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PERFECTIONNEMENTS A L'INSTALZTATION DE :TURBINES HTDRAUEIQUES.
La présente invention a pour objet des perfectionnements à l'installation de turbines hydrauliques, applicable notamment aux usines de basses chutes.
Dans les installations usuelles, on prévoit généralement à l'a- mont de la turbine une vanne de sécurité à déclanchement automatique destinée à fermer l'alimentation de la turbine en cas d'emballement de celle-ci ou pour toute autre cause. En outre on dispose à l'aval de' la turbine un batardeau permettant d'isoler la turbine de l'aval et, si besoin est, en combinaison avec la vanne de sécurité placée à l'amont, de la mettre à sec, pour des ré- parations par exemple.
Cette disposition présente à l'expérience divers inconvénients.
Notamment lorsque l'on est amené à fermer la vanne de sécuritéil se produit derrière celle-ci des effets de cavitation et de turbulence extrêmement im- portants qui se répercutent sur la turbine et risquent de l'endommager. Ces effets augmentent au'fur et à mesure de la fermeture, de sorte que pour éviter d'endommager la turbine, il est nécessaire d'assurer une fermeture.rapide, ce qui engendre des coups de bélier dangereux.
La présente invention permet d'éviter ces inconvénients. Elle consiste à intervertir la disposition par rapport à la turbine de la vanne de sécurité et du batardeau. Autrement dit, on dispose la vanne de sécurité automatique à l'aval de la turbine, à l'endroit où antérieurement se trouvait le batardeau aval,et on place le batardeau à l'amont là où se trouvait anté- rieurement la vanne de sécurité.
Cette inversion des emplacements de ces deux éléments présente de multiples avantages. Lorsque la nécessité exige la fermeture de la vanne de sécurité, les effets de cavitàtion ou de turbulence se produisent vers l'a- val sans risque d'affecter la turbine. Ces effets devenant indifférents, il n'y a plus de nécessité de'réaliser une fermeture rapide de la vanne de sécurité.
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On peut donc assurer à celle-ci un fonctionnement qui ne provoque pas de coups de bélier. C'est ainsi que l'on peut effectuer une descente rapide de la vanne jusqu'à un certain point et achever la fermeture très lentement.
En outre, en disposant la vanne de sécurité à l'aval, on la place dans un conduit de dimensions sensiblement moindres quecelles de l'adduction d' eau. la vanne peut être notablement moins grande, donc de construction moins coûteuse et son implantation toujours complexe exige des travaux sensiblement moindres. Il en résulte une économie appréciable, tant au point de vue cons- truction mécanique que génie civil. @
En plaçant le batardeau à l'amont, on évite en cet emplacement, c'est-à-dire dans un conduit toujours de grandes dimensions, une implantation compliquée et on réduit la dépense en même temps que l'on évite les risques de détérioration de la turbine.
L'installation suivant l'invention peut s'appliquer à toutes chu- tes. Mais elle trouve spécialement son intérêt dans les basses chutes. Pour les hautes chutes elle-- obligerait à prévoir une turbine susceptible de résis- ter à des pressions statiques souvent considérables. Avec les basses chutes où le niveau aval de crue est souvent élevé, la résistance de la turbine est suffisante pour supporter la pression statique assez faible.
La disposition selon l'invention sera illustrée schématiquement par la figure unique des dessins annexés.
Sur celle-ci est représenté l'équipement d'une basse chute ù l'on utilise la différence relativement faible entre le niveau amont AM et le niveau aval AV.
La turbine 1, du type hélice à pales orientables, accouplée à l'alternateur 2 est alimentée par le distributeur 3. Celui-ci reçoit l'eau du conduit amont 4 comportant une grille 5. Après avoir traversé la turbine le l'eau est évacuée vers l'aval par le conduit 6.
Alors que dans les installations usuelles de ce genre on place en B à l'amont une vanne de sécurité à déclanchement automatique, et l'on prévoit en C, à l'aval de la turbine, un simple batardeau, cette disposition est ici inversée. La vanne de sécurité automatique 7 est disposée en C à l'a- val pour obturer le conduit 6. Ce conduit 6 étant à section relativement ré- duite, la vanne 7 est de ce fait de construction plus simple et moins onéreuse.
Son installation est plus simple et plus économique. Par contre à l'amont en B est prévu le batardeau 8 permettant, avec la vanne 7, d'assurer la mise à sec de la turbine.
La vanne de sécurité automatique 7 est prévue pour recevoir un mouvement de fermeture d'abord rapide, puis se terminant lentement. Le mouve- ment rapide est assuré par exemple jusqu'à ce que le débit corresponde seule- ment à la marche à vide du groupe turbo-alternateur 1-2. Ensuite le mécanis- me réduit la vitesse de descente de la vanne 7, de façon à éviter les coups de bélier qui, en raison de la position de la vanne à l'aval de la turbine, risqueraient de provoquer le soulèvement de celle-ci. Les effets de turbulen- ce et de cavitation dus à la fermeture de la vanne 7 se produisant vers l'aval sont sans action sur la turbine, et deviennent ainsi indifférents.
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IMPROVEMENTS IN THE INSTALLATION OF: HTDRAUEIC TURBINES.
The present invention relates to improvements in the installation of hydraulic turbines, applicable in particular to low head plants.
In usual installations, an automatically triggered safety valve is generally provided on the turbine assembly intended to shut off the supply to the turbine in the event of runaway of the latter or for any other cause. In addition, a cofferdam is available downstream of the turbine allowing the turbine to be isolated from the downstream side and, if necessary, in combination with the safety valve placed upstream, to put it dry, to repairs, for example.
This arrangement has various drawbacks to experience.
Particularly when the safety valve is required to be closed, extremely significant cavitation and turbulence effects occur behind it, which have repercussions on the turbine and risk damaging it. These effects increase au'fur and as the closing, so that in order to avoid damaging the turbine, it is necessary to ensure a rapid closing, which generates dangerous water hammers.
The present invention makes it possible to avoid these drawbacks. It consists of inverting the arrangement with respect to the turbine of the safety valve and the cofferdam. In other words, the automatic safety valve is placed downstream of the turbine, where the downstream cofferdam was previously, and the cofferdam is placed upstream where the safety valve was previously. .
This inversion of the locations of these two elements has many advantages. When necessity requires closing the safety valve, the effects of cavitation or turbulence occur downstream without risk of affecting the turbine. Since these effects become indifferent, there is no longer any need to quickly close the safety valve.
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It is therefore possible to ensure that the latter operates which does not cause water hammer. This is how the valve can be lowered rapidly to a certain point and closed very slowly.
In addition, by placing the safety valve downstream, it is placed in a conduit of dimensions substantially smaller than those of the water supply. the valve can be appreciably smaller, therefore less expensive to construct and its installation, which is always complex, requires significantly less work. This results in appreciable savings, both from the point of view of mechanical construction and civil engineering. @
By placing the cofferdam upstream, in this location, that is to say in a duct that is always large, a complicated layout is avoided and the expense is reduced at the same time as the risk of deterioration is avoided. of the turbine.
The installation according to the invention can be applied to all falls. But it finds its particular interest in the low falls. For high head, it would make it necessary to provide a turbine capable of withstanding often considerable static pressures. With low heads where the downstream flood level is often high, the resistance of the turbine is sufficient to withstand the relatively low static pressure.
The arrangement according to the invention will be illustrated schematically by the single figure of the accompanying drawings.
On this one is represented the equipment of a low fall ù the relatively small difference between the upstream level AM and the downstream level AV is used.
The turbine 1, of the propeller type with orientable blades, coupled to the alternator 2 is supplied by the distributor 3. This receives the water from the upstream pipe 4 comprising a grid 5. After passing through the turbine, the water is evacuated downstream through pipe 6.
While in usual installations of this type, a safety valve with automatic release is placed in B upstream, and a simple cofferdam is provided at C, downstream of the turbine, this arrangement is here reversed. . The automatic safety valve 7 is arranged in C upstream to close the conduit 6. This conduit 6 being of relatively small cross section, the valve 7 is therefore of simpler construction and less expensive.
Its installation is simpler and more economical. On the other hand, upstream at B, the cofferdam 8 is provided, making it possible, with the valve 7, to keep the turbine dry.
The automatic safety valve 7 is designed to receive a first fast closing movement, then slowly ending. The rapid movement is ensured, for example, until the flow only corresponds to the idling of the turbo-alternator group 1-2. Then the mechanism reduces the descent speed of valve 7, so as to avoid water hammer which, due to the position of the valve downstream of the turbine, could cause the latter to rise. . The effects of turbulence and cavitation due to the closing of the valve 7 occurring downstream have no effect on the turbine, and thus become indifferent.