EP0355545A1 - Installation de turbine à vapeur avec soutirage réglé - Google Patents

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EP0355545A1
EP0355545A1 EP89114527A EP89114527A EP0355545A1 EP 0355545 A1 EP0355545 A1 EP 0355545A1 EP 89114527 A EP89114527 A EP 89114527A EP 89114527 A EP89114527 A EP 89114527A EP 0355545 A1 EP0355545 A1 EP 0355545A1
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Jacques Desdouits
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    • F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/34—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/345—Control or safety-means particular thereto
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/02—Arrangement of sensing elements
    • F01D17/08—Arrangement of sensing elements responsive to condition of working-fluid, e.g. pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/105—Final actuators by passing part of the fluid

Definitions

  • the present invention relates to a steam turbine installation with withdrawal adjusted to a determined pressure.
  • the racking is carried out in accordance with the diagram of Figure 1. Taking this figure for example, we can see that the racking is performs through an outlet S located between the sixth stage P and the seventh stage Q and that the regulating valve R making it possible to maintain the withdrawal pressure constant, is also located between the sixth and the seventh stage.
  • This arrangement is bulky and lengthens the turbine by a length corresponding to at least three stages, as can be seen in FIG. 1.
  • the present invention thus relates to a steam turbine installation with withdrawal adjusted to a determined pressure, driving a receiving member, comprising a withdrawal outlet disposed between two successive stages, characterized in that the withdrawal pressure P is adjusted, in a certain range D of the draw-off flow, by means of a servo-valve arranged on the exhaust pipe and controlled from a control circuit comprising a means for measuring the pressure of the draw-off flow.
  • the turbine is composed of two separate bodies, said draw-off outlet being arranged between two successive stages of the first body and said servo-valve being disposed on the exhaust pipe of said first body.
  • the installation shown comprises a steam turbine 1 mounted between two bearings 2 and 3.
  • the turbine drives an alternator 4 via a reduction gear 5.
  • a pipe 6 provided with a valve 7 supplies the turbine, the exhaust of which is connected to a condenser 8 by a pipe 9.
  • the turbine comprises seven stages, and a withdrawal pipe 10 terminates within the turbine between the fifth and the sixth stage.
  • the exhaust pipe 9 is provided with a servo-valve 11.
  • This servo-valve 11 is controlled from a control circuit 12 comprising means for comparing a setpoint signal coming from a setpoint generator 13 and a signal coming from a pressure probe 14 located in the draw-off line 10.
  • the invention makes it possible to separate in space the functions of racking and adjusting the racking pressure thereby reducing the length of the rotary mobile.
  • FIG. 3 shows a particularly interesting example of the invention which is the case of a multi-body cantilever turbine.
  • the installation shown comprises a steam turbine made up of two bodies 20 and 21 mounted cantilevered.
  • the high pressure body 20 is connected to the low pressure body 21 by its exhaust pipe 22.
  • the two bodies 21 and 22 drive in parallel a reduction gear 23 whose output shaft drives a receiver 24, for example an alternator.
  • the low pressure body 21 escapes in a condenser 25.
  • the high pressure body 20 is supplied by a pipe inlet 26, provided with an inlet valve 33, from a boiler.
  • a withdrawal line 27 terminates within the high pressure body 2 between two expansion stages, between the third and the fourth stage in the example shown. This withdrawal is adjusted to a determined pressure P.
  • the exhaust pipe 22 of the first body 20 is provided with a servo-valve 28.
  • the servo-valve 28 is controlled from a servo circuit 29 comprising means for comparing a setpoint signal coming from a setpoint generator 30 and a signal coming from a pressure probe 31 located in the withdrawal line 27.
  • the installation shown also includes a second unregulated withdrawal 32 taken downstream of the first stage of the low pressure body 21.
  • the adjustment system 28 will generally be a system with several valves supplying separate injection sectors.

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Abstract

Installation de turbine à vapeur (20, 21) avec soutirage (27) réglé à une pression P déterminée, entraînant un organe récepteur (24), comprenant une sortie de soutirage (27) disposée entre deux étages successifs (20, 21), caractérisée en ce que la pression P de soutirage est réglée, dans une certaine plage D du débit de soutirage, au moyen d'une servo-vanne (28) disposée sur la conduite d'échappement (22) et commandée à partir d'un circuit d'asservissement (29) comprenant un moyen de mesure (31) de la pression du débit de soutirage.

Description

  • La présente invention concerne une installation de turbine à vapeur avec soutirage réglé à une pression déterminée.
  • Les industriels qui ont leur propre installation de production d'électricité, souhaitent également avoir de la vapeur à une pression déterminée, utilisée soit à des fins de chauffage, soit pour un processus industriel quelconque.
  • Sur les turbines classiques entre paliers possédant un nombre d'étages important sur un même arbre et dans un seul corps, le soutirage est réalisé conformément au schéma de la figure 1. En prenant cette figure pour exemple, on peut voir que le soutirage s'effectue par une sortie S située entre le sixième étage P et le septième étage Q et que la soupape R de réglage permettant de maintenir constante la pression de soutirage, est située également entre le sixième et le septième étage.
  • Cette disposition est encombrante et allonge la turbine d'une longueur correspondant au moins à trois étages, comme on peut le voir sur la figure 1.
  • Par ailleurs, une telle disposition est très rarement possible sur les turbines multicorps en porte à faux.
  • La présente invention a ainsi pour objet une installation de turbine à vapeur avec soutirage réglé à une pression déterminée, entraînant un organe récepteur, comprenant une sortie de soutirage disposée entre deux étages successifs, caractérisée en ce que la pression P de soutirage est réglée, dans une certaine plage D du débit de soutirage, au moyen d'une servo-vanne disposée sur la conduite d'échappement et commandée à partir d'un circuit d'asservissement comprenant un moyen de mesure de la pression du débit de soutirage.
  • Selon une réalisation particulière, la turbine est composée de deux corps distincts, ladite sortie de soutirage étant disposée entre deux étages successifs du premier corps et ladite servo-vanne étant disposée sur la conduite d'échappement dudit premier corps.
  • On va maintenant donner la description de deux exemples particuliers de mise en oeuvre de l'invention en se référant au dessin annexé dans lequel :
    • La figure 1 représente une installation de turbine à vapeur classique entre paliers entraînant un alternateur, avec un soutirage à pression réglée, selon une disposition habituelle.
    • La figure 2 représente schématiquement une installation de turbine à vapeur entre paliers selon la disposition de l'invention.
    • La figure 3 représente schématiquement un exemple préféré d'une installation de turbine à vapeur selon l'invention comprenant deux corps montés en porte à faux.
  • En se référant à la figure 2, l'installation représentée comprend une turbine à vapeur 1 montée entre deux paliers 2 et 3. La turbine entraîne un alternateur 4 par l'intermédiaire d'un réducteur 5. Une conduite 6 munie d'une vanne d'admission 7 alimente la turbine dont l'échappement est relié à un condenseur 8 par une conduite 9.
  • Sur la figure représentée, la turbine comprend sept étages, et une conduite de soutirage 10 aboutit au sein de la turbine entre le cinquième et le sixième étage.
  • Le soutirage est réglé à une pression déterminée P. Pour effectuer ce réglage, sur une certaine plage D du débit soutiré, la conduite d'échappement 9 est munie d'une servo-vanne 11. Cette servo-vanne 11 est commandée à partir d'un circuit d'asservissement 12 comportant des moyens de comparaison d'un signal de consigne provenant d'un générateur de consigne 13 et d'un signal en provenance d'une sonde de pression 14 située dans la conduite de soutirage 10.
  • Comme on le voit, l'invention permet de séparer dans l'espace les fonctions de soutirage et de réglage de la pression de soutirage réduisant ainsi la longueur du mobile tournant.
  • La figure 3 montre un exemple particulièrement intéressant de l'invention qui est le cas d'une turbine multicorps en porte à faux. Sur cette figure 3, l'installation représentée comprend une turbine à vapeur composée de deux corps 20 et 21 montés en porte à faux. Le corps haute pression 20 est relié au corps basse pression 21 par sa conduite d'échappement 22. Les deux corps 21 et 22 attaquent parallèlement en entrée un réducteur 23 dont l'arbre de sortie entraîne un récepteur 24, par exemple un alternateur. Le corps basse pression 21 échappe dans un condenseur 25.
  • Le corps haute pression 20 est alimenté par une conduite d'admission 26, munie d'une vanne d'admission 33, en provenance d'une chaudière. Une conduite de soutirage 27 aboutit au sein du corps haute pression 2 entre deux étages de détente, entre le troisième et le quatrième étage dans l'exemple représenté. Ce soutirage est réglé à une pression déterminée P.
  • Pour effectuer ce réglage, sur une certaine plage D du débit soutiré, la conduite d'échappement 22 du premier corps 20 est munie d'une servo-vanne 28. La servo-vanne 28 est commandée à partir d'un circuit d'asservissement 29 comportant des moyens de comparaison d'un signal de consigne provenant d'un générateur de consigne 30 et d'un signal en provenance d'une sonde de pression 31 située dans la conduite de soutirage 27.
  • L'installation représentée comporte également un deuxième soutirage 32, non réglé, pris en aval du premier étage du corps basse pression 21.
  • Le système de réglage 28 sera généralement un système à plusieurs soupapes alimentant des secteurs d'injection séparés.

Claims (3)

1/ Installation de turbine à vapeur avec soutirage réglé à une pression P déterminée, entraînant un organe récepteur, comprenant une sortie de soutirage disposée entre deux étages successifs, caractérisée en ce que la pression P de soutirage est réglée, dans une certaine plage D du débit de soutirage, au moyen d'une servo-vanne disposée sur la conduite d'échappement et commandée à partir d'un circuit d'asservissement comprenant un moyen de mesure de la pression du débit de soutirage.
2/ Installation de turbine à vapeur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la turbine est composée de deux corps distincts, ladite sortie de soutirage étant disposée entre deux étages successifs du premier corps et ladite servo-vanne étant disposée sur la conduite d'échappement dudit premier corps.
3/ Installation de turbine à vapeur selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux dits corps sont montés en porte à faux.
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