CH626686A5 - - Google Patents

Description

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REVENDICATION

Dispositif de régulation pour turbine à vapeur comportant:

— un servomoteur (1) comprenant, d'une part, un piston (2) coulissant dans une chambre (3) dont une extrémité est reliée à la vidange (6) et dont l'autre extrémité est reliée à une entrée (7) de fluide servant à la commande du piston (2), et, d'autre part, un ressort (4) tendant à écarter le piston (2) de l'extrémité reliée à la vidange (6), la position du piston (2) commandant l'admission de vapeur, celle-ci étant ouverte au maximum lorsque le piston (2) est proche de l'extrémité reliée à la vidange et fermée complètement lorsque le piston (2) est complètement écarté de ladite extrémité,

— un circuit de régulation (13) comparant un signal fonction de l'ordre d'admission de vapeur et un signal prélevé sur le servomoteur (1), fonction de la position du piston (2) et délivrant un signal d'erreur,

— une servovalve (8) comprenant, d'une part, une entrée (16) reliée à une canalisation elle-même reliée à une source (30) de fluide haute pression, une sortie de commande (15) reliée à l'entrée de commande (7) du servomoteur (1) et une sortie (14) reliée à la vidange (6) et, d'autre part, un tiroir (10) dont la position est commandée par un moteur couple (9) recevant le signal d'erreur du servomoteur (1), le tiroir (10) couplant la sortie de commande (15) avec la vidange (6) lorsque le signal d'erreur correspond à une admission de vapeur trop forte, ou la sortie de commande (15) avec l'entrée de commande (16) lorsqu'il correspond à une admission de vapeur trop faible, et

— deux électrovannes (19,19') recevant chacune un signal les faisant déclencher en cas d'accident, chaque électrovanne comportant une entrée (28,28') reliée à la source de fluide HP (30), une première sortie (33,33') reliée à la vidange (6) et une seconde sortie (29,29') reliée à un clapet de sécurité (32, 32'), la seconde sortie (29, 29') étant mise en communication avec l'entrée (28, 28') lorsque l'électrovanne (19,19') est enclenchée, et avec la première sortie (33, 33') lorsque l'électrovanne (19,19') est déclenchée, chaque clapet de sécurité (32, 32') comportant, d'une part, une sortie (36, 36') reliée à la vidange (6), une entrée (37,37') reliée à la sortie de commande (7) du servomoteur (1), et, d'autre part, un piston (35, 35') mobile pouvant prendre une première position lorsque du fluide haute pression est appliqué sur l'entrée (31, 31 ') et une seconde position lorsque cette entrée (31,31') est reliée à la vidange (6), la seconde entrée (37, 37') étant mise en communication avec la vidange (6) lorsque le piston (35, 35') est dans la seconde position et étant isolée de la vidange (6) lorsque le piston (35, 35') est dans la première position,

caractérisé en ce que chaque électrovanne (19,19') est munie d'une troisième sortie (34, 340 qui est mise en communication avec la vidange (6) lorsque l'électrovanne (19,19') est enclenchée et qui est mise en communication avec l'entrée (16) lorsque l'électrovanne (19, 19') est déclenchée, et en ce que la canalisation reliée à l'entrée (16) de la servovalve (8) est reliée à la source (30) de fluide haute pression par l'intermédiaire d'un clapet d'isolement (18) qui comprend, d'une part, une première entrée (40) reliée à la source (30) de fluide haute pression et une sortie (17) reliée à la canalisation, ainsi que, d'autre part, deux entrées de commande (41,41') qui sont reliées aux troisièmes entrées (34, 34') des deux électrovannes (19,19') et qui, lorsqu'une au moins des deux reçoit du fluide HP, aident un ressort (39) à repousser un piston (38) dans une position de blocage de la communication entre la première entrée (40) et la sortie (17), le piston (38) étant ramené dans l'autre position sous l'effet du fluide HP appliqué par la source (30) sur sa première entrée (40), lorsque les deux entrées de commande (41,41') sont mises à la vidange (6), ce qui met en communication la première entrée (40) avec la sortie (17) du clapet d'isolement (18).

La présente invention a trait à un dispositif de régulation pour turbine à vapeur comportant:

— un servomoteur comprenant, d'une part, un pis ton coulissant dans une chambre dont une extrémité est reliée à la vidange et dont l'autre extrémité est reliée à une entrée de fluide servant à la commande du piston, et, d'autre part, un ressort tendant à écarter le piston de l'extrémité reliée à la vidange, la position du piston commandant l'admission de vapeur, celle-ci étant ouverte au maximum lorsque le piston est proche de l'extrémité reliée à la vidange et fermée complètement lorsque le piston est complètement écarté de ladite extrémité,

— un circuit de régulation comparant un signal fonction de l'ordre d'admission de vapeur et un signal prélevé sur le servomoteur, fonction de la position du piston et délivrant un signal d'erreur,

— une servovalve comprenant, d'une part, une entrée reliée à une canalisation elle-même reliée à une source de fluide haute pression, une sortie de commande reliée à l'entrée de commande du servomoteur et une sortie reliée à la vidange et, d'autre part, un tiroir dont la position est commandée par un moteur couple recevant le signal d'erreur du servomoteur, le tiroir couplant la sortie de commande avec la vidange lorsque le signal d'erreur correspond à une admission de vapeur trop forte, ou la sortie de commande avec l'entrée de commande lorsqu'il correspond à une admission de vapeur trop faible, et

— deux électrovannes recevant chacune un signal les faisant déclencher en cas d'accident, chaque électrovanne comportant une entrée reliée à la source de fluide HP, une première sortie reliée à la vidange et une seconde sortie reliée à un clapet de sécurité, la seconde sortie étant mise en communication avec l'entrée lorsque l'électrovanne est enclenchée, et avec la première sortie lorsque l'électrovanne est déclenchée, chaque clapet de sécurité comportant, d'une part, une sortie reliée à la vidange, une entrée reliée à la seconde sortie de l'électrovanne associée et une seconde entrée reliée à la sortie de commande du servomoteur, et, d'autre part, un piston mobile pouvant prendre une première position lorsque du fluide haute pression est appliqué sur l'entrée et une seconde position lorsque cette entrée est reliée à la vidange, la seconde entrée étant mise en communication avec la vidange lorsque le piston est dans la seconde position et étant isolée de la vidange lorsque le piston est dans la première position.

Pour tester le bon fonctionnement de l'ensemble servomoteur organe d'admission, on désarme rapidement l'une des deux électrovannes, ce qui conduit au relèvement du piston du clapet de sécurité associé, et l'entrée de commande du servomoteur se trouve mise à la vidange. Il y a un déséquilibre entre l'ordre d'ouverture des organes d'admission affiché et la position du servomoteur, si bien que le fluide haute pression venant de la source est appliqué à travers la servovalve sur l'entrée de commande du servomoteur qui vient d'être mise à la vidange. Afin d'éviter de mettre la source de fluide HP à la vidange, ce qui peut déséquilibrer tous les autres circuits de régulation, le dispositif de régulation selon l'invention est caractérisé en ce que chaque électro vanne est munie d'une troisième sortie qui est mise en communication avec la vidange lorsque l'électrovanne est enclenchée et qui est mise en communication avec l'entrée lorsque l'électrovanne est déclenchée, et en ce que la canalisation reliée à l'entrée de la servovalve est reliée à la source de fluide haute pression par l'intermédiaire d'un clapet d'isolement qui comprend, d'une part, une première entrée reliée à la source de fluide haute pression et une sortie reliée à la canalisation, ainsi que, d'autre part, deux entrées de commande qui sont reliées aux troisièmes entrées des deux électrovannes et qui, lorsqu'une au moins des deux reçoit du fluide HP, aident un ressort à repousser un piston dans ime position de blocage de la communication entre la première entrée et la sortie, le piston étant ramené dans l'autre position sous l'effet du fluide HP appliqué par la source sur sa première entrée, lorsque les deux entrées de commande sont mises à la vidange, ce qui met en communication la première entrée avec la sortie du clapet d'isolement.

Dans le dispositif selon l'invention, lorsqu'une électrovanne est déclenchée pour vérification de bon fonctionnement, le piston du clapet d'isolement est repoussé sous l'effet d'un ressort et du fluide

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HP provenant de la troisième sortie de cette électrovanne, ce qui coupe l'alimentation en fluide HP de la servovalve et évite ainsi que la source de fluide HP soit mise à la vidange par l'intermédiaire de la servovalve. Il est donc possible d'utiliser des sources de fluide HP de petit débit dans le présent dispositif de régulation.

L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre à titre d'exemple, dans laquelle:

la fig. 1 représente le dispositif de régulation avec les sécurités enclenchées,

la fig. 2 représente le dispositif de régulation avec les sécurités déclenchées, et la fig. 3 représente le dispositif de régulation lors d'un essai de bon fonctionnement.

Le dispositif de régulation tel que représenté à la fig. 1 comporte un servomoteur 1 comprenant un piston 2 mobile dans une chambre 3 entre une position basse et une position haute. Le piston 2 est rappelé en position haute sous l'effet d'un ressort 4, la position haute correspondant à la fermeture des organes d'admission de vapeur (non représentés) dans la turbine et la position basse correspondant à l'ouverture maximale des organes d'admission. A l'extrémité basse de la chambre 3 débouche une canalisation 5 de fluide reliée à une vidange 6. A l'extrémité haute de la chambre 3 est disposée une entrée de fluide de commande 7.

Le dispositif de régulation comporte en outre une servovalve 8 comprenant un moteur couple 9 à courant continu et deux étages d'amplification hydraulique. Le premier étage est réalisé par une palette 10 placée entre deux buses 11 ; une extrémité de la palette suit le déplacement d'un tiroir de commande 12 et l'autre celui du moteur couple. Le déplacement de la palette entre les buses modifie le débit du fluide des buses; la pression différentielle ainsi créée agit aux deux extrémités du tiroir 12 et provoque son déplacement. Un ressort d'asservissement (non représenté) maintient l'ensemble dans une position moyenne en l'absence de courant alimentant le moteur couple, la course du tiroir étant directement proportionnelle au courant traversant le moteur couple. Ce courant est fourni par un circuit de régulation 13 faisant la différence entre un signal fonction de l'ordre d'ouverture des circuits d'admission et un signal fonction de la position du piston 2.

La servovalve comprend une sortie 14 reliée à la vidange 6, une entrée 15 reliée à l'entrée de commande 7 et une entrée 16 reliée à la sortie 17 du clapet d'isolement 18.

Le dispositif comporte également deux électrovannes 19 et 19'. L'électrovanne 19 comporte un tiroir 20 mobile dans une chambre 21. Une canalisation 22 reliée à la source 30 de fluide HP débouche dans la partie droite de la chambre 21 ; une canalisation 23 reliée à la vidange 6 débouche dans la partie gauche; une canalisation 24 relie la partie intermédiaire de la chambre 21 à l'extrémité droite d'une chambre 25. Lorsque l'électrovanne 19 est déclenchée, un ressort 26 repousse le tiroir 20 vers la gauche, mettant la canalisation 24 en communication avec la vidange; lorsque l'électrovanne est enclenchée, elle repousse le tiroir 20 vers la droite, mettant la canalisation 24 en communication avec la canalisation 22 reliée à la source de fluide HP.

La chambre 25 est munie d'un tiroir 27, et l'extrémité gauche de la chambre 25 comporte une entrée 28 reliée à la source HP. L'extrémité droite de la chambre 25 comporte une sortie 29 reliée à l'entrée 31 d'un clapet de sécurité 32.

La chambre 25 comporte une sortie 33 reliée à la vidange 6 et une sortie 34 servant à la commande du clapet d'isolement 18.

Lorsque le tiroir 20 est repoussé vers la droite (électrovanne 19 enclenchée), comme représenté sur la fig. 1, la canalisation 24 est mise en communication avec la canalisation 22 reliée à la source HP. La sortie 29 est donc reliée à la source HP. L'extrémité droite du tiroir 27 a une surface supérieure à celle de son extrémité gauche, si bien que, lorsque ces deux extrémités sont soumises à la pression du fluide HP, le tiroir 27 est repoussé vers la gauche et la sortie de commande 34 est mise à la vidange 6.

Lorsque l'électrovanne 19 est déclenchée (fig. 2), le tiroir 20 est repoussé vers la gauche par le ressort 26, la canalisation 24 est mise à la vidange 6, si bien que la chambre 25 est mise également à la vidange. Le fluide HP appliqué sur l'extrémité gauche du tiroir 27 repousse le tiroir vers la droite et la sortie 34 est reliée à la haute pression.

Le clapet de sécurité 32 comporte un piston 35 mobile, une sortie 36 mise à la vidange et une entrée 37 reliée à l'entrée de commande 7 du servomoteur.

Lorsque le fluide HP est appliqué sur l'entrée 31 (fig. 1) du clapet 32, le piston 35 est repoussé sur son siège par ce fluide et l'entrée 37 est isolée de la vidange 6. Par contre, lorsque l'entrée 31 est mise à la vidange (fig. 2), le piston est soulevé de son siège par la pression de fluide qui s'exerce sous le clapet 35 et qui est engendrée par l'action de fermeture du ressort 4 du servomoteur, et l'entrée 37 est mise à la vidange.

L'électrovanne 19' est identique à l'électrovanne 19, et sa chambre 25' est reliée à l'entrée 31' d'un clapet de sécurité 32' dont l'entrée 37' est, comme l'entrée 37 du clapet 32, reliée à l'entrée de commande 7 du servomoteur, et dont la sortie 36' est, comme l'entrée 36, mise à la vidange.

L'électrovanne 19' comporte une sortie 34' servant à la commande du clapet d'isolement 18.

Le clapet d'isolement 18 comporte un piston 38 appliqué sur son siège par un ressort 39; il comporte en outre une entrée 40 reliée à la source de fluide HP, ainsi que deux entrées de commande 41,41' reliées aux sorties 34,34' des deux électrovannes 19,19'. Les deux entrées 41,41' débouchent dans une petite chambre 42 dans laquelle est placée une bille mobile 43. Une canalisation 44 met en communication la chambre 42 avec la partie creuse du piston 38.

Le fonctionnement du dispositif de régulation décrit est le suivant:

En fonctionnement normal (flg. 1), les électrovannes 19 et 19'

sont enclenchées, si bien que le fluide HP est appliqué sur les entrées 31 et 31' des clapets 32 et 32' et que les pistons de ces clapets sont sur leur siège, si bien que les entrées 37 et 37' sont isolées des sorties 36 et 36' reliées à la vidange 6. D'autre part, les sorties 34 et 34' des électrovannes 19 et 19' sont reliées à la vidange 6, si bien que la canalisation 44 du clapet d'isolement est mise à la vidange 6.

Le fluide HP est appliqué sur l'entrée 40 du clapet 18 et, étant donné que la canalisation 44 est mise à la vidange, le fluide HP repousse le piston 38 vers le bas en l'écartant de son siège. Il s'ensuit que l'entrée 40 est mise en communication avec la sortie 17 du clapet 18. La sortie 17 est donc reliée au fluide HP, si bien que le fluide HP est appliqué sur l'entrée 16 de la servovalve 8.

Lorsque les organes d'admission ne sont pas assez ouverts, le moteur couple 9 reçoit un courant qui fait déplacer le tiroir 12 vers la gauche, mettant en communication l'entrée 16 et la sortie 15 de la servovalve 8, si bien que le fluide haute pression est appliqué sur l'entrée de commande 7 du servomoteur 1. Le piston 2 se rapproche de l'extrémité de la chambre 3 proche de la sortie 5 reliée à la vidange.

Lorsque les organes d'admission sont assez ouverts, le courant fourni par le circuit de régulation 13 s'annule et le tiroir 12 non sollicité par le moteur couple 9 prend sa position d'équilibre isolant l'entrée 16 de la sortie 15.

Lorsque les organes d'admission sont trop ouverts, le moteur couple reçoit un courant qui fait déplacer le tiroir 12 vers la droite, mettant en communication la sortie 15 de la servovalve avec la vidange, si bien que l'entrée de commande 7 du servomoteur est reliée à la vidange. Sous l'effet du ressort 4, le piston 2 du servomoteur s'écarte de l'extrémité de la chambre proche de la sortie 5, fermant ainsi les organes d'admission. Lorsque les organes sont ouverts de la quantité voulue, le courant fourni par le circuit de régulation s'annule et le tiroir 12 non sollicité par le moteur couple 9 revient à sa position de repos pour laquelle la sortie 15 est isolée de la vidange ainsi que de l'entrée 16. Le piston 2 du servomoteur 1 s'arrête alors dans la position atteinte qui correspond à la valeur désirée d'ouverture des organes d'admission.

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En se reportant à la fig. 2, on voit le fonctionnement du dispositif de régulation lorsque les sécurités sont déclenchées.

Les électrovannes 19 et 19' sont déclenchées par suite d'un accident. Aussitôt, les entrées 31 et 31' des clapets 32 et 32' sont mises à la vidange, les pistons de ces clapets sont repoussés vers le haut, mettant les entrées 37 et 37' à la vidange. L'entrée de commande 7 du servomoteur 1 est mise à la vidange, si bien que, sous l'action du ressort 4, le piston 2 est repoussé et les organes d'admission sont complètement fermés.

On remarque que les sorties 34 et 34' des électrovannes 19 et 19' sont maintenant reliées à la source HP. Il s'ensuit que la canalisation 44 est reliée à la source HP. Le piston 38 du clapet 18 est soumis à deux forces opposées, l'une provenant du fluide HP appliqué sur l'entrée 40, l'autre provenant également du fluide HP appliqué par la canalisation 44. Ces deux forces s'annulent, si bien que le piston 38 est repoussé sur son siège par le ressort 39, isolant ainsi la sortie du clapet 18 de l'entrée 40. Il s'ensuit que la sortie 17 est isolée du fluide HP.

Etant donné que le servomoteur est fermé malgré l'ordre d'ouverture affiché, un courant alimente le moteur couple 9 qui entraîne le tiroir 12 vers la gauche, mettant en communication l'entrée 16 et la sortie 15 de la servovalve.

Il s'ensuit que l'entrée de commande 7 du servomoteur est reliée à la sortie 17 du clapet 18. Or, comme l'entrée de commande 7 est d'autre part mise à la vidange, il est très intéressant que la sortie 17 soit isolée de la source HP, évitant ainsi de mettre celle-ci à la vidange.

Sur la fig. 3, on a représenté le dispositif de régulation lorsqu'il est procédé à des essais de bon fonctionnement. La turbine étant en fonctionnement et le dispositif de régulation étant dans l'état représenté à la fig. 1, on déclenche une électrovanne, par exemple l'électrovanne 19', l'entrée 31' du clapet 32' est mise àia vidange et le piston du clapet 32' est repoussé de son siège, mettant l'entrée 37' à la vidange.

L'entrée de commande 7 du servomoteur est donc mise à la vidange et le piston est repoussé par le ressort 4, fermant complète-5 ment les organes d'admission.

La sortie 34' de l'électrovanne 19' se trouve reliée à la source HP, tandis que la sortie 34 de l'électrovanne 19 est toujours reliée à la vidange.

Il s'ensuit que l'entrée 41' du clapet 18 reçoit du fluide HP, tandis io que l'entrée 41 est mise à la vidange. La bille 43 est repoussée par le fluide HP dans la chambre 42 contre l'entrée 41, isolant ainsi le fluide HP de la vidange.

La canalisation 44 reçoit donc du fluide HP et le piston 40 est donc repoussé sur son siège par le ressort 39; les poussées de fluide 15 HP venant de la canalisation 44 et de l'entrée 40 s'annulent.

La sortie 17 du clapet 18 est donc isolée de l'entrée 40 reliée à la source de fluide HP. Il s'ensuit donc que l'entrée de commande 7 du servomoteur 1, d'une part mise à la vidange par le clapet 32' et d'autre part mise en communication par la servovalve 8 avec la sortie 20 17 du clapet 18, est isolée de la source de fluide HP. Il s'ensuit que, grâce au dispositif de régulation, on peut procéder à des essais de bon fonctionnement sans mettre pendant ces essais la source de fluide HP en communication avec la vidange.

Au cas où la source de fluide HP ne fonctionnerait plus 25 correctement, les entrées 31 et 31' des clapets 32 et 32' ne recevraient plus un fluide avec pression suffisante et les pistons des clapets 32 et 32' seraient repoussés de leur siège, mettant ainsi les entrées 37 et 37' à la vidange. L'entrée de commande 7 du servomoteur serait mise à la vidange.

30 D'autre part, sous l'effet du ressort 39, le piston 40 serait repoussé sur son siège fermant le clapet d'isolement, empêchant une mise à la vidange de la source de fluide HP.

2 feuilles dessins