Cette invention concerne un procédé de fonctionnement d'une installation d'alimentation pour générateur de vapeur qui est munie de turbopompes, est destinée à fonctionner à des pressions élevées, en particulier supérieures à la pression critique et possède une pompe à haute pression et une pompe à basse pression placée en amont de la précédente; cette invention concerne également une installation d'alimentation destinée à appliquer ce procédé.
Lorsque des turbo-pompes fonctionnent à vitesse co tante, la pression qu'elles produisent diminue lorsque le débit augmente-1 De même, la chute de pression dans un générateur de vapeur augmente avec le débit de fluide de travail. Si donc on emploie des pompes à vitesse de rotation constante pour alimenter un générateur de vapeur, il n'est pas possible d' obtenir à la sortie de la chaudière une pression ayant la valeur constante qui conviendrait au fonctionnement des turbines.
On a déjà placé en aval d'une pompe à basse pression une pompe
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penser la chute de pression dans l'installation d'alimentation et dans le générateur de vapeur, mais ce dispositif a l'inconvénient d'exiger des pompes trop volumineuses, parce qu'elle s doivent obligatoirement fonctionner
à allure lente, La vitesse de rotation de la pompe à basse pression est limitée, parce qu'on ne dispose habituellement que d'une faible pression d'aspiration. Si la pompe tournait plus rapidement, la cavitation pourrait la détériorer, à moins que l'on augmente la presxion d'aspiration par une pompe d'alimentation supplémentaire, ce qui augmenterait le prix de l'installation. La vitesse de rotation de la pompe à haute pression est limitée du fait que le transformateur de vitesse, par exemple une transmission hydrau-
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de rotation de la pompe à haute pression, ne convient pas aux vitesses élevées. Il en résulte que, pour une charge normale donnée et une augmentation de pression également donnée, les pompes doivent avoir de grandes dimensions parce qu'elles ont une faible vitesse.
La présente Invention propose au contraire d'entraîner la pompe
à haute pression à une vitesse constante et la pompe à basse pression à une vitesse réglable. Dans ce système, on peut régler la vitesse de rotation
de la pompe à basse pression de façon telle, que la pression qu'elle produit soit égale à la différence de pression existant entre une pression imposée
à l'entrée dans le générateur de vapeur et dépendant de la charge, et la pression produite par la pompe à haute pression. A l'inverse du système déjà connu, la pompe à haute pression peut tourner beaucoup plus rapidement,
et par suite être beaucoup plus petite, même si elle doit produire la plus grande partie de la pression totale. La vitesse et la puissance de la pompe à haute pression ne sont plus limitées par l'organe de transmission situé entre cette pompe et son moteur. La pompe peut par exemple être directement accouplée à une turbine à vapeur, ou bien être reliée à un moteur électrique par l'intermédiaire d'une transmission normale à engrenages, qui lui donne une vitesse plus grande. Comme la pompe à basse pression placée en amont peut toujours produire une pression assez élevée pour que la pompe à haute pression ne subisse jamais d'avaries par cavitation, la vitesse de celle-ci n'est pas limitée par une pression d'aspiration qui serait trop faible. La pompe à basse pression peut être de petites dimensions, bien qu' elle doive fonctionner lentement.
Comme la plus grande partie de la pression peut être fournie sans 'difficulté par la pompe à haute pression, la pompe
à basse pression ne doit contribuer à la pression totale que par une faible augmentation de la pression. Il en résulte que sa puissance et ses dimensions sont plus réduites. Un autre avantage consiste en ce que le transformateur de vitesse n'est pas trop volumineux, du fait que cette puissance est faible. Il est recommandé d'établir la pompe à basse pression de telle façon que la puissance qu'elle absorbe soit au maximum égale à la puissance absorbée par la pompe à haute pression.
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même machine. Dans ce cas, on place entre cette machine et la pompe à basse pression un transformateur de vitesse avec lequel on peut régler la vitesse
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mateur de vitesse un transformateur hydraulique, un organe de transmission électro-magnétique ou tout autre dispositif permettant de régler la vitesse
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parfaitement progressive. Lorsque la pompe à basse pression a son moteur particulier, on peut également régler la vitesse de ce moteur.
La présente invention est particulièrement avantageuse dans les cas de fonctionnement en parallèle de plusieurs groupes constitués chacun par une pompe à basse pression et une pompe à haute pression montées en série. Il suffit Ici de régler la vitesse de la pompe à basse pression au moins dais un groupe.
On décrira un exemple de réalisation de cette invention d'une façon plus détaillée à l'aide des dessins joints, dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement un exemple de réalisation.
Les figures 2, 3 et 4 ont pour but de faire comprendre le fonctionnement de l'installation, et indiquent en fonction du débit, la variation de la pression à l'entrée du générateur de vapeur, la courbe de pres-
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basse pression.
La figure 1 représente une installation d'alimentation dans laquelle le moteur électrique 1 entraîne d'une part la pompe à haute pression 2 par un organe multiplicateur de vitesse de rotation 3, et d'autre, part la pompe à basse pression 4 par l'Intermédiaire du transformateur de vitesse 5 qui permet de régler la vitesse de cette pompe 4. On peut appliquer comme organe multiplicateur de vitesse par exemple un système à engrenages de type quelconque. Le transformateur de vitesse 5 est de préférence un organe de transmission hydraulique ou un organe de transmission électro-magnétique. Il est recommandé de régler la vitesse de rotation de façon aussi exempte de pertes que possible.
Dans le cas d'un organe de transmission hydraulique par exemple, il est plus avantageux de faire ce réglage en orientant les aubes qu'en faisant varier le débit de fluide moteur dans l'organe de transmission hydraulique. Si l'on emploie comme moteur d'entraînement non pas l'électro-moteur 1 mais une turbine à vapeur à grande vitesse, on peut accoupler directement la pompe à haute pression 2 avec cette turbine à vapeur et l'organe 3 doit être Installé entre le moteur d'entraînement et le transformateur de vitesse 5 fonctionnant en réducteur de vitesse, de façon à donner au transformateur de vitesse et à la pompe à basse pression la faible vitesse de rotation qui est désirable.
En cours de fonctionnement, on envoie le fluide de travail à la
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la canalisation 7. Le fluide de travail est ensuite envoyé par la canalisation 8 à la pompe à haute pression 2; d'où il part sous la pression désirée vers le générateur de vapeur 10 par la canalisation 9. Il repart ensuite de ce générateur après avoir été surchauffé, pour parcourir la canalisation
11 et aboutir à la turbine 12, qui peut entraîner une génératrice 13. La
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voyé dans le réservoir d'eau d'alimentation 6 par la canalisation 15, avec l'aide d'une pompe de condensation 16.
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stallation. On volt sur la figure 3, la pression produite par la pompe à haute pression, cette Indication étant donnée en fonction du débit pour une vitesse constante, par exemple pour 5000 t/min. La figure 2 représente la valeur nominale de la pression, fonction de la charge, à l'entrée de la chaudière, et qui produit à la sortie de la chaudière une pression constante.
This invention relates to a method of operating a power plant for a steam generator which is provided with turbopumps, is intended to operate at high pressures, in particular above the critical pressure, and has a high pressure pump and a pump. at low pressure placed upstream of the previous one; this invention also relates to a supply installation for applying this method.
When turbo-pumps operate at constant speed, the pressure they produce decreases as the flow rate increases -1 Likewise, the pressure drop in a steam generator increases with the flow of working fluid. If therefore pumps at constant rotational speed are used to supply a steam generator, it is not possible to obtain at the outlet of the boiler a pressure having the constant value which would be suitable for the operation of the turbines.
A pump has already been placed downstream of a low pressure pump
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consider the pressure drop in the supply installation and in the steam generator, but this device has the disadvantage of requiring pumps that are too large, because they must necessarily be operated
at low speed, The rotational speed of the low pressure pump is limited, because usually only low suction pressure is available. If the pump was running faster, cavitation could damage it, unless the suction pressure was increased by an additional feed pump, which would increase the cost of the installation. The speed of rotation of the high pressure pump is limited due to the fact that the speed transformer, for example a hydraulic transmission
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high pressure pump rotation, not suitable for high speeds. As a result, for a given normal load and also a given pressure increase, the pumps must have large dimensions because they have low speed.
The present invention, on the contrary, proposes to drive the pump
high pressure at constant speed and low pressure pump at adjustable speed. In this system, the rotation speed can be adjusted
of the low-pressure pump in such a way that the pressure it produces is equal to the pressure difference existing between an imposed pressure
at the inlet to the steam generator and dependent on the load, and the pressure produced by the high pressure pump. Unlike the already known system, the high pressure pump can run much faster,
and therefore be much smaller, even if it must produce the greater part of the total pressure. The speed and power of the high pressure pump are no longer limited by the transmission member located between this pump and its motor. The pump can for example be directly coupled to a steam turbine, or else be connected to an electric motor by means of a normal gear transmission, which gives it a higher speed. As the low-pressure pump placed upstream can always produce a pressure high enough that the high-pressure pump never suffers from cavitation damage, the speed of the latter is not limited by a suction pressure which would be too low. The low pressure pump can be small, although it should run slowly.
Since most of the pressure can be supplied without difficulty by the high pressure pump, the high pressure pump
at low pressure should contribute to the total pressure only by a slight increase in pressure. As a result, its power and dimensions are smaller. Another advantage is that the speed transformer is not too large, because this power is low. It is recommended to set up the low pressure pump in such a way that the power it absorbs is at most equal to the power absorbed by the high pressure pump.
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same machine. In this case, a speed transformer is placed between this machine and the low pressure pump, with which the speed can be adjusted.
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speed controller a hydraulic transformer, an electro-magnetic transmission device or any other device for adjusting the speed
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perfectly progressive. When the low pressure pump has its own motor, the speed of that motor can also be adjusted.
The present invention is particularly advantageous in the cases of operation in parallel of several groups each constituted by a low pressure pump and a high pressure pump connected in series. Here it suffices to adjust the speed of the low pressure pump at least in one group.
An exemplary embodiment of this invention will be described in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 schematically represents an exemplary embodiment.
The purpose of figures 2, 3 and 4 is to help understand the operation of the installation, and indicate as a function of the flow rate, the variation in pressure at the inlet of the steam generator, the pressure curve.
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low pressure.
Figure 1 shows a supply installation in which the electric motor 1 drives on the one hand the high pressure pump 2 by a speed multiplier 3, and on the other hand, the low pressure pump 4 by l 'Intermediate of the speed transformer 5 which makes it possible to adjust the speed of this pump 4. It is possible to apply as a speed multiplier, for example a gear system of any type. The speed transformer 5 is preferably a hydraulic transmission member or an electro-magnetic transmission member. It is recommended that the speed of rotation be set as loss-free as possible.
In the case of a hydraulic transmission member for example, it is more advantageous to make this adjustment by orienting the vanes than by varying the flow rate of motor fluid in the hydraulic transmission member. If one uses as the driving motor not the electro-motor 1 but a high-speed steam turbine, the high-pressure pump 2 can be directly coupled with this steam turbine and the component 3 must be installed between the drive motor and the speed transformer 5 operating as a speed reducer, so as to give the speed transformer and the low pressure pump the low speed of rotation which is desirable.
During operation, the working fluid is sent to the
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line 7. The working fluid is then sent through line 8 to high pressure pump 2; from where it leaves under the desired pressure towards the steam generator 10 through the pipe 9. It then leaves this generator after having been overheated, to travel through the pipe
11 and lead to the turbine 12, which can drive a generator 13. The
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pumped into the feed water tank 6 through line 15, with the help of a condensate pump 16.
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stallation. In FIG. 3, the pressure produced by the high pressure pump is shown, this indication being given as a function of the flow rate for a constant speed, for example for 5000 rpm. FIG. 2 represents the nominal value of the pressure, as a function of the load, at the inlet of the boiler, and which produces a constant pressure at the outlet of the boiler.