<Desc/Clms Page number 1>
Dans la centralisation de plus en plus étendue de la produc- tion d'énergie en grandes combinaisons de réseaux, la variation de puis- sance absorbée par les différents consommateurs devient de plus en plus accessoire. On peut donc faire fonctionner en permanence à pleine charge même des unités importantes et réduire ainsi au minimum les pertes de charge dans les organes régulateurs, ainsi que les pertes de chocs dans les aubages de ces unités.
Ceci est particulièrement important pour les unités dans lesquelles on cherche à obtenir une amélioration du rendement thermique par un surchauffage intermédiaire. Dans ces unités, la vapeur entre dans la partie à haute pression d'une turbine par des obturateurs commandés en fonction du nombre de tours-minute pour transmettre une partie de son énergie au rotor de turbine. La vapeur est ensuite réchauffée dans un sur- chauffeur intermédiaire pour passer dans la partie à basse pression de la turbine.
Etant donné que le surchauffeur intermédiaire contient de grandes quantités de vapeur, il est nécessaire de prévoir à l'entrée de la turbine à basse pression des organes de passage commandés par le nombre de tours-minute, qui sont fermés par le régulateur de tours-minute dans le cas d'un déclenchement brusque du groupe et empêchent ainsi que le surchauffeur intermédiaire ne se vide à travers la turbine à basse pression lorsque les organes d'admission de la turbine à haute pression sont fermés, cette vidange pouvant entraîner l'emballement du groupe.
Cependant, un étranglement permanent par ces organes d'admis- sion se traduirait par une perte d'énergie qui réduirait sensiblement le gain obtenu par le surchauffage intermédiaire.
Pour cette raison, les obturateurs de la turbine à basse pression sont généralement complètement ouverts,, pendant le fonctionnement normal. Le régulateur de tours-minute est alors réglé de façon qu'il commence d'abord à fermer les organes d'admission de la vapeur à haute pression avec un statisme normal lorsque le nombre de tours-minute augmente, et ferme ensuite les organes d'admission de la turbine à basse pression très rapidement avec un faible statisme. Ces derniers organes peuvent alors rester complètement ouverts pendant le fonctionnement normal ainsi qu'on le désire. Par suite de leur fermeture un peu retardée, on doit accepter un nombre de tours-minute un peu plus élevé pendant le déclenchement.
Ce procédé de réglage est applicable lorsque le groupe débite sur un grand réseau commun tel qu'il a été décrit précédemment, son régulateur n'ayant alors à fournir aucun travail de réglage proprement dit.
Dans ce cas il est même avantageux d'ouvrir complètement les organes d' admission de la vapeur à haute pression, et de faire fonctionner le groupe à pleine charge.
Or il peut arriver que le réseau commun se fractionne par suite de perturbations en groupes de réseaux plus petits, ou qu'il soit nécessaire de le fractionner temporairement en réseaux plus petits pour des raisons concernant les tarifs ou les connexions. Dans ce cas il est cependant nécessaire d'exiger que l'un au moins des groupes à surchauffage intermédiaire puisse fonctionner aussi économiquement que possible à charge partielle, tout en restant stable. Toutefois, lorsqu'un groupe réglé de la manière décrite fonctionne en transmettant sa puissance à un groupe partiel du réseau en charge partielle, seuls les organes d'admission de la vapeur à haute pression se déplacent en réponse aux faibles variations du nombre de tours-minute.
Les faibles variations de la puissance, de courte durée, sont ainsi transmises exclusivement à la chaudière à haute pression qui se prête mal au réglage. En même temps, mêmes les variations relativement faibles de la puissance entraînent des variations importantes du nombre de tours-minute, de sorte que le régulateur de passage inter-
<Desc/Clms Page number 2>
médiaire intervient finalement avec son faible statisme et peut déclencher des oscillations permanentes.
Si on réduit le statisme du régulateur d'admission de la vapeur à haute pression, l'effet instabilisant des espaces-tampons du surchauffeur intermédiaire agit dans le sens d'une augmentation des oscillations, étant donné que le couple d'entraînement transmis au rotor du groupe s'adapte avec un retard à la nouvelle position du manchon du régulateur par suite de l'accumulation de vapeur dans le surchauffeur intermédiaire.
Il peut donc encore en résulter des oscillations permanentes. De plus, la statisme du groupe est alors trop faible pour les conditions de fonctionnement stationnaires, et le groupe participe trop fortement au réglage de la fréquence.
Pour cette raison, on a proposé d'appliquer aux groupes à surchauffage intermédiaire le principe du réglage combine, déjà éprouvé dans les groupes à prélèvement ou à pressions mixtes. Dans cette application, l'essentiel de ce principe est que le régulateur de tours-minute agisse simultanément dans le même sens sur les organes d'admission de la vapeur à haute pression et sur les organes d'admission de la turbine à basse pression. Le mécanisme d'entraînement du régulateur est alors de préféren-. ce proportionné de façon que les variations du nombre de tours-minute modifient l'arrivée de la vapeur à haute pression dans la même proportion que l'admission de la vapeur dans la turbine à basse pression.
Le départ de la vapeur dans le réseau de prélèvement ou à pressions mixtes reste alors constant, et ce résau n'est pas surchargé ni déchargé, à condition que les consommateurs ou générateurs de vapeur branchés sur ce réseau fonctionnent sans variation.
Dans les groupes à surchauffe intermédiaire, on ne prélève ni introduit généralement de la vapeur dans le réseau intermédiaire, de sorte que la condition précitée devient sans objet. Etant donné que le surchauffeur intermédiaire n'est ni chargé ni déchargé par l'action d'un régulateur de ce genre, on supprime également l'effet d'instabilisation du réglage, et la pression du surchauffeur reste constante malgré les variations du nombre de tours-minute et de la puissance.
Pour les charges partielles, il en résulte cependant un étranglement de vapeur devant les organes d'admission de la turbine à basse pression, et cet étranglement réduit considérablement le rendement du groupe en charge partielle.
Pour l'éviter dans un procédé de réglage d'un groupe à turbine à vapeur à surchauffage intermédiaire, dans lequel un régulateur de toursminute agit simultanément sur l'organe d'admission de la vapeur à haute pression et sur l'organe d'admission d la vapeur à basse pression de la turbine, l'organe d'admission de la turbine à basse pression est amené selon l'invention après un premier mouvement rapide de réglage avec un certain retard vers une position assurant un minimum de perte de pression. Pendant une rapide augmentation du nombre de tours-minute, cet organe d'admission se ferme donc dès le premier moment et s'ouvre ensuite lentement, tandis que le surchauffeur intermédiaire se décharge.
On peut obtenir cette ouverture consécutive en intercalant dans la timonerie des organes hydrauliques souples ou similaires, tandis que l'organe d'admission est rappelé par des ressorts à la position d'ouverture. La pression du surchauffeur intermédiaire s'abaisse alors au minimum correspondant à la pression de la charge partielle.
Mais étant donné que, par suite de la densité plus faible, la quantité de vapeur passant dans chaque unité de section de l'organe d'admission intermédiaire est plus réduite qu'avant le mouvement de recul, le rapport entre les positions de l'organe d'admission de la vapeur à haute pression et de l'organe d'admission de la vapeur à bsse pression n'est plus
<Desc/Clms Page number 3>
correct. Si, en partant de la charge partielle obtenue, on procède à un nouveau déclenchement, la pression intermédiaire ne reste plus invariable, et la réponse du régulateur de tours-minute entraîne immédiatement une réduction de la pression intermédiaire et l'installation de l'organe régulateur qui en résulte.
Pour obtenir également que la pression du surchauffeur intermédiaire varie selon une loi déterminée pour toutes les charges partielles pendant les mouvements rapides du régulateur de tours-minute, et que cette pression reste notamment invariable, une autre particularité de la présente invention consiste en ce que le rapport entre la course de l'organe d' admission de la partie à basse pression, produite pendant les variations rapides du nombre de tours-minute par le régulateur et la course de,1'organe d'admission de la vapeur à haute pression, est réduit avec un certain retard au fur et à mesure que la charge imposée au groupe augmente, et est au contraire augmenté au fur et à mesure que la charge imposée au groupe diminue.
L'adaptation du rapport de transmission entre les groupes d' organes d'admission peut avoir lieu par voie purement mécanique par une timonerie et une coulisse. Mais on peut également l'obtenir par d'autres moyens, tels*que la modification des pressions différentielles d'un liquide de commande, ou par voie électromagnétique. Pour plus de clarté on décrira ci-après des dispositifs de réglage à timonerie.
Le dessin annexé représente deux modes de réalisation de dispositifs régulateurs pour la mise en oeuvre du procéda selon l'invention qui sera également décrit à l'aide de ces dispositifs.
Le dispositif que montre la fig. 1 est destiné au réglage d'un groupe à turbine à vapeur comportant une partie à vapeur de haute pression 1 et une partie à vapeur de basse pression 2. La vapeur à haute pression entre par un organe d'admission 3 dans la, p.rtie 1 de la turbine. Elle est ensuite réchauffée dans un surchauffeur intermédiaire 4 à la sortie de cette partie de la turbine, et passe par un organe d'admission 5 dans la partie à basse pression 2 de la turbine. Elle s'échappe finalement dans un condenseur 6. En 7 est indiqué l'arbre de la turbine. Pour plus de clarté, les organes d'admission 3 et 5 sont représentés sous la forme de vannes.
Pratiquement, on remplace ces vannes avantageusement et d'une manière connue en soi par plusieurs obturateurs, qui permettent successivement l'arri- vée de la vapeur aux différents groupes de tuyères.
Les organes d'admission 3 et 5 sont actionnés par un régulateur de tours-minute 8, qui est lui-même actionne par l'arbre 7 de la turbine et agit sur un levier 9 par une articulation 10. Ce levier pivote à gauche sur un tourillon fixe 11 et est articulé à droite à une tringle 12, à son tour articulée à un levier coudé 13, 14 monté à pivotement en 15.
A l'extromite de gauche de la branche sensiblement horizontale 13 du levier coudé, l'organe d'admission de la vapeur à haute pression 3 est articulé en l6 par une tringle 17. A la même branche est articulée en 13 une tringle 19 qui attaque en 20 une coulisse en croissant 21 montée à pivotement sur un tourillon fixe 22. Cette coulisse peut être constituée par exemple comme celle de la distribution d'une locomotive. Le point d'attaque 20 de la tringle 19 est déplacé par un piston de servomoteur 23 à bielle 24 articulée en un point 25 de la tringle 19.
Les mouvements du piston de servomoteur sont commandés par un distributeur 26, qui reçoit entre deux pistons du tiroir de l'huile sous pression par une conduite 27 qu'il fait passer alternativement par des canaux 23 dans le cylindre entourant le piston 23. Le tiroir du distributeur 26 est relie par une bielle 29 au pont 30 d'un levier 31, lui-même articulé en 32 à l'extrémité libre de la branche sensiblement verticale 14 du levier coudé, et en un point 53 de la bielle 24 du piston 23.
<Desc/Clms Page number 4>
La position des organes indiquée en traits pleins sur la figure correspond à l'admission de pleine charge de la turbine, tandis que la position indiquée en traits mixtes correspond à la marche à vide de la turbine qui est identifiée dans ce cas par l'arrêt complet de l'arrivée de la vapeur. Pendant le passage de la pleine charge à la marche à vide, l'ex- trémité de gauche 16 de la branche 13 passe à la position 34. La distance 16- 34 donne la mesure de la quantité de vapeur à haute pression pour le pleine charge. Alors qu- le piston 23 reste immobile, 1'extrémité de la coulisse passe ce la position 5 vers la position 36.
En partant de la pleine charge, et en supposant que celle-ci est réduite de moitié, le dispositif régulateur fonctionne de la manière suivante :
Le régulateur de tours-minute fait pivoter les leviers 9, 13 ainsi que la coulisse 21 vers une position indiquée en tirets sur la figure.
L'extrémité de gauche de la branche 13 passe à une position 37 au milieu de la distance 16 - 34, c'est-à-dire que la quantité de vapeur à haute pression entrant dans la turbine est réduite de moitié. Il en est de même pour la quantité de vapeur entrant dans la turbine à basse pression, parce que l'amplitude de pivotement de la coulisse, qui est réduite de la distance 35-36 à la distance 33-j6, n'est plus que la moitié de l'amplitude initiale.
L'articulation 20 de la tringle 19 sur la coulisse 21 se déplace ainsi vers la position 39. Etant donné que la quantité de vapeur entrant dans le surchauffeur intermédiaire est égale à la quantité qui passe dans la turbine à basse pression avant et après l'intervention du régulateur de tours-minute, la pression régnant dans le sur chauffeur ne change pas. Mais il en résulte d'abord dans l'organe d'admission 5 de la turbine à basse pression une perte de laminage qui réduit le rendement spécifique en énergie.
Or le pivotement du levier coudé 13, 14 fait également pivoter le levier 31 vers la droite autour du point 33. Le tiroir 26 relié au levier 31 par la tringle 29 est donc également déplacé vers la droite, de sorte que l'huile sous pression passe du conduit 27 par le canal de droite 28 sur le côté droit du piston 23, tandis que l'huile enfermée sur le côté gauche du piston peut s'échapper. Le piston se déplace donc vers la gauche jusqu'à ce que le tiroir soit revenu à la position de départ, dans laquelle la tringle 19 occupe la position verticale au milieu des positions de pleine charge et de marche à vide.
Le point d'articulation de la coulisse passe alors de la position 39 vers la position 40. Cette articulation 22 de la coulisse est agencée de façon que celle-ci pivote vers la position finale dans laquelle l'organe d'admission 5 est de nouveau complètement soulevé. La vitesse à laquelle a lieu ce mouvement de réglage peut être adaptée par le choix des sections de passage du distributeur 26, et de la section du piston 23, aux conditions du surchauffeur intermédiaire et de la stabilité de la turbine.
Dans cette position de charge réduite de moitié ainsi obtenue, la pression de la vapeur régnant dans le surchauffeur intermédiaire n'est également plus que la moitié de la pression à pleine charge. La quantité de vapeur passant par unité de section dans l'organe d'admission 5 de la turbine à basse pression n'est donc plus que la moitié environ de la quantité correspondant à la pleine charge.
Si la pression régnant dans le surchauffeur intermédiaire doit rester invariable pour d'autres variations de courte durée de la charge, c'est-à-dire si le régulateur de tours-minute doit de nouveau intervenir de façon que les quantités de vapeur à haute pression et à basse pression soient modifiées dans les mêmes proportions, la modification de la section de passage de l'organe d'admission 5 par unité de modification des tours-minute doit être deux fois supérieure à celle de la pleine charge. Ainsi que le montre la fig. 1, ceci est effectivement le cas, étant donné que le bras de levier de la tringle 19 sur la coulisse 21 n'est plus qu- la moitié de celui de la pleine charge.
<Desc/Clms Page number 5>
Il ressort de ce qui précède que, grâce au dispositif régula- teur décrit, la pression du surchauffeur reste initialement constante après des chocs de déclenchement d'une amplitude quelconque. Pendant les chocs d'enclenchement le comportement du dispositif est moins favorable. Ceci provient du fait que, pour réduire les pertes de puissance à charge station- naire, l'organe d'admission de la turbine à basse pression est presque com- plètement ouvert et ne peut donc pas s'ouvrir beaucoup plus lorsque la charge augmente brusquement. Il est vrai que ceci n'est pas très grave, étant donné que les chocs résultant de l'enclenchement sont généralement beaucoup plus faibles que les chocs de déclenchement.
Cependant, si on désire obtenir non seulement un fonctionnement économique stationnaire, mais également de faibles variations de la pression intermédiaire dans le cas de chocs d'enclenchement importants, c'est-à-di- re avec une bonne stabilité de réglage, l'organe d'admission de la turbine à basse pression doit recevoir au moins un canal de surcharge 41 tel que le montre la fig. 2. La timonerie du régulateur est alors réglée de façon que l'organe d'admission 5 de la turbine à basse pression occupe toujours la position de pleine charge pendant le fonctionnement stationnaire, en fermant tout juste le canal de surcharge.
Pour le mode de réalisation du dispositif régulateur que montre la fig. 1 ceci est le cas, sauf que les charges partielles peuvent entrainer des erreurs relativement importantes de la position de l'organe d'admission intermédiaire à cause des rapports alors défavorables des bras de levier sur la coulisse.
Pour assurer plus exactement la position de pleine charge de l'organe d'admission intermédiaire, le distributeur 26 commandant le piston 23 est actionné avantageusement, non pas en partant de l'organe d'admission de la vapeur à haute pression mais positivement en partant de l'organe d' admission de la turbine à basse pression. Dans le mode de réalisation du dispositif régulateur que montre la fig. 2, ceci est obtenu par le fait que le tiroir du distributeur 26 est articulé à la coulisse 21. On supprime alors le levier coudé 13, 14 que montre la fig. l, et qui sert à transmettre la position de l'organe d'admission de la vapeur à haute pression au tiroir 26. Par ailleurs, les organes que montre la fig. 2, et qui correspondent à ceux que représente la fig. 1, sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
Le fonctionnement du dispositif que montre la fig. 2 est très similaire à celui du dispositif représenté sur la fig. 1. Si on réduit en partant de la position de pleine charge jusqu'à la moitié de celle-ci, 1' organe d'admission 3 de la vapeur à haute pression et l'organe d'admission 5 de la vapeur à basse pression se ferment d'abord de moitié. L'articulation de la tringle 19 sur la coulisse 21 occupe alors la position 39. La coulisse elle-méme occupe la position indiquée en tirets, et le tiroir du distributeur 26 est abaissé au-dessous de sa position médiane. L'huile sous pression passe donc du conduit 27 sous la deuxième arête inférieure du tiroir dans le conduit 26 et sur le côté droit du piston 23, qui coulisse par conséquent vers la gauche en refoulant l'huile du côté gauche sur l'arête supérieure du tiroir du distributeur 26.
La tringle 19 est ainsi élevée à la position indiquée en tirets, de sorte que la coulisse pivote de nouveau vers la position supérieure, tandis que l'organe d'admission 5 retourne à la position de pleine charge. Dans cette position de la coulisse, les arêtes du distributeur 26 masquent de nouveau les canaux tandis que le piston 23 s'arrête.
Si la charge est brusquement augmentée après un fonctionnement à charge stationnaire, l'organe d'admission 3 de la vapeur à haute pression s'ouvre davantage, et l'organe d'admission 5 de la vapeur à basse pression ouvre le canal de surcharge 41 dans une porportion telle que la quantité accrue de vapeur à haute pression puisse passer dans la turbine à basse pression sans entraîner une augmentation de la pression dans le surchauf-
<Desc/Clms Page number 6>
feur intermédiaire.
Le tiroir du distributeur 26 passe alors au-dessus de sa position médiane, de sorte que l'huile sous pression pénètre sur le côté à gauche du piston 23, qui se déplace vers la droite et entraîne la tringle 19 dans la même direction jusqu'à ce que la coulisse soit revenue à la position représentée en traits pleins, tandis que l'organe d'admission 5 referme le canal de surcharge 41. Au nouent des chocs de charge le canal de surcharge est donc ouvert et refermé avec un certain retard.
Si une turbine à surchauffeur intermédiaire doit être branchée sur un réseau relativement petit à grandes variations de charge, il est possible que la capacité de la chaudière à haute pression ne soit¯pas suffisante pour compenser les chocs rapides de charge. Pour remédier à cet inconvénient dans le dispositif que montre la fig. 2, on peut prévoir en amont du surchauffeur intermédiaire et en dérivation un petit accumulateur auxiliaire 42 muni d'un conduit d'introduction de la vapeur 40 et d'un clapet de retenue 44.
Pour utiliser la capacité de cet accumulateur auxiliaire, on choisit les rapports des timoneries de façon qu'à la première réaction du régulateur de tours-minute, l'organe d'admission 5 de la turbine à basse pression laisse passer dans cette turbine une quantité de vapeur supérieu- re à celle que l'organe d'admission 3 laisse passer dans la turbine à haute pression. Le retour au fonctionnement stationnaire peut néanmoins avoir lieu comme précédemment. Si on réduit la charge en partant de la pleine charge jusqu'à la moitié, l'organe d'admission de la vapeur à haute pression passe aux trois quarts de la course totale, tandis que l'organe d'admission de la vapeur à basse pression passe au quart de la course totale.
Pendant les variations rapides du nombre de tours-minute, l'organe d'admission de la turbine à basse pression se ferme ou s'ouvre donc relativement plus fortement que l'organe d'admission de la turbine à haute pression. La chaudière est ainsi moins brusquement déchargée, de sorte que son régulateur de foyer dispose du temps nécessaire au rattrapage. L' accumulateur est ainsi chargé et il se décharge ensuite lentement dès que les organes régulateurs reviennent à la position de fonctionnement stationnaire sous l'action du piston 23 du servomoteur.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour le réglage d'un groupe à turbines à vapeur comprenant un surchauffeur intermédiaire et dans lequel un régulateur de tours-minute agit simultanément sur un organe d'admission de la vapeur à haute pression et sur un organe d'admission de la vapeur à basse pression, caractérisé en ce que, dans le cas de variations du nombre de tours-ainute, et après un premier mouvement rapide de réglage, l'organe d'admission de la turbine à basse pression est amené lentement vers une position correspondant au minimum de perte de pression.
<Desc / Clms Page number 1>
In the increasingly extensive centralization of energy production in large combinations of networks, the variation in power absorbed by the different consumers becomes more and more incidental. Even large units can therefore be operated continuously at full load and thus reduce to a minimum the pressure losses in the regulating members, as well as the shock losses in the blades of these units.
This is particularly important for units in which an improvement in thermal efficiency is sought by intermediate superheating. In these units, the steam enters the high pressure part of a turbine through shutters controlled according to the number of rpm to transmit part of its energy to the turbine rotor. The steam is then reheated in an intermediate superheater to pass into the low pressure part of the turbine.
Since the intermediate superheater contains large quantities of steam, it is necessary to provide at the inlet of the low-pressure turbine passage members controlled by the number of revolutions per minute, which are closed by the speed regulator. minute in the event of a sudden tripping of the group and thus prevent the intermediate superheater from emptying through the low-pressure turbine when the inlet members of the high-pressure turbine are closed, this draining being able to cause runaway of the group.
However, a permanent throttling by these intake members would result in a loss of energy which would significantly reduce the gain obtained by the intermediate superheating.
For this reason, the shutters of the low pressure turbine are generally fully open during normal operation. The RPM regulator is then set so that it first begins to shut off the high pressure steam intake components with normal droop as the RPM increases, and then closes the high pressure steam intake components. low pressure turbine intake very quickly with low droop. These latter organs can then remain fully open during normal operation as desired. Due to their somewhat delayed closing, a slightly higher number of rpm must be accepted during the trip.
This adjustment method is applicable when the group debits on a large common network as described above, its regulator then not having to provide any adjustment work proper.
In this case, it is even advantageous to completely open the high pressure steam intake members, and to operate the group at full load.
However, it may happen that the common network splits as a result of disturbances into smaller network groups, or that it may be necessary to temporarily split it into smaller networks for reasons concerning tariffs or connections. In this case, however, it is necessary to require that at least one of the intermediate superheating units can operate as economically as possible at part load, while remaining stable. However, when a group adjusted in the manner described operates by transmitting its power to a partial group of the network at partial load, only the high pressure steam inlet members move in response to the small variations in the number of revolutions. minute.
The small variations in power, of short duration, are thus transmitted exclusively to the high-pressure boiler which does not lend itself well to regulation. At the same time, even relatively small variations in power lead to large variations in the number of revolutions per minute, so that the inter- shift regulator
<Desc / Clms Page number 2>
medial finally intervenes with its low droop and can trigger permanent oscillations.
If the droop of the high pressure steam inlet regulator is reduced, the instabilizing effect of the buffer spaces of the intermediate superheater acts in the direction of an increase in oscillations, since the driving torque transmitted to the rotor of the unit adapts with a delay to the new position of the regulator sleeve due to the accumulation of steam in the intermediate superheater.
It can therefore still result in permanent oscillations. In addition, the group droop is then too low for stationary operating conditions, and the group participates too strongly in frequency adjustment.
For this reason, it has been proposed to apply to groups with intermediate superheating the principle of combined regulation, already tested in units with sampling or mixed pressure. In this application, the essence of this principle is that the revolutions-minute regulator acts simultaneously in the same direction on the high pressure steam intake members and on the low pressure turbine intake members. The regulator drive mechanism is then preferred. This proportioned so that the variations in the number of revolutions per minute modify the arrival of the high pressure steam in the same proportion as the admission of the steam into the low pressure turbine.
The flow of steam into the sampling or mixed pressure network then remains constant, and this network is not overloaded or unloaded, provided that the consumers or steam generators connected to this network operate without variation.
In units with intermediate superheating, steam is not generally taken or introduced into the intermediate network, so that the aforementioned condition becomes irrelevant. Since the intermediate superheater is neither loaded nor unloaded by the action of a regulator of this kind, the effect of stabilizing the regulation is also eliminated, and the pressure of the superheater remains constant despite the variations in the number of rpm and power.
For part loads, however, this results in a constriction of steam in front of the inlet members of the low pressure turbine, and this constriction considerably reduces the efficiency of the unit at part load.
To avoid this in a method of regulating an intermediate superheating steam turbine unit, in which a rpm regulator acts simultaneously on the inlet member of the high pressure steam and on the inlet member d low pressure steam from the turbine, the inlet member of the low pressure turbine is brought according to the invention after a first rapid adjustment movement with a certain delay to a position ensuring a minimum of pressure loss. During a rapid increase in the number of revolutions per minute, this intake member therefore closes from the first moment and then opens slowly, while the intermediate superheater is discharged.
This consecutive opening can be obtained by inserting flexible hydraulic members or the like in the linkage, while the intake member is biased by springs to the open position. The intermediate superheater pressure then drops to the minimum corresponding to the partial load pressure.
But since, due to the lower density, the amount of steam passing through each section unit of the intermediate inlet member is smaller than before the recoil movement, the ratio of the positions of the high pressure steam inlet and low pressure steam inlet member is no longer
<Desc / Clms Page number 3>
correct. If, starting from the partial load obtained, a new trip is carried out, the intermediate pressure no longer remains invariable, and the response of the rpm regulator immediately leads to a reduction in the intermediate pressure and the installation of the component. resulting regulator.
To also obtain that the pressure of the intermediate superheater varies according to a law determined for all the partial loads during the rapid movements of the revolutions-minute regulator, and that this pressure remains in particular invariable, another particularity of the present invention consists in that the ratio between the stroke of the inlet member of the low pressure part, produced during the rapid variations of the number of revolutions per minute by the regulator and the stroke of the inlet member of the high pressure steam, is reduced with a certain delay as the load imposed on the group increases, and on the contrary is increased as the load imposed on the group decreases.
The adaptation of the transmission ratio between the groups of intake components can take place purely mechanically by a linkage and a slide. But it can also be obtained by other means, such as the modification of the differential pressures of a control liquid, or by electromagnetic means. For greater clarity, linkage adjustment devices will be described below.
The appended drawing represents two embodiments of regulating devices for implementing the process according to the invention which will also be described with the aid of these devices.
The device shown in FIG. 1 is intended for the adjustment of a steam turbine unit comprising a high pressure steam part 1 and a low pressure steam part 2. The high pressure steam enters through an inlet member 3 into the, p. rtie 1 of the turbine. It is then reheated in an intermediate superheater 4 at the outlet of this part of the turbine, and passes through an inlet member 5 in the low pressure part 2 of the turbine. It finally escapes into a condenser 6. At 7 is indicated the turbine shaft. For greater clarity, the intake members 3 and 5 are shown in the form of valves.
In practice, these valves are advantageously replaced in a manner known per se by several shutters, which successively allow the arrival of steam to the different groups of nozzles.
The intake members 3 and 5 are actuated by a revolutions-minute regulator 8, which is itself actuated by the shaft 7 of the turbine and acts on a lever 9 by an articulation 10. This lever pivots to the left on a fixed journal 11 and is articulated on the right to a rod 12, in turn articulated to an elbow lever 13, 14 pivotally mounted at 15.
At the left end of the substantially horizontal branch 13 of the angled lever, the high pressure steam inlet member 3 is articulated at 16 by a rod 17. At the same branch is articulated at 13 a rod 19 which attack at 20 a crescent slide 21 pivotally mounted on a fixed journal 22. This slide can be constituted for example like that of the distribution of a locomotive. The point of attack 20 of the rod 19 is moved by a servomotor piston 23 with a connecting rod 24 articulated at a point 25 of the rod 19.
The movements of the servomotor piston are controlled by a distributor 26, which receives pressurized oil between two pistons of the drawer by a pipe 27 which it passes alternately through channels 23 in the cylinder surrounding the piston 23. The drawer of the distributor 26 is connected by a connecting rod 29 to the bridge 30 of a lever 31, itself articulated at 32 at the free end of the substantially vertical branch 14 of the bent lever, and at a point 53 of the connecting rod 24 of the piston 23.
<Desc / Clms Page number 4>
The position of the components indicated in solid lines in the figure corresponds to the full load admission of the turbine, while the position indicated in phantom lines corresponds to the idling of the turbine which is identified in this case by the stop complete with the arrival of steam. During the change from full load to no-load operation, the left end 16 of branch 13 moves to position 34. The distance 16- 34 gives the measure of the amount of high pressure steam for full. charge. While the piston 23 remains stationary, the end of the slide moves from position 5 to position 36.
Starting from the full load, and assuming that this is halved, the regulating device operates as follows:
The revolutions-minute regulator rotates the levers 9, 13 as well as the slide 21 to a position indicated by dashes in the figure.
The left end of branch 13 goes to a position 37 in the middle of the distance 16 - 34, i.e. the amount of high pressure steam entering the turbine is halved. It is the same for the quantity of steam entering the low pressure turbine, because the swing amplitude of the slide, which is reduced from the distance 35-36 to the distance 33-j6, is now only half of the initial amplitude.
The articulation 20 of the rod 19 on the slide 21 thus moves to position 39. Since the quantity of steam entering the intermediate superheater is equal to the quantity which passes through the low pressure turbine before and after the intervention of the rpm regulator, the pressure in the overheater does not change. However, this first results in a rolling loss in the inlet member 5 of the low pressure turbine which reduces the specific energy yield.
However, the pivoting of the angled lever 13, 14 also causes the lever 31 to pivot to the right around point 33. The drawer 26 connected to the lever 31 by the rod 29 is therefore also moved to the right, so that the pressurized oil passes from conduit 27 through right channel 28 on the right side of piston 23, while oil trapped on the left side of piston can escape. The piston therefore moves to the left until the spool has returned to the starting position, in which the rod 19 occupies the vertical position in the middle of the full load and idle positions.
The articulation point of the slide then passes from position 39 to position 40. This articulation 22 of the slide is arranged so that the latter pivots towards the final position in which the intake member 5 is again. completely raised. The speed at which this adjustment movement takes place can be adapted by the choice of the passage sections of the distributor 26, and of the section of the piston 23, to the conditions of the intermediate superheater and the stability of the turbine.
In this halved load position thus obtained, the steam pressure prevailing in the intermediate superheater is also only half the pressure at full load. The quantity of steam passing per unit of section through the inlet member 5 of the low pressure turbine is therefore no longer than approximately half of the quantity corresponding to full load.
If the pressure in the intermediate superheater must remain unchanged for other short-term load variations, that is to say if the revolutions-minute regulator must intervene again so that the high quantities of steam pressure and at low pressure are modified in the same proportions, the modification of the passage section of the inlet member 5 per unit of modification of the revolutions per minute must be twice that of the full load. As shown in fig. 1, this is indeed the case, given that the lever arm of the rod 19 on the slide 21 is only half that of the full load.
<Desc / Clms Page number 5>
It emerges from the foregoing that, by virtue of the regulating device described, the pressure of the superheater initially remains constant after tripping shocks of any amplitude. During switching on shocks, the behavior of the device is less favorable. This is because, in order to reduce the power losses at stationary load, the inlet member of the low pressure turbine is almost completely open and therefore cannot open much more when the load increases. suddenly. It is true that this is not a big deal, since the shocks resulting from the triggering are generally much smaller than the triggering shocks.
However, if it is desired to obtain not only stationary economical operation, but also small variations in the intermediate pressure in the event of large switching-on shocks, i.e. with good control stability, the inlet member of the low pressure turbine must receive at least one overload channel 41 as shown in FIG. 2. The governor linkage is then adjusted so that the low pressure turbine inlet 5 always occupies the full load position during stationary operation, just closing the overload channel.
For the embodiment of the regulating device shown in FIG. 1 this is the case, except that the partial loads can lead to relatively large errors in the position of the intermediate inlet member because of the then unfavorable ratios of the lever arms on the slide.
To ensure more exactly the full load position of the intermediate intake member, the distributor 26 controlling the piston 23 is advantageously actuated, not starting from the high pressure steam intake member but positively starting from of the low pressure turbine inlet member. In the embodiment of the regulating device shown in FIG. 2, this is obtained by the fact that the distributor slide 26 is articulated to the slide 21. The angled lever 13, 14 shown in FIG. 1, and which serves to transmit the position of the high pressure steam inlet member to the slide 26. Furthermore, the members shown in FIG. 2, and which correspond to those shown in FIG. 1, are designated by the same reference numerals.
The operation of the device shown in FIG. 2 is very similar to that of the device shown in FIG. 1. If we reduce from the full load position to half of this, the intake member 3 of the high pressure steam and the intake member 5 of the low pressure steam first close by half. The articulation of the rod 19 on the slide 21 then occupies the position 39. The slide itself occupies the position indicated in dashes, and the dispenser spool 26 is lowered below its middle position. The pressurized oil therefore passes from the duct 27 under the second lower edge of the spool into the duct 26 and on the right side of the piston 23, which consequently slides to the left by pushing the oil from the left side onto the upper edge. dispenser drawer 26.
The rod 19 is thus raised to the position indicated in dashed lines, so that the slide again pivots to the upper position, while the intake member 5 returns to the fully loaded position. In this position of the slide, the ridges of the distributor 26 again mask the channels while the piston 23 stops.
If the load is suddenly increased after stationary load operation, the high pressure steam inlet 3 opens further, and the low pressure steam inlet 5 opens the overload channel. 41 in such a proportion that the increased quantity of high pressure steam can pass through the low pressure turbine without causing an increase in pressure in the superheater.
<Desc / Clms Page number 6>
intermediate feur.
The distributor spool 26 then moves above its middle position, so that the pressurized oil enters the left side of the piston 23, which moves to the right and drives the rod 19 in the same direction to that the slide has returned to the position shown in solid lines, while the intake member 5 closes the overload channel 41. At the time of load shocks the overload channel is therefore opened and closed with a certain delay .
If an intermediate superheater turbine is to be connected to a relatively small network with large load variations, the capacity of the high pressure boiler may not be sufficient to compensate for rapid load shocks. To remedy this drawback in the device shown in FIG. 2, a small auxiliary accumulator 42 provided with a steam introduction duct 40 and a check valve 44 can be provided upstream of the intermediate superheater and in bypass.
To use the capacity of this auxiliary accumulator, the linkage ratios are chosen so that at the first reaction of the rpm regulator, the inlet member 5 of the low pressure turbine lets a quantity pass through this turbine. of steam greater than that which the inlet member 3 allows to pass into the high pressure turbine. The return to stationary operation can nevertheless take place as before. If the load is reduced from full load to half, the high pressure steam inlet member goes to three quarters of the full stroke, while the high pressure steam inlet member low pressure passes to a quarter of the total stroke.
During rapid changes in the number of revolutions per minute, the inlet member of the low pressure turbine closes or therefore opens relatively more strongly than the inlet member of the high pressure turbine. The boiler is thus less abruptly unloaded, so that its furnace regulator has the time necessary for catching up. The accumulator is thus charged and it then discharges slowly as soon as the regulating members return to the stationary operating position under the action of the piston 23 of the booster.
CLAIMS.
1.- Method for adjusting a steam turbine group comprising an intermediate superheater and in which a revolutions-minute regulator acts simultaneously on a high pressure steam inlet member and on a high pressure steam inlet member. low pressure steam, characterized in that, in the case of variations in the number of revolutions, and after a first rapid adjustment movement, the inlet member of the low pressure turbine is slowly brought to a position corresponding to the minimum pressure loss.