces soupapes dans le sens de leur fermeture.
Ces installations connues présentent l'inconvénient que sous l'effet normal de la régulation en cas de chute brusque d'une fraction importante de la charge, l'huile motrice existant sous les pistons des servo moteurs n'est pas évacuée assez vite, en raison des étranglements des tiroirs de distribution, pour obtenir une fermeture suffisamment rapide empêchant la vitesse de la turbine de croître au-delà des limites fixées.
L'invention remédie<B>à</B> cet inconvénient.
Selon l'invention, le dispositif comprend, d'une part une vanne de décharge indépendante des tiroirs de distribution et susceptible de découvrir des orifices de vidange rapide des chambres des servo-moteurs dans lesquelles la pression de fluide agit pour com mander l'ouverture des soupapes, et d'autre part des moyens déterminant les mouvements de la vanne de décharge pour découvrir lesdits orifices de vidange dans les cas où la charge des turbines diminuant brusquement les soupapes doivent être fermées rapi dement, lesdits moyens comprenant un organe de rappel dans la position d'ouverture de ladite vanne de décharge, agissant contre une pression hydraulique tendant<B>à</B> maintenir ladite vanne de décharge fermée,
des éléments de commande de fuites étant prévus pour supprimer la pression hydraulique s'opposant <B>à</B> l'action dudit organe de rappel, ces éléments entrant en action lorsque la vitesse de la turbine dépasse une valeur prédéterminée et/ou lorsque la charge de la turbine diminue brusquement.
Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. <B>1</B> représente schématiquement une installa tion de commande de l'une des soupapes régulatrices et de l'une des soupapes de réintroduction de vapeur resurchauffée, munie de ladite forme d'exécution du dispositif selon l'invention, les soupapes étant en posi tion ouverte. La fig. 2 représente la même installation que celle de la fig. <B>1,</B> mais les soupapes étant en position fermée, le dispositif ayant déterminé leur fermeture rapide.
La fig. <B>3</B> est une vue schématique agrandie d'une partie de la commande du servo-moteur actio.rmant la soupape de réintroduction de vapeur resurchauffée.
L'installation représentée sur le dessin co-nmande l'ouverture et la fermeture d'une soupape régula trice<B>1,</B> et d'une soupape 2 de réintroduction de vapeur resurchauffée dans la turbine. La soupape<B>1</B> est commandée par un servo moteur 21. Le piston<B>3</B> de ce servo-moteur actionne la tige 4 de la soupape<B>1,</B> par l'intermédiaire de sa tige<B>5</B> et de l'ensemble des bielles articulées<B>6</B> et<B>7.</B> Les déplacements du piston<B>3</B> sont déterminés par de l'huile sous pression provenant d'une pompe<B>8</B> et alimentant un distributeur<B>9</B> par une canalisation<B>10.</B>
Le distributeur<B>9</B> comporte un tiroir<B>Il</B> actionné par un piston 12 logé dans un cylindre<B>13,</B> ce dernier pouvant lui-même subir des déplacements dans un logement 14.
Le tiroir<B>Il</B> détermine deux espaces annulaires<B>15</B> et<B>16</B> dans le distributeur<B>9,</B> l'espace<B>15</B> communiquant avec la chambre du servo-moteur 21 située au-dessus du piston<B>3,</B> et l'espace<B>16</B> communiquant avec la chambre située au-dessous du piston<B>3.</B>
Enfin deux canalisations<B>17</B> et<B>18</B> servent au retour de l'huile vers l'aspiration de la pompe<B>8</B> suivant les positions du tiroir<B>11</B> dans le distributeur<B>9.</B>
La commande du servo-moteur 21 est complétée par un régulateur principal<B>19</B> et un régulateur auxi liaire 20 fournissant de l'huile sous pression; les sorties de ces deux régulateurs sont reliées l'une <B>à</B> l'autre<B>à</B> travers un clapet antiretour <B>70,</B> ne per mettant la circulation de l'huile que dans le sens de la flèche 22. Des leviers d'asservissement<B>23,</B> 24 et<B>25</B> relient le cylindre<B>13 à</B> la tige<B>5</B> du piston<B>3.</B>
Le régulateur principal<B>19</B> réagit aux moindres variations de la vitesse (de la charge) du groupe turbo-générateur, alors que le régulateur auxiliaire 20 n'intervient que si cette vitesse est supérieure de 2<B>%</B> (par exemple)<B>à</B> la valeur normale.
Si la pression d'huile de régulation reste cons tante, le piston 12 reste immobile dans le cylindre<B>13,</B> il est équilibré par cette pression et par un ressort<B>26,</B> le tiroir<B>11</B> est dans la position représentée sur la fig. <B>1,</B> et la soupape<B>1</B> reste ouverte.
Lorsque la pression de régulation fournie par le régulateur<B>19</B> augmente, le piston 12 tend<B>à</B> descendre en écrasant le ressort<B>26,</B> le tiroir<B>11</B> descend et la chambre inférieure du servo moteur 21 fuit vers la canalisation<B>18</B> pendant que la chambre supérieure reçoit l'huile sous pression pro venant de la pompe<B>8.</B> Simultanément l'asservisse ment<B>dû</B> aux leviers<B>23,</B> 24 et<B>25,</B> joue, et le soulève ment du cylindre<B>13</B> tend<B>à</B> ramener le tiroir<B>11</B> du distributeur dans la position représentée sur la fig. <B>1.</B>
Lorsque la pression de régulation en question diminue, le fonctionnement est l'inverse de celui qui vient d'être décrit.
Bien entendu, un ressort<B>27</B> tend constamment <B>à</B> fermer la soupape<B>1.</B>
La soupape 2 est commandée par un servo moteur<B>28</B> comprenant un piston<B>29.</B> La tige<B>30</B> de la soupape 2 est actionnée par la tige<B>31</B> du piston<B>29</B> par- l'intermédiaire d'un levier<B>32</B> articulé sur une bielle<B>33.</B> Des ressorts 34 et<B>35</B> agissent dans le sens de la fermeture de la soupape.
La pression de l'huile provenant de la pompe<B>8</B> s'exerce sous le piston<B>29,</B> l'huile empruntant la cana lisation<B>36</B> et passant par un orifice d'étranglement. La commande automatique du servo-moteur 28 n'est effectuée que par le régulateur auxiliaire 20 par l'intermédiaire d'une soupape de vidange<B>38</B> dont le clapet est commandé par un petit piston soumis-d'un côté<B>à</B> l'action d'un ressort et de l'autre côté<B>à là</B> pression fournie par le régulateur 20.
Lorsque la pression d'huile formée par ce régulateur 20 augmente parce que la vitesse du groupe est supérieure<B>à</B> la vitesse normale, ledit petit piston est déplacé et,met <B>à</B> la vidange,<B>à</B> travers une canalisation 38a, une canalisation<B>39</B> débouchant dans le servo-moteur <B>28</B> au-dessus d'un piston 40 qui se soulève en permettant<B>à</B> l'huile située sous le piston<B>29</B> de passer au-dessus<B>de</B> celui-ci dans le sens de la flèche 41. Le piston<B>29</B> s'abaisse alors et la soupape 2 se ferme.
Le servo-moteur <B>28</B> comprend en outre le levier d'asservissement 42 et une commande d'ouverture manuelle<B>à</B> vis 43.
Le piston 40 comporte une soupape 44 permettant le passage de l'huile lorsque la pression est plus grande au-dessus du piston 40 qu'en dessous.
Enfin un tiroir 45 est relié au levier d'asservisse ment 42, ce tiroir peut obturer ou découvrir l'orifice d'un conduit 46 ménagé dans le piston 40, suivant la position du levier d'asservissement 42, ou celle de la commande<B>à</B> main 43. Le servo-moteur asservi qui vient d'être décrit détermine la fermeture de la soupape 2 sous l'action des ressorts 34 et<B>35</B> pour une augmentation de valeur déterminée et d'ailleur réglable de la pression de l'huile de régulation provenant du régulateur auxiliaire 20.
Le dispositif de fermeture rapide de l'installation comporte une vanne de décharge 47 reliée par des canalisations 48 et 49 aux chambres des servo moteurs 21 et<B>28</B> situées sous les pistons<B>3</B> et<B>29.</B> Le tiroir<B>50</B> de cette vanne, percé d'orifices<B>51</B> et<B>52,</B> peut soit obturer les canalisations 48 et 49, ce qui correspond<B>à</B> la marche normale de la turbine, soit découvrir les orifices de ces canalisations et déterminer ainsi la fermeture brusque des soupapes<B>1</B> et 2.
Un ressort<B>53</B> tend constamment<B>à</B> repousser vers la haut la tige 54 solidaire du tiroir<B>50,</B> et<B>à</B> faire découvrir les orifices des canalisations 48 et 49. En marche normale, le tiroir<B>50</B> est repoussé vers le bas par l'huile s,ous pression pénétrant dans une chambre<B>55</B> au-dessus du tiroir.
L'huile pénétrant dans la chambre<B>55</B> est fournie par un distributeur<B>56</B> dont le tiroir<B>57</B> détermine deux espaces annulaires<B>58</B> et<B>59.</B> En marche nor male (fig. <B>1)</B> l'espace<B>58</B> communique<U>avec</U> la vidange<B>60</B> par une canalisation<B>61,</B> et l'espace<B>59</B> communique avec la chambre<B>55</B> et avec la canalisation<B>36</B> du cir cuit d'huile sous pression provenant de la pompe<B>8,</B> par une canalisation<B>62.</B>
Le tiroir<B>57</B> est soumis d'autre part,<B>à</B> une extré mité<B>à</B> la pression de régulation fournie par le régu lateur auxiliaire 20 par une canalisation<B>63,</B> et<B>à</B> l'autre extrémité<B>à</B> l'action d'un ressort 64. Lorsque la pression de régulation fournie par le régulateur auxiliaire 20 dépasse une valeur donnée, le tiroir<B>57</B> descend en comprimant le ressort 64, la chambre<B>55</B> est alors mise<B>à</B> la vidange par l'es pace<B>58,</B> et le ressort<B>63</B> remonte le tiroir<B>57</B> dont les orifices<B>51, 52</B> viennent alors se placer devant les orifices des canalisations 48 et 49 ainsi mises en com munication avec la canalisation de vidange<B>60;</B> les soupapes<B>1</B> et 2 se ferment alors immédiatement.
La chambre<B>55</B> peut être également mise<B>à</B> la vidange pour provoquer la fermeture rapide des sou papes<B>1</B> et 2 par une autre canalisation<B>65</B> reliée <B>à</B> la canalisation<B>60,</B> d'une part par une électro- vanne <B>66</B> se déclenchant sous l'action d'une impulsion donnée par le disjoncteur de l'alternateur, et d'autre part un relais wattmétrique <B>67</B> travaillant en fonction de la rapidité et de l'importance de la chute de charge.
Enfin, afin d'éviter toute alimentation intempestive en huile haute pression de la chambre située sous le piston<B>3,</B> lors de sa mise<B>à</B> la vidange, une injection d'huile sous pression est faite au-dessus du piston 12 commandant le tiroir<B>11</B> du distributeur<B>9.</B>
Dans ce but, le distributeur<B>56</B> est relié au cylin dre<B>13</B> renfermant le piston 12, par une canalisation<B>68</B> comportant un clapet antiretour <B>69.</B> Lorsque le tiroir<B>57</B> du distributeur<B>56</B> descend, l'espace annu laire<B>59</B> met en communication la canalisation<B>62</B> recevant l'huile sous pression venant de la pompe<B>8,</B> avec la canalisation<B>68.</B> Le tiroir<B>11</B> du distributeur<B>9</B> descend alors en permettant<B>à</B> l'huile sous pression dans la canalisation<B>10</B> de pénétrer dans la chambre située au-dessus du piston<B>3.</B>
La soupape de réintroduction de vapeur 2 pour rait être accouplée directement<B>à</B> la tige<B>31</B> du piston<B>29</B> sans l'intermédiaire du levier<B>32.</B>