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"Procédé et dispositif pour le réglage de l'exploitation des turbines à gaz"
On sait que le rendement des turbines à gaz dépend de la température de l'agent moteur passant par les turbines. Vu que, pour des raisons d'ordre thermodynamique, le rendement sera en général d'autant meilleur que la température à laquelle la déten- te de l'agent moteur s'effectue dans la turbine sera plus élevée, il sera important d'approcher autant que possible la température maximum que les matériaux de construction sont, sous les efforts qui se produisent, encore à même de supporter pendant une durée considérable sans que des ruptures ou des déformations considéra- bles se produisent.
Pour éviter de telles conséquences, on ne devra pas dépasser sensiblement cette température, mais pour assurer un bon rendement, il est, d'autre part, aussi de haute importance de
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ne pas rester sensiblement au-dessous de la dite température.
L'objet de l'invention est d'assurer que, même sous des conditions d'exploitation variables de la turbine à gaz, la température soit maintenue à une valeur désirable, assurant un bon - rendement, et aussi constante que possible, (c'est-à-dire que cette valeur soit maintenue au moins approximativement constante), et le procédé de réglage visant ce but devra être employé dans le cas d'installations de turbines à gaz d'un tel genre, dans lequel, en outre du réglage de la température selon l'invention décrite en ce qui suit, l'ajustage par réglage aux conditions d'exploitation différentes de l'installation s'effectue moyennant au moins deux opérations de réglage connues en soi, réagissant à des degrés diffé- rents sur l'état d'exploitation de l'installation, et particulière- ment sur sa température.
Par suite de ces réactions, il pourra arriver que la température subira un changement indésirable, et l'invention, qui vise l'élimination des défauts auxquels allusion a été faite, et qu'un tel changement comporterait, consiste essen- tiellement en un réglage supplémentaire de la température, effectué de manière à assurer que la température soit maintenue endéans les limités de la zone des températures désirables.
Pour comprendre l'idée fondamentale de l'invention, on com- prend comme point de départ, par exemple, le cas dans lequel le réglage du débit de la turbine à gaz s'effectue en variant, dans des sens identiques, la quantité d'agent moteur, ainsi que la quan- tité de combustible ou carburant qui devra être brûlée dans cette quantité d'agent moteur, par exemple en diminuant ces deux quantités en cas d'une baisse de la charge.
Cette variation dans des sens identiques, donc, dans le cas cité à titre d'exemple, la diminution simultanée de la quantité de l'agent moteur ainsi que la quantité de carburant, s'effectue elle-même déjà dans le but de maintenir la température à une valeur constante, puisque la diminution de la quantité d'agent moteur, pendant que la quantité de carburant est maintenue à une valeur inchangée, causerait une augmentation de la
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température, tandis que la diminution de la quantité de carburant, pendant que la quantité d'agent moteur est maintenue à une valeur inchangée, causerait une diminution de la température;
Ces deux opérations de réglage influencent donc la température d'exploita- tion dans des sens mutuellement opposés et, par conséquent, la tem- pérature aura tendance à s'ajuster à une valeur intermédiaire d'égalisation. En effet, il existe, théoriquement, la possibilité que Qe chiffre d'égalisation reste entre les limites de la zone de température désirable; mais: dans la pratique, la variation effec- tive de la température de conformera à l'influence de celle des opérations de réglage, dont l'influence sur la température est la plus forte. Or, il peut arriver, par suite de cet état de choses, que là valeur finale de la température de l'état stationnaire nouveau se réalisant après le réglage, reste toujours encore en dehors des limites de la zone des températures désirables.
Pour empêcher toute déviation de température qui pourrait résulter de ces causes, il faudra que, dans le cas du procédé et du dispositif selon l'invention, les opérations de réglage connues, mentionnées à titre d'exemple, soient mises en oeuvre ensemble avec la nouvelle opération de réglage, d'une manière telle qu'un organe de réglage réagissant à quelque caractéristique changée de l'exploitation et effectuant le réglage, par exemple du débit de puissance, (par exemple un régulateur du nombre de tours, l'inter- vention du mécanicien, ou bien un dispositif réagissant sur la variation d'une pression qui se trouve en rapport avec la valeur du débit de puissance), déclenche ou effectue à l'aide d'un dispo- sitif approprié, éventuellement au moyen d'un servomoteur, les diverses opérations de réglage connues,
tandis que la valeur dési- rée de la température est obtenue par un ajustage supplémentaire qui est effectué, après le réglage mentionné, par un organe spécial employé dans ce but, par exemple par un thermostat réagissant sur la température d'un point librement choisi du cycle, tandis que cet ajustage supplémentaire pourra naturellement déclencher en
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même temps une nouvelle opération régulatrice du régulateur men- tionné en premier lieu, qui réagit sur le débit de puissance, jus. qu'à ce que l'ajustage se fasse à un nouvel état stationnaire, comportant maintenant déjà une valeur de température qui se trouve endéans la zone des températures désirées.
Sans ce procédé, c'est- à-dire sans le dispositif approprié pour mettre ce procédé en oeuvre, ce ne serait qu'avec beaucoup de difficulté qu'on pourrait assurer que la température résultant comme effet total des diffé- rentes opérations de réglage, se maintienne à la valeur désirable, puisque les quantités qui influencent la température, en premier lieu par exemple la quantité d'agent moteur, sont également sou- mises à l'influence d'autres éléments (par exemple de la tempéra- ture extérieure, de la pression de l'air ambiant, du nombre de tours des machines, etc. ) tels qu'il n'est pas possible d'en faire tenir compte par le régulateur de débit.
Donc, dans les cas où les diverses opérations de réglage ne sont pas parfaitement accordées l'une avec l'autre au point de vue de la température de l'agent moteur, le procédé et le dispositif selon l'invention corrigeront d'une manière automatique la déviation de la température par rapport à la valeur désirable, et rendront en même temps possible la mise en oeuvre rapide, effectuée de la manière exigée par la nature de l'exploitation, de l'opération de réglage.
Pour démontrer que c'est en effet dans le cas de l'application des deux opérations-au moins- de réglage mentionnées.que le procé- dé selon l'invention est avantageux et important, nous allons exa- miner le fonctionnement d'un dispositif, imaginable en principe, dans lequel ce n'est que la quantité d'agent moteur qui est diminuée par le régulateur de débit, tandis que l'admission de carburant n'est influencée que par un thermostat seul.
Dans le cas.où l'on emploie- rait un tel dispositif, une diminution instantanée du débit aurait pour conséquence que la quantité d'agent moteur diminuerait immédia-
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tement sous l'influence du régulateur de débit, tandis que la quan- tité de carburant admise à la turbine ne pourrait diminuer que len- tement et dans la mesure dans laquelle le thermostat se rechauffe- rait graduellement.
Par contre, certaines pièces constructives de la turbine, qui absorbent la chaleur de l'agent moteur plus rapi- dement que ne le fait le thermostat, pourront se réchauffer à des températures excessives et pourront ainsi mettre en péril la sé- curité de l'exploitation et l'incolumité de l'installation, dans une mesure d'autant plus forte que, en l'absence d'un réglage initial approprie du carburant, le régulateur de débit est en effet contraint à effectuer un réglage excessif, de sorte qu'après une durée de transition très brève, la température pourra dépasser de beaucoup la limite de température admissible. Si l'on applique l'invention, un tel phenomène ne pourra évidemment pas se produire.
Les autres détails de l'invention ressortiront de la descrip- tion d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, qui sera donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : les figures 1 et montrent l'emploi d'un seul thermos- tat (c'est-à-dire d'un réglage de température effectué à un seul endroit), tandis que dans le cas de la disposition selon la fig. 3, il est fait usage de deux thermostats (c'est-à-dire qu'un réglage de la température est appliqué en deux endroits).
Dans le cas de l'arrangement selon la fig. 1, la turbine à gaz G commande d'une part -à travers l'accouplement K2 - la charge utile, et d'autre part les compresseurs V1 et V2, ces derniers effectuant, raccordés en parallèle l'un à l'autre, la compression de l'agent moteur (dans le cas d'un cycle ouvert, celle de l'air), qui se détend dans la turbine à gaz en fournissant du travail mécanique. L'air aspiré par les compresseurs à travers la conduite d'aspiration 1 entre, à travers les tubulures et 3 respective- ment, dans l'espace utile des compresseurs et, après avoir été comprimé, passe à travers le système de conduites 4-5-6 à la tur-
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bine G.
Pendant ce passage, cet air se réchauffe, par suite de l'admission et de la combustion de carburant dans la chambre de combustion B qui est intercalée dans la conduite 6. L'agent moteur comprimé et réchauffé, après avoir effectué sa détente et débité du travail mécanique, quitte la turbine G par la conduite de sortie 7.
Le réglage du débit du groupe est effectué par le régulateur centri- fuge R calé sur l'arbre de la turbine, tandis que l'ajustage sup- plémentaire désirable de la température, variant en conséquence du réglage, s'effectue dans le cas de cet exemple par le thermostat T prévu dans la conduite 6, entre la chambre de combustion B et l'orifice d'entrée de la turbine.
Le réglage du débit s'effectue par la variation (notamment par la diminution dans le cas où le débit diminue ) de la quantité de carburant admise dans la chambre de combustion B, ainsi que de la quantité d'agent moteur comprimé, débitée à la turbine G ; chacun des deux régulateurs (R et T) influence les deux quantités à régler; d'une part il modifie d'une manière connue la course de la pompe de carburant P débitant le carburant, et d'autre part il varie le degré d'étranglement de la soupape d'étranglement D1 montée dans la tubulure d'aspiration 2 du compresseur V1.
Les tiges des regulateurs R et T, qui effectuent le réglage de la course de la pompe P, ainsi que le réglage par rota- tion de la soupape d'étranglement D1, sont construites de telle façon que lors du fonctionnement du régulateur R c'est le bouton de manivelle du régulateur T, tandis que lors du fonctionnement du régulateur T c'est la douille d'ajustage du régulateur R qui sert de point d'appui aux tiges . Sur les organes de réglage, la direction de mouvement du réglage dans le sens de l'augmentation, respectivement de la diminution, est partout marquée d'une manière uniforme par les signes + respectivement - ; en conformité avec ceci, la marque M apposée sur la pompe de carburant P indique la position correspondant à l'admission maximale, tandis que la marque 0 indique la position correspondant à l'admission zéro.
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Il est possible d'ajuster la soupape d'étranglement D1 prévue dans la tubulure d'aspiration 2 du compresseur V1 de façon qu'elle produise déjà un étranglement de faible grandeur quand le groupe donne un débit normal, pour assurer que la quantité d'agent moteur puisse être variée dans les deux sens (dans le sens de l'augmenta- tion et dans celui de la réduction).
Si, au cours du reglage, il faut reduire la quantité d'agent moteur dans une mesure telle que la soupape d'etranglement D1 se ferme complètement et qu'ainsi le compresseur V1 ne débite point d'air, on peut aussi faire cesser la commande rotative de ce dernier par l'arbre du groupe, en ou- vrant l'accouplement K1 entre les compresseurs v1 et V2, tandis que s'il était désirable de réduire la quantité d'agent moteur dans une mesure dépassant la fermeture complète du compresseur V1.
la tige de la soupape d'étranglement Dl rendue élastique à l'aide d'un ressort, tel qu'illustré aux dessins, pourra actionner une soupape d'étranglement D2 tenue en position extrême par la force d'un ressort, dans une tubulure 3 qui conduit à l'orifice d'entrée du compresseur V2, mais il va de soi que cette soupape d'étrangle- ment est toutefois complètement ouverte, tant que la soupape d'etranglement D1 ne ferme pas complètement.
Or, tant que la sou- pape d'étranglement D1 n'atteint pas sa position de fermeture, aussi bien que lorsque la soupape d'étranglement D qui vient d'être mentionnée n'est pas prévue dans la tubulure 3, il n'y aura point d'étranglement dans la conduite d'aspiration du compresseur V2 et point de perte de pression résultant de l'étranglement dans la conduite de refoulement de ce compresseur, et le réglage de la quantité d'agent moteur s'effectuera par la seule variation du débit du compresseur V1 , sans perte de réglage appréciable.
Dans le cas, décrit à titre d'exemple, de la diminution du débit, le régulateur centrifuge R entre en fonctionnement et ajuste la pompe de carburant P, ainsi que le compresseur V1, pour des débits décroissants. Si maintenant, à débaut d'un accord par-
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fait des deux opérations de réglage, par exemple la diminution de la quantité de carburant est plus faible qu'il ne le faudrait, l'excédent relatif de carburant provoquera une augmentation de la température à l'endroit du thermostat T, ce qui aura pour consé- quence que le thermostat, après avoir été porté à la nouvelle tem- pérature plus élevée, entrera également en action et produira,au moyen de sa manivelle, un déplacement dans la direction de la flèche I, des tiges de réglage prenant appui sur la douille du régulateur centrifuge.
Par conséquent, le débit de carburant de la pompe P, mais en même temps aussi le débit d'agent moteur du compresseur V1, diminueront de nouveau. Le débit du groupe conti- nuera donc de baisser par suite du fonctionnement du régulateur T, et un tel abaissement aura naturellement pour effet que le régula- teur R reçoit aussi une nouvelle impulsion de réglage.
Si l'on effectue le réglage supplémentaire de cette manière, toute diminu- tion du débit de carburant aura tendance à abaisser la température, tandis que toute diminution de la quantité d'agent moteur aura tendance à augmenter la température, et pour cette raison il sera pratique de construire les tiges du système régulateur de manière à assurer que, lors de l'ajustage supplémentaire effectué par le thermostat, la variation de la quantité de carburant soit prépondé- rante par rapport à la variation de la quantité d'agent moteur.
Dans un tel cas, le réglage supplementaire sera donc confié dans une mesure plus grande à la nouvelle entrée en action du régulateur R. Grâce à la construction differente des tiges, il est naturelle- ment aussi possible d'assurer que, par suite de l'ajustement du thermostat, la quantité d'agent moteur varie dans un sens opposé à celui de la variation de la quantité de carburant, et dans ce cas le fonctionnement du thermostat ne produira plus qu'une variation moins grande du débit, et le régulateur R lui aussi ne devra inter- venir que dans une mesure moindre.
En fin de compte, par suite de
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la coopération des deux régulateurs, respectivement en raison de leur réaction mutuelle, l'état stationnaire s'ajustera de telle manière que non seulement le débit sera approprié, mais qu'aussi la température à l'endroit contrôlé par le thermostat T, de la voie d'écoulement de l'agent moteur, se maintiendra dans la zone de température désirée.
Dans le dispositif qui vient d'être décrit à titre d'exemple, il n'est pas prévu d'échangeur de chaleur ou d'accumu- lateur de chaleur servant au réchauffement de l'agent moteur frais comprimé, au moyen de la chaleur contenue dans l'agent moteur dé- tendu, et le thermostat prévu dans la conduite 6 entre la chambre de combustion B et l'orifice d'entrée de la turbine, lequel régle directement la température de l'agent moteur entrant dans la turbi- ne, protégera la chambre de travail de la turbine, ainsi que les éléments de construction qu'elle contient, principalement les aubes, contre une augmentation de température inadmissible qui pourrait se produire à cet endroit.
Dans le cas où un échangeur de chaleur est prévu dans le dispositif, notamment dans la conduite de refoulement du compresseur ou des compresseurs et, bien entendu, encore avant l'endroit de l'admission et de la combustion du carbu- rant, il pourra être désirable de contrôler aussi la température de l'agent moteur frais préchauffé sortant de l'échangeur de chaleur, d'une part pour qu'une augmentation de température excessive, qui pourrait causer des dégâts, puisse être empêchée déjà dans l'é- changeur de chaleur, et d'autre part parce qu'entre certaines con- ditions d'exploitation, et à certains points de vue, il peut aussi être justifié de maintenir la température maximale de l'échangeur de chaleur à une valeur constante. Un dispositif servant à ce but, sera decrit à titre d'exemple, avec référence à la fig. 2.
Contrairement à l'arrangement décrit précédemment, il comporte un seul compresseur et, d'autre part, deux turbines à gaz raccordées en série.
De ces deux turbines, qui sont mécaniquement indépendantes l'une de l'autre, la turbine G1, qui dans l'arrangement illustré
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est celle dont la pression est la plus élevée, commande le compres- seur V, tandis que la turbine G2, dont la pression est moins élevée, commande la charge utile. L'air aspiré par le compresseur passe, après sa compression, à travers la conduite de refoulement 6' à la chambre de travail à haute pression de l'échangeur de chaleur W, et de là il passe à travers le prolongement de la conduite de refoulement 6", contenant le thermostat T et la chambre de combus- tion B, à la turbine à gaz à haute pression (turbine primaire) Gl, dans laquelle il se détend dans un rapport correspondant au travail nécessaire au compresseur.
L'agent moteur, possédant une chute de pression encore utilisable après cette expansion, passe à travers la conduite 8 à la turbine à gaz à basse pression (turbine secon- daire) G2, dans laquelle l'agent moteur, se détendant jusqu'à la limite de pression inférieure du cycle, produit du travail utile et entre ensuite, à travers la conduite de sortie 7, dans la cham- bre de travail à basse pression de l'échangeur de chaleur W, et enfin, après avoir transmis sa chaleur récupérable à l'agent moteur frais comprimé, il passe de cette chambre à l'air libre.
Le thermostat T, qui dans la disposition illustrée est composé de bobines de ruban métallique, est prévu, comme mentionné, dans la conduite de refoulement 6' - 6" du compresseur, entre l'échangeur de chaleur W (notamment la chambre de travail à haute pression de cet échangeur) et la chambre de combustion B. Dans ce cas égale- ment, le thermostat T et le régulateur centrifuge R règlent, au moyen de tiges appropriées, la quantité du carburant, ainsi que la quantité d'agent moteur (dans ce cas la quantité d'agent moteur déjà comprimé).
Pour effectuer ce dernier réglage on a prévu, entre la tubulure d'aspiration du compresseur et sa conduite de réfoule- ment 6', la conduite de dérivation 9, qui peut être fermée au moyen de la soupape d'étranglement D, l'effet de cette conduite de déri- vation étant que, selon le degré d'ouverture de la soupape d'étran- glement, elle permet à une quantité plus ou moins grande d'agent
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moteur de retourner sous étranglement, de la conduite de refoule- ment 6' à la tubulure d'aspiration, en réduisant ainsi la pression finale du compresseur, ainsi que la quantité d'agent moteur passant aux turbines raccordées en série.
Par conséquent, la mise en ac- tion de la conduite de dérivation 9 exerce une influence, semblable à celle exercée par le réglage de l'admission de carburant, sur le chiffre de débit du groupe, et notamment - pourvu qu'une autre opération de réglage d'effet contraire n'entre pas en jeu- la dimi- nution de la quantité d'agent moteur, ainsi que la diminution de la pression en aval du compresseur, qui se manifesteront lors de l'ouverture de la soupape D, provoqueront aussi une diminution du débit.
Supposant qu'à la position (M), correspondant à l'admis- sion totale, sur la pompe de carburant P, correspond la position de fermeture de la soupape D, et en imaginant que la soupape D se trouve dans une position plus ou moins ouverte pour pouvoir effec- tuer le procédé de réglage dans les deux sens (c'est-à-dire dans le sens de l'augmentation et dans celui de la diminution) à la charge correspondant à la charge maximum, il faudra, pour réduire dans une mesure plus grande encore le débit déjà réduit par cet ajustage, ouvrir la soupape dans une mesure encore plus grande en partant de la position mentionnée de cette dernière, tandis que dans le cas contraire il faudra réduire dans une mesure correspondante le degré d'ouverture de la soupape (dans le cas extrême jusqu'à sa fermeture).
Si, maintenant, on y ajoute (étant donné la relation mutuelle mentionnee qui existe entre les divers procédés de réglage) encore le réglage dans le sens demandé -c'ast-à-dire dans le sens de la diminution, en cas de charge décroissante, et dans celui de l'aug- mentation, en cas de charge croissante - de la quantité de carbu- rant, on obtient de nouveau un réglage de débit combiné, dans lequel la variation simultanée, et dans le même sens que celui dans lequel varie la charge, de la quantité de carburant et de la quantité d'a- gent moteur exerceront des influences opposées l'une à l'autre,
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sur la température de l'agent moteur.
C'est pour cette raison que, dans les cas où l'effet égalisateur exercé sur la température par les influences de réglage opposées l'une à l'autre n'est pas suffi- sant, il sera, selon l'invention, de nouveau indiqué d'assurer (ajuster supplémentairement) la valeur de la température désirable au moyen de l'organe de réglage T qui est précisément prévu dans ce but spécial.
Dans le cas de la disposition représentée en Fig. 2, les tiges raccordant les deux organes de réglage (R et T) aux organes réglés sont, de la manière illustrée dans la figure, de nouveau construites de telle manière que lors du fonctionnement de l'un des régulateurs, ce sera une pièce quelconque du système de tiges, tenue dans une position définie par l'autre régulateur, qui servira de point d'appui ; à la disposition décrite précédem- ment, c'est toutefois maintenant le régulateur centrifuge seul qui exerce une influence régulatrice, aussi sur la quantité d'agent moteur, en plus de l'influence qu'il exerce sur la quantité de carburant, tandis qu'avec le thermostat on ne peut régler, dans le cas de cette disposition, que la quantité de carburant.
Dans le cas de l'accroissement de la charge, qui a été indiqué à titre d'exemple, le procédé de réglage sera donc le suivant : le régula- teur centrifuge R, en déplaçant sa bielle 12, ainsi que le bras 13 supporté sur paliers sur la pompe de carburant, vers la droite, permet à la soupape D de se fermer sous l'effet du ressort 11 agissant sur la tige 10, et augmente de ce fait, conformément à ce qui a été dit plus haut, la quantité d'agent moteur s'écoulant à travers la conduite de refoulement 6 , c'est-à-dire à travers le thermostat T.
En même temps, la pompe de carburant P s'ajuste également à un degré d'admission plus grand, par le déplacement vers la gauche, dans la direction du débit de carburant croissant, dans la mesure rendue possible par le déplacement de l'extrémité inférieure du bras 13 de l'organe d'ajustage de l'admission de la pompe, effectué par le ressort 14 prenant appui sur le corps de
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pompe et à l'intervention du bras 15 tournant autour d'un pivot main- tenu dans une position définie par le thermostat T.
L'augmentation de la quantité d'agent moteur aura tendance à réduire la tempéra- ture qui s'établit dans la chambre de combustion B, tandis que l'augmentation de la quantité de carburant aura tendance à faire monter cette température, et ces effets opposes de ces deux opé- rations de réglage sur la température se manifesteront aussi dans les autres endroits de la voie d'écoulement de l'agent moteur, par exemple au coté chaud de l'échangeur de chaleur W (c'est-à-dire à l'endroit où l'agent moteur détendu entre dans l'échangeur, ou respectivement où l'agent moteur frais préchauffé quitte l'échangeur).
Si, maintenant, comme résultat total de ces deux opérations de ré- glage, la température à l'endroit du thermostat T (c'est-à-dire à l'endroit où l'agent moteur frais quitte l'échangeur) ne reste pas constante, mais par exemple s'accroît dans une mesure considérable, la manivelle 16 du thermostat, en se réchauffant graduellement, tournera vers la gauche et permettra ainsi la détente du ressort 17 maintenu en compression, et du fait de cette détente, l'organe d'ajustage de la pompe de carburant sera déplacé quelque peu dans la direction correspondant à la diminution du débit de carbarant, par le dit ressort, à l'aide de la bielle 18 fixée dans le disque du ressort et du bras 15 déjà mentionné, sans aucune réaction sur la position préalablement ajustée du bras 13 et de la soupape d'étranglement D.
Par suite de ce déplacement, le débit du groupe diminuera dans une certaine mesure et le régulateur centrifuge R recevra une nouvelle impulsion de réglage ; dans le nouvel état stationnaire se produisant sous l'influence combinée des régulateurs R et T, la température de l'agent moteur s'ajustera également à la valeur de température désirée de l'endroit contrôlé, le groupe fournissant en même temps le débit nécessaire.
L'effet qu'on désire obtenir au moyen du thermostat dans la disposition selon la Fig. 2, c'est-à-dire le contrôle de la tempé-
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rature du côté chaud de l'échangeur de chaleur et le'maintien de cette température à une valeur aussi constante que possible, peut aussi être réalisé avec une disposition différente de celle selon la Fig. 2, en intercalant le thermostat, non pas dans la conduite de refoulement du compresseur, entre l'échangeur de chaleur et la chambre de combustion, maisdans la conduite de sortie de la turbine G2, devant l'orifice d'entrée à basse pression de l'échangeur de chaleur.
En outre, et spécialement dans le cas où, comme dans la disposition selon la Fig. 2, on emploie plus d'une turbine à gaz, on pourra aussi prévoir et faire agir dans divers buts de réglage conformément à l'invention, plus d'un thermostat agencés en divers endroits du cycle. Une telle modification du dispositif selon la Fig. 2 est représentée en Fig. 3 ; le raccordement mutuel du compres- seur, de l'échangeur de chaleur et des turbines, ainsi que le mode de fonctionnement en exploitation stationnaire de l'installation d'ensemble sont les mêmes que dans le cas de la disposition selon la Fig. 2, de sorte que leur description serait superflue.
Par contre, la modification essentielle au point de vue du réglage consiste en ce que chacune des turbines raccordées en série possède sa propre pompe de carburant (Pl respectivement P2), qui amène le carburant dans unechambre de combustion séparée (B1 respectivement B2), les dites pompes étant cependant actionnées, par exemple, par un régulateur centrifuge R commun. Conformément à la disposition selon la Fig. 2, le régulateur centrifuge actionne aussi la soupape d'étranglement D prévue dans la conduite de dérivation entre la tubulure d'entrée du compresseur et sa conduite de refoulement.
Pour effectuer le contrôle, respectivement l'ajustage supplémentaire, de la température de l'agent moteur entrant dans la turbine pri- raire G1, il est prévu, entre l'orifice d'entrée de cette turbine et la chambre de combustion B1, le thermostat Ti qui se trouve en relation fonctionnelle avec la pompe de carburant P1, tandis que pour contrôler la température de l'agent moteur quittant la turbine
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secondaire C2, c'est-à-dire la température (du côté chaud) de l'échangeur de chaleur W, il est prévu, dans la conduite de sortie de la turbine G2, le thermostat T qui se trouve en relation fonc- tionnelle avec la pompe de carburant P2.
Les liaisons fonctionnelles des thermostats et du régulateur centrifuge avec les pompes de car- burant, ainsi que les liaisons fonctionnelles du régulateur centri- fuge avec la soupape d'étranglement D, sont indiquées d'une façon purement schématique par les références 191. Ce dispositif pour- rait naturellement aussi se concevoir de telle manière que chaque pompe de carburant soit conjugée avec un régulateur centrifuge sé- paré, et dans ce cas également, la soupape d'étranglement D sera actionnée soit par l'un, soit par l'autre régulateur centrifuge.
On peut d'ailleurs aussi prévoir plus de deux turbines raccordées en série, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas où la compression se répartit aussi sur plusieurs compresseurs raccordés en série, dont chacun possède sa propre turbine motrice parmi les turbines raccordées en série. Dans de tels cas, le dispositif peut être pourvu de thermostats servant au but visé par l'invention, en nombre encore plus grand et agencés d'une manière encore plus variée que dans le cas de la disposition selon la Fig. 3, selon la nature du réglage à effectuer.
Les dispositifs décrits peuvent, sans modification substan- tielle, fonctionner également dans un cycle fermé au lieu d'un cycle ouvert; mais dans ce cas on peut, dans le but du réglage du débit, varier aussi la limite de pression inférieure du cycle de travail.
La disposition dans laquelle - comme par exemple dans le cas du dispositif selon la Fig. 3 - plusieurs turbines à gaz sont rac- cordées en série pour ce qui concerna la direction d'écoulement de l'agent moteur, est naturellement complètement équivalente, au point de vue du réglage selon l'invention et de l'agencement des thermostats, à une disposition dans laquelle une seule turbine à
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gaz est munie de plusieurs chambres de combustion et de plusieurs voies d'admission de carburant amenant le carburant à ces chambres de combustion, indépendamment l'une de l'autre, de telle manière qu'en plus de l'introduction de chaleur avant l'entrée dans la tur- bine à gaz, il se produit aussi une introduction répétée de chaleur entre les divers étages d'expansion de la turbine.
L'introduction de la chaleur même peut s'effectuer au moyen de la combustion inté- rieure (c'est-à-dire s'effectuant directement dans l'agent moteur) du carburant, mais il est aussi possible de brûler le carburant en dehors de la voie d'écoulement de l'agent moteur (dans un agent extérieur), ou éventuellement dans l'agent moteur détendu, et de transmettre la chaleur de combustion nouvelle à l'agent moteur au moyen d'un échangeur de chaleur. Dans les cas couverts par l'inven- tion, le combustible (carburant) peut être liquide, gazeux ou solide (éventuellement pulvérulent); toutes ces variantes n'influencent évidemment pas l'essentiel du procédé selon l'invention, mais seu- lement la construction du dispositif de combustion et la manière de l'admission du combustible.
Par exemple, si l'on emploie un combus- tible solide en gros morceaux, le réglage rapide de la quantité de combustible à brûler s'effectue en réglant la quantité de l'air de combustion, et dans le cas d'une telle combustion intérieure, cette quantite d'air de combustion représentera une partie ajustée séparé- ment de la quantite d'agent moteur totale réglée indépendamment de ce réglage.
Dans les installations selon l'invention on peut, en plus du raccordement en série de plusieurs turbines, respectivement de plusieurs compresseur aussi imaginer le raccordement en parallèle de plusieurs turbines, respectivement (comme le montre aussi la fig. 1) de plusieurs compresseurs. Dans le cas de turbines et compresseurs raccordés en série, les turbines individuelles peuvent aussi commander séparément des compresseurs individuels, et en même temps quelques-unes de ces turbines peuvent commander également une charge utile, mais il est aussi possible que les turbines commandant une charge utile soient rendues entièrement indépendantes de la com-
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mande des compresseurs.
Les groupes compresseurs-turbines indivi- duels, ainsi que les turbines ne commandant éventuellement que des charges utiles, peuvent être entièrement indépendantes l'une de l'autre au point de vue mécanique, ou bien elles peuvent être, du' moins en partie, raccordées mécaniquement (au moyen d'engrenages) l'une à l'autre ; -selon la nature de l'exploitation à réali- ser- il peut aussi s'agir de turbines et de compresseurs raccordés les uns aux autres d'une manière mixte, en série et en parallèle.
Toutes ces variantes offrent la possibilité de réaliser les combi- naisons et dispositions les plus variées des organes de réglage essentiels au point de vue de l'invention.
Dans le but de varier la quantité d'agent moteur, on a déjà discuté ci-dessus, à titre d'exemple, l'emploi d'un réglage au moyen de l'étranglement prévu dans la conduite d'aspiration du compresseur et au moyen de la conduite de dérivation du compresseur.
Dans le cas de turbines raccordées en série on peut aussi, pour effectuer la variation relative des quantités d'agent moteur passant par les diverses turbines individuelles (et pour influencer le débit de cette manière et respectivement aussi dans d'autres buts de ré- glage), munir l'une des turbines (respectivement quelques-unes des turbines) d'une conduite (respectivement de conduites) de dérivation.
Au lieu de conduites de dérivation, on peut également employer dans ce but des conduites de soutirage, dans lesquelles ce n'est pas le compresseur entier, respectivement la turbine entière, qui est contournée par la quantité d'agent moteur soutirée dans des buts de réglage,, mais seulement une partie de ces compresseurs, ou res- pectivement de ces turbines. En plus de ces possibilités, le régla- ge de la quantité d'agent moteur peut cependant aussi s'effectuer en imprimant un déplacement aux aubes du compresseur, si les aubes directrices, qui sont les seules qu'on peut utiliser pratiquement à cet effet, sont rendues orientables, au moins sur quelques-unes des couronnes d'aubes.
Ces organes de réglage seront, ensemble avec le
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réglage de l'admission de carburant, actionnés par quelques régula- teurs connus (par exemple des régulateurs du nombre de tours), ou seront éventuellement actionnés, selon les besoins, par le meca- nicien, tandis que la liaison entre le thermostat et les organes de réglage sera telle que son réglage réagit, soit sur les deux, respectivement sur tous les organes de réglage (fig. 1), soit seu- lement sur un des organes régulateurs influençant la température, (dans le cas de la fig. 2, sur le réglage de la pompe de carburant).
Si dans un tel cas le thennostat ne varie que la quantité d'agent moteur, on pourra, après le réglage du débit, effectuer l'ajustage supplémentaire de la température d'une manière telle, qu'à une tem- pérature trop élevée le thermostat augmentera la quantité d'agent moteur participant au cycle de travail, tandis que dans le cas con- traire il réduira cette quantité.
Au lieu d'être construit comme indiqué à titre d'exemple en fige 2 (bobines de ruban métalliques), le thermostat peut également être construit sous les formes les plus variées (par exemple une construction à membrane, à remplissement par gaz), une construction thermo-électrique etc. Du point de vue de la manière dont le régla- ge supplémentaire est effectué, l'organe sensible à la température qui a été nommé simplement "thermostat" -disons un relais thermique, par exemple un thermomètre de contact- peut, en outre, aussi être un organe à fonctionnement indirect, et dans ce cas cet organe de- vra commander encore un organe d'actionnement séparé, de capacité de travail plus élevée, par exemple un servomoteur.
Dans le cas d'une construction à rubans métalliques il est particulièrement avantageux d'employer des rubans "bimétalliques", avec lesquels on peut, tout en assurant un développement de force considérable, obte- nir des thermostats de haute sensibilité.
Au lieu de contrôler la température de l'agent moteur, l'orga- ne sensible à la température peut aussi contrôler directement, par exemple au moyen d'un couple électrothermique monté dans une aube
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de turbine stationnaire, la température de quelques pièces de l'installation, sans sortir du cadre de l'invention. Enfin, il est aussi possible d'employer, comme organe sensible à la tempéra- ture, un organe de réglage actionné par quelqu' 'autre caractéristi- que d'exploitation (par exemple par la pression), dont la variation a lieu dans le même sens que celui dans lequel varie la température.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de réglage pour l'exploitation de turbines à gaz, dans lequel le changement de la condition de l'exploitation s'effectue au moyen de deux opérations de réglage influençant la température d'exploitation, caractérisé par le fait que la tempéra- ture d'un endroit quelconque de l'installation de turbine à gaz est ajustée à la valeur désirable (qui devra de préférence être maintenue constante), correspondant à la nouvelle condition d'exploitation, au moyen d'un ajustage supplémentaire déclenché, respectivement pro- duit, par un organe de réglage additionnel (de préférence un organe de réglage directement sensible à la température) réagissant sur au moins une des opérations de réglage.