FR2558538A1

FR2558538A1 - Pompe centrifuge a plusieurs etages

Info

Publication number: FR2558538A1
Application number: FR8500290A
Authority: FR
Inventors: Axel Gorner; Peter Buschsieper
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1985-01-10
Publication date: 1985-07-26
Also published as: GB2153434B; DE3401838C1; IN160368B; CH666089A5; FR2558538B1; GB2153434A; GB8501189D0

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE POMPE CENTRIFUGE A PLUSIEURS ETAGES DESTINEE A REFOULER DES FLUIDES CHAUDS, EN PARTICULIER UNE POMPE D'ALIMENTATION DE CENTRALES A GRANDE PUISSANCE, DONT LE SYSTEME D'ETANCHEITE DE L'ARBRE EST MUNI D'UN SYSTEME DE REFROIDISSEMENT EXTERNE. POUR EVITER LE BLOCAGE DU PAQUET FORME PAR LE ROTOR A L'INTERIEUR DU CARTER DE LA POMPE, LE SYSTEME DE REFROIDISSEMENT DE LA POMPE CENTRIFUGE EST MIS HORS CIRCUIT PAR DES MOYENS AUXILIAIRES 14 LORSQUE LA POMPE CENTRIFUGE EST A L'ARRET OU HORS DE FONCTIONNEMENT.

Description

POMPE CENTRIFUGE A PLUSIEURS ETAGES.

L'invention concerne une pompe centrifuge à plusieurs étages, qui est destinée à refouler des fluides chauds et dont le système d'étanchéité d'arbre est muni d'un système de refroidissement externe. De telles pompes conviennent notam-

ment à l'alimentation des centrales à grande puissance.

Le danger des pompes centrifuges de ce type est que

lorsqu'on arrête la pompe alors qu'elle est chaude, sa remi-

se en marche ultérieure peut être empêchée ou gênée par un blocage ou un coincement du paquet formé par le rotor. L'état dit d'attente qui prévoit une position de disponibilité de la pompe centrifuge peut être déterminé par divers états de

fonctionnement. Habituellement il s'agit d'états de fonction-

nement dans lesquels a lieu un arrêt de la pompe centrifuge en raison d'états de charge, et il faut alors que sa remise en marche ultérieure soit possible en peu de temps. Dans les cas o la pompe centrifuges'arrête, il est indispensable d'éviter en toutes circonstances le blocage du paquet formé par le rotor, provoqué par les températures élevées régnant à l'intérieur de la pompe. C'est pourquoi tous les systèmes auxiliaires nécessaires pendant le fonctionnement doivent

être actifs pendant l'état dit d'attente pour assurer un re-

froidissement suffisant des garnitures d'étanchéité, des pa-

liers et du carter. Il en va de même pour des pompes centri-

fuges à fréquence de démarrage élevée à partir d'un état de

fonctionnement froid ou demi-chaud.

On utilise divers procédés pour assurer à l'intérieur de la pompe une répartition régulière de la température au niveau désiré et éviter de ce fait la déformation de parties de la pompe centrifuge. Parmi ceux-ci figurent la mise en circulation du contenu de la pompe centrifuge par une pompe de circulation séparée, l'injection d'eau chaude du c6té pression et/ou du côté aspiration de la pompe, l'extraction d'eau de l'intérieur de la pompe et encore un fonctionnement continu "en vrille" à une faible vitesse de rotation. Ces dispositifs sont très co teux et constituent une source de

perturbations additionnelle.

L'invention a pour but de développer un dispositif permettant d'éviter de façon fiable dans les pompes centri- fuges du type en question un blocage du paquet formé par le rotor provoqué par l'état d'arrêt. Pour atteindre ce but, un dispositif de commande détectant l'état d'arrêt ou l'état de

débranchement de la pompe centrifuge est relié à une ou plu-

sieurs vannes d'arrêt, et les vannes d'arrêt mettent hors circuit le système de refroidissement de la pompe centrifuge

quand la pompe centrifuge est à l'état d'arrêt.

Grâce à cette solution simple, on évite avec sécurité un blocage possible à l'état d'arrêt du rotor de la pompe centrifuge. Par suite de la fermeture complète du système de refroidissement de la pompe centrifuge, il est vrai que les parties à refroidir s'échauffent, mais on est assuré que les parties à refroidir ne dépassent pas leurs températures admissibles du fait de la dissipation thermique au travers

de la surface de la pompe. La fermeture interdit la forma-

tion d'un circuit à thermosiphon quelconque à l'intérieur de l'ensemble du système, ce qui fait qu'il ne peut y avoir de stratifications inadmissibles de la température et qu'un

blocage provoqué par d'importantes différences de tempéra-

ture ne peut plus avoir lieu. On peut donc éviter compléte-

ment les coûteux systèmes de compensation qui jusqu'ici étaient habituels et absolument nécessaires pendant l'état d'attente. Un mode de réalisation de l'invention prévoit que les dispositifs hydrauliques, électriques et/ou mécaniques qui

captent les états de la pompe centrifuge forment le disposi-

tif de commande. En utilisant des manomètres, des relais ou des tachymètres, on peut donc ainsi détecter l'arrêt de l'ensemble de la pompe centrifuge et obtenir simultanément le signal de déclenchement déterminant la manoeuvre des

vannes de fermeture.

D'autres modes de réalisation avantageux prévoient que

les vannes de fermeture sont munies de dispositifs d'entraf-

nement commandables à distance et que les vannes de fermeture consLituent des composants d'un système de surveillance et/ou

de commande de la pompe. Cela apporte une sécurité de fonc-

tionnement élevée, car on évite des insuffisances du personnel de service par intégration dans le système de la pompe. On est ainsi assuré que, lorsqu'on fait par exemple démarrer la pompe centrifuge, il se produit également l'ouverture de la

ou des vannes de fermeture, et en conséquence un fonctionne-

ment sur.

Un autre mode de réalisation de l'invention qui s'est

avéré particulièrement avantageux prévoit qu'une électro-

vanne disposée dans la conduite principale ou la conduite

collectrice du système de refroidissement de la pompe cen-

trifuge commande la circulation de l'eau de refroidissement.

A la place des systèmes coûteux et multiformes utilisés jusqu'ici, il suffit désormais d'utiliser une ou plusieurs simples électro-vannes. Grace à la fermeture de la conduite

principale du système de refroidissement de la pompe centri-

fuge, on évite avec sécurité, au moyen d'échangeurs de cha-

leur ou d'enceintes de refroidissement, les éventuels cir-

cuits à thermosiphon et les différences importantes de tem-

pérature qui en découlent et qui sont la cause de fortes dé-

formations et de l'immobilisation du paquet formé par le rotor. Une forme d'exécution de l'invention est représentée

par les dessins annexés et sera ci-après décrite.

Dans ces dessins, les figures 1 à 3 représentent di-

vers agencements de vannes d'arrêt à l'intérieur d'un sys-

tème de refroidissement de pompe centrifuge.

A la figure 1, un moteur électrique (1) entraîne une pompe centrifuge (2) dont l'arbre (3) est monté dans ce cas dans des logements à paliers et à garnitures (4,5) se

trouvant à l'extérieur du carter. Des enceintes de refroi-

dissement (6) disposées à l'intérieur du logement à garni-

ture (5) sont reliées par des conduites de refroidissement

(7) à la conduite principale (8) du système de refroidisse-

ment de la pompe centrifuge, de laquelle partent également des conduites de refroidissement (10) débouchant dans un échangeur de chaleur (9). Le liquide de lubrification et de

refroidissement de la garniture d'étanchéité à anneau glis-

sant (12) est refroidi à l'intérieur de l'échangeur decha-

leur (9). Une conduite collectrice (11) évacue alors l'eau

de refroidissement usée.

Pour éviter le blocage du paquet formé par le rotor en cas d'arrêt de la pompe centrifuge (2), on ferme la conduite principale (8) au moyen d'une vanne d'arrêt (13). Dans cet exemple de réalisation, ce résultat est obtenu au moyen d'une vanne d'arrêt à commande magnétique (13). Celle-ci se ferme au moment o un dispositif de commande (14) relié au moteur électrique (1) détecte que le moteur électrique ne reçoit

plus le courant. On peut ainsi détecter avec certitude l'é-

tat d'arrêt de la pompe centrifuge et obtenir un signal pour

la commande des vannes de fermeture.

Le dispositif de la figure 2 est semblable par sa cons-

titution à celui de la figure 1, mais la différence est qu'il comprend une turbine d'entraînement (15) et plusieurs vannes d'arrêt (13) disposées dans les conduites de refroidissement (7,10) et qu'il utilise éventuellement des tachymètres (16, 18) disposés de façon diverses. En cas d'entraînement par

une turbine, la vitesse de rotation de la turbine est détec-

tée par le tachymètre (16). Si cette vitesse de rotation est

inférieure à la vitesse dite "en vrille" de la pompe centri-

fuge, c'est-à-dire une vitesse de rotation à vide sans émis-

sion de puissance, les vannes d'arrêt (13) sont alors fermées

par le dispositif de commande (14).

Un tachymètre (18) monté sur l'arbre (3) de la pompe centrifuge peut toutefois détecter d'une manière tout aussi bonne l'état d'arrêt de la pompe centrifuge entraînée par un

moteur ou une turbine et transmettre cette information de ma-

nière telle qu'à l'aide de ce signal une ou plusieurs vannes

d'arrêt (13) puissent être mises en service.

A la figure 3, la fermeture du système de refroidisse- ment est réalisée parl'intermédiaire d'une vanne d'arrêt (13) montée dans la conduite principale (8) et en liaison avec la tubulure de pression (17) de la pompe centrifuge (2). Lorsque la pression terminale de la pompe est égale ou plus faible que la pression d'entrée de la pompe plus par exemple 5 bars, la vanne d'arrêt (13) munie d'un cylindre hydraulique (19) est

alors fermée. Les 5 bars constituent une certaine augmenta-

tion de la sécurité que l'on peut modifier en fonction des

critères de montage utilisés dans chaque cas.

Si la pompe recommence à refouler, la pression de la pompe qui agit sur le cylindre hydraulique (19) ouvre alors

la vanne d'arrêt à commande hydraulique (13). Les possibili-

tés de fermeture indiquées dans ces modes de réalisation peu-

vent également être combinées les unes avec les autres.

Claims

- REVENDICATIONS -

1. - Pompe centrifuge à plusieurs étages destinée au

refoulement de fluides chauds, en particulier pompe d'alimen-

tation de centrales à grande puissance, dont le système d'é-

tanchéité d'arbre est muni d'un système de refroidissement externe, caractérisée en ce qu'un dispositif de commande (14, 19) détectant l'état d'arrêt ou l'état de débranchement de la pompe centrifuge (2) est relié à une ou plusieurs vannes

d'arrêt (13), et les vannes d'arrêt (13) mettent hors cir-

cuit le système de refroidissement de la pompe centrifuge (2)

quand la pompe centrifuge (2) est à l'état d'arrêt.

2. - Pompe centrifuge à plusieurs étages selon la re-

vendication 1, caractérisée en ce que des dispositifs hydrau-

liques, électriques et/ou mécaniques (14, 16, 18, 19) détec-

tant les états de la pompe centrifuge forment le dispositif

de commande (14, 19).

3. - Pompe-centrifuge à plusieurs étages selon les re-

vendications 1 et 2, caractérisée en ce que les vannes d'ar-

rêt (13) sont munies de dispositifs d'entraînement comman-

dables à distance.

4. - Pompe centrifuge à plusieurs étages selon l'une

quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée^en ce que

les vannes d'arrêt (13) constituent les composants d'un

système surveillant et/ou commandant la pompe.

5. - Pompe centrifuge à plusieurs étages selon l'une

quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce

qu'une électro-vanne placée dans la conduite principale (8) ou collectrice (11) du système de refroidissement de la

pompe commande la circulation de l'eau de refroidissement.