FR2524959A1 - METHOD AND DEVICE FOR CLOSING A SAFETY ASSISTED VALVE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION EST RELATIVE A UN PROCEDE DE FERMETURE D'UNE SOUPAPE ASSISTEE DE SURETE ET A UN DISPOSITIF METTANT EN OEUVRE CE PROCEDE. UNE TELLE SOUPAPE COMPREND NOTAMMENT UNE BUSE 3 D'ALIMENTATION EN COMMUNICATION AVEC UNE ENCEINTE SOUS PRESSION, UN CLAPET 5, DES MOYENS 7 APPLIQUANT ELASTIQUEMENT LE CLAPET 5 SUR LA BUSE 3 QUI AUTORISENT LE DECOLLEMENT DU CLAPET 5 LORSQUE LA PRESSION DANS L'ENCEINTE EST SUPERIEURE A UNE PRESSION DE TARAGE PREDETERMINEE, ET DES MOYENS D'ASSISTANCE 7 COMMANDES POUVANT APPLIQUER LE CLAPET 5 SUR LA BUSE 3. DANS LE PROCEDE, SELON L'INVENTION, ON ACTIONNE LES MOYENS D'ASSISTANCE 7 POUR REFERMER LA SOUPAPE LORSQUE LA PRESSION DANS L'ENCEINTE DEVIENT INFERIEURE A UNE PRESSION DITE DE FERMETURE, ET PENDANT UNE PERIODE LIMITEE DANS LE TEMPS. PAR AILLEURS, ON SUPPRIME L'ACTION EXERCEE PAR LES MOYENS D'ASSISTANCE 7 LORSQUE LA PRESSION DANS L'ENCEINTE REMONTE AU-DELA DE LA PRESSION DE FERMETURE. L'INVENTION TROUVERA TOUT PARTICULIEREMENT SON APPLICATION DANS LE FONCTIONNEMENT DES CIRCUITS DE REFROIDISSEMENT, DANS LES CENTRALES NUCLEAIRES.THE INVENTION RELATES TO A PROCESS FOR CLOSING A SAFETY ASSISTED VALVE AND TO A DEVICE IMPLEMENTING THIS PROCESS. SUCH A VALVE INCLUDES IN PARTICULAR A SUPPLY NOZZLE 3 IN COMMUNICATION WITH A PRESSURIZED ENCLOSURE, A VALVE 5, MEANS 7 ELASTICALLY APPLYING THE VALVE 5 ON THE NOZZLE 3 WHICH ALLOWS THE TAKING OFF OF THE VALVE 5 WHEN THE PRESSURE IN THE ENCLOSURE IS GREATER THAN A PREDETERMINED SET PRESSURE, AND ASSISTANCE MEANS 7 COMMANDS THAT CAN APPLY THE VALVE 5 ON THE NOZZLE 3. IN THE PROCESS, ACCORDING TO THE INVENTION, THE ASSISTANCE MEANS 7 ARE ACTIVATED TO CLOSE THE VALVE WHEN THE PRESSURE IS PRESSED IN THE ENCLOSURE BECOMES LOWER THAN A CLOSING PRESSURE, AND FOR A LIMITED PERIOD IN TIME. IN ADDITION, THE ACTION EXERCISED BY THE ASSISTANCE MEANS 7 IS ABOLISHED WHEN THE PRESSURE IN THE ENCLOSURE Rises BEYOND THE CLOSING PRESSURE. THE INVENTION WILL FOUND FULLY ITS APPLICATION IN THE OPERATION OF COOLING CIRCUITS, IN NUCLEAR POWER PLANTS.
Description
252495 252495
1 -1 -
L'invention est relative à un procédé de fermeture d'une sou- The invention relates to a method for closing a sou-
pape assistée de sûreté et à un dispositif mettant en oeuvre ce pro- pope assisted by safety and to a device implementing this
cédé Elle trouvera notamment son application dans le domaine de la circulation de fluide sous pression, plus particulièrement les circuits sous haute oression, par exemple les circuits de refroidissement dans It will notably find its application in the field of the circulation of fluid under pressure, more particularly the circuits under high pressure, for example the cooling circuits in
les centrales nucléaires.nuclear power plants.
Dans l'industrie, il est connu d'équiper une enceinte sous pression d'une soupape de sûreté qui protège l'enceinte contre toute surpression Cette soupape est tarée pour s'ouvrir à partir d'une pression déterminée Or, lorsque la soupape est en position ouverte, le clapet subit, outre la pression statique du fluide présent dans l'enceinte qui s'échappe, la pression dynamique de ce fluide et donc la refermeture de la soupape peut nécessiter un effort beaucoup plus important que l'effort nécessaire à contenir la pression statique seule Pour palier à cette difficulté, il existe des soupapes dites assistées qui disposent d'une assistance extérieure telle qu'un vérin In industry, it is known to equip a pressure vessel with a safety valve which protects the enclosure against any overpressure This valve is tared to open from a determined pressure Gold, when the valve is in the open position, the valve undergoes, in addition to the static pressure of the fluid present in the enclosure that escapes, the dynamic pressure of this fluid and thus the reclosing of the valve may require a much greater effort than the effort required to contain the static pressure alone To overcome this difficulty, there are so-called assisted valves that have an external assistance such as a cylinder
qui assure la refermeture du clapet. which ensures the reclosing of the valve.
Actuellement, les efforts engendrés par cette assistance Currently, the efforts generated by this assistance
extérieure sont appliqués en quasi-permanence: ces efforts sont sup- are almost always applied: these efforts are sup-
primés uniquement lorsque la pression dans l'enceinte dépasse un certain seuil et sont rétablis lorsque la pression dans l'enceinte redevient inférieure à ce seuil Ce verrouillage quasi-permanent de la soupape est dangereux pour le fonctionnement du circuit En effet, la soupape présente des moyens élastiques qui suffisent pour maintenir la soupape en position fermée, et l'assistance extérieure n'est utile que pour la awarded only when the pressure in the chamber exceeds a certain threshold and are re-established when the pressure in the chamber becomes lower than this threshold This quasi-permanent locking of the valve is dangerous for the operation of the circuit Indeed, the valve has resilient means sufficient to maintain the valve in the closed position, and the external assistance is only useful for the
fermeture Par ailleurs, une défaillance mécanique de l Vassistance exté- In addition, a mechanical failure of external assistance
rieure peut entraîner un blocage de la soupape en position fermée. may cause the valve to lock in the closed position.
Dans ce type de fonctionnement, les vitesses d'ouverture et de fermeture de la soupape de sûreté sont relativement lentes à cause de l'inertie de l'équipage mobile agissant sur le clapet qui comprend les moyens élastiques et les moyens d'assistance extérieure Cela peut avoir de graves conséquences, par exemple dans le cas d'un circuit de refroidissement, o il est essentiel de refermer rapidement la soupape In this type of operation, the opening and closing speeds of the safety valve are relatively slow because of the inertia of the moving element acting on the valve which comprises the elastic means and the external assistance means. can have serious consequences, for example in the case of a cooling circuit, where it is essential to quickly close the valve
pour limiter l'échappement du fluide en dehors du circuit. to limit the escape of the fluid outside the circuit.
Le but principal de la présente invention est de proposer un procédé de fermeture d'une soupape assistée dans lequel les moyens d'assistance ont une action limitée dans le temps Cela revient à supprimer le verrouillage quasi-permanent et ainsi rend impossible le The main object of the present invention is to provide a method of closing a power assisted valve in which the assistance means have a time-limited action. This amounts to eliminating the quasi-permanent locking and thus makes it impossible to
blocage de la soupape en position fermée. valve lock in closed position.
Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé qui assure une souplesse de fonctionnement et qui diminue les Another object of the present invention is to propose a method which provides flexibility of operation and which reduces the
temps de réponse à l'ouverture et à la fermeture. response time on opening and closing.
D'autres buts et avantages de la présente invention, apparai- Other objects and advantages of the present invention appear
tront au cours de la description qui va suivre, qui n'est donnée qu'à will be described in the following description, which is given only
titre indicatif et qui n'a pas pour but de la limiter. indicative and not intended to limit it.
Le procédé de fermeture d'une soupape assistée de sûreté, notamment utilisée dans les circuits de fluide sous pression, comprenant en particulier une buse d'alimentation en communication avec une enceinte sous pression, un clapet, les moyens appliquant élastiquement le clapet The method of closing a safety assisted valve, in particular used in pressurized fluid circuits, comprising in particular a supply nozzle in communication with a pressure vessel, a valve, the means elastically applying the valve
sur la buse qui autorisent le décollemenrt du clapet, c'est-à-dire l'ou- on the nozzle which allow the release of the flap, that is to say the
verture de la soupape, lorsque la pression dans l'enceinte est supérieure à une pressirn de tarage prédéterminée, et des moyens d'assistance commandés pouvant appliquer le clapet sur la buse, est caractérisé en ce que l'on actionne les moyens d'assistance pour refermer la soupape lorsque la pression dans l'enceinte devient inférieure à une pression the opening of the valve, when the pressure in the chamber is greater than a predetermined setting pressure, and controlled assistance means that can apply the valve to the nozzle, is characterized in that it actuates the assistance means to close the valve when the pressure in the chamber becomes less than a pressure
dite de fermeture, et pendant une période limitée dans le temps. said closure, and for a limited period of time.
Le dispositif de commande d'une soupape assistée, comprenant en particulier une buse d'alimentation en communication avec une enceinte sous pression, un clapet, des moyens appliquant élastiquement le clapet sur la buse qui autorisent le décollement du clapet, lorsque la pression dans l'enceinte est supérieure à une pression de tarage prédéterminée, et des moyens d'assistance commandés pouvant appliquer le clapet sur la buse, est caractérisé par le fait qu'il applique le clapet sur la buse pour refermer la soupape lorsque la pression dans l'enceinte devient inférieure à une pression dite de fermeture et pendant une The control device of a power-assisted valve, comprising in particular a supply nozzle in communication with a pressure vessel, a valve, means elastically applying the valve on the nozzle which allow the release of the valve, when the pressure in the valve enclosure is greater than a predetermined set pressure, and controlled assistance means that can apply the valve to the nozzle, is characterized in that it applies the valve on the nozzle to close the valve when the pressure in the enclosure becomes less than a so-called closing pressure and during a
période limitée dans le temps.limited period of time.
L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la descrip- The invention will be better understood if one refers to the description
tion ci-dessous, ainsi qu'aux dessins en annexe qui en font partie inté- below, as well as to the attached drawings which form part of it
grante. La figure 1 illustre u N e représentation schématique grante. Figure 1 illustrates a schematic representation
d'une soupape de sûreté à laquelle le procédé de fermeture se rapporte. of a safety valve to which the closing process relates.
La figure 2 illustre un mode préférentiel de réalisation du FIG. 2 illustrates a preferred embodiment of
dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. device implementing the method according to the invention.
La figure 1 schématise une soupape assistée de sûreté Cette soupape l comprend notamment une chambre d'échappement 2 dans laquelle FIG. 1 schematizes a safety-assisted valve. This valve 1 comprises in particular an exhaust chamber 2 in which
débouche une buse 3 en communication avec une enceinte non représentée. opens a nozzle 3 in communication with an enclosure not shown.
3 - Cette chambre d'échappement 2 est ouverte sur l'extérieur en 4 Sur l'ouverture de la buse 3 est appliqué un clapet 5 par l'intermédiaire 3 - This exhaust chamber 2 is open on the outside in 4 On the opening of the nozzle 3 is applied a valve 5 via
de moyens élastiques 6 Ces moyens 6 sont tarés et autorisent le dé- These means 6 are calibrated and allow the determination of
collement du clapet 5 lorsque la pression dans l'enceinte est supérieure à une pression de tarage prédéterminée Ces moyens 6 seront avantageu- when the pressure in the chamber is greater than a predetermined setting pressure, these means 6 will be advantageously
sement constitués par un ressort.consist of a spring.
Des moyens d'assistance 7 commandés depuis l'extérieur de la Assistance means 7 ordered from outside the
soupape peuvent appliquer le clapet 5 sur la buse 3 pour forcer sa fer- valve can apply the valve 5 to the nozzle 3 to force its closure.
meture et éventuellement son verrouillage. setting and possibly locking.
Une telle soupape assistée est connue de l'Homme de l'Art et Such assisted valve is known to those skilled in the art and
ne sera pas décrite plus en détail. will not be described in more detail.
Dans le procédé de fermeture d'une soupape assistée selon In the method of closing an assisted valve according to
l'invention, on actionne les moyens d'assistance 7 pour refermer la sou- the invention, the means of assistance 7 are actuated to close the sou-
pape lorsque la pression dans l'enceinte devient inférieure à une pres- pope when the pressure in the enclosure becomes less than a pres-
sion dite de fermeture, et pendant une période limitée dans le temps. so-called closure, and for a limited period of time.
Par ailleurs, on supprime l'action exercée par le S moyens d'assistance lorsque la pression dans l'enceinte remonte au-delà de la pression de fermeture. Dans ce procédé, on actionne les moyens d'assistance pendant une durée limitée dans le temps, et ainsi, ces moyens ne peuvent pas Moreover, the action exerted by the S assisting means is eliminated when the pressure in the chamber rises above the closing pressure. In this method, the means of assistance are actuated for a limited period of time, and thus these means can not
assurer le maintien permanent de la fermeture de la soupape Par ail- ensure the permanent maintenance of the closure of the valve.
leurs, lorsque la pression dans l'enceinte devient supérieure à un certain seuil dit pression de fermeture, ces moyens d'assistance their, when the pressure in the enclosure becomes greater than a certain threshold said closure pressure, these means of assistance
ne peuvent plus s'appliquer sur le clapet En particulier, si la pres- can not be applied to the flap. In particular, if the pressure
sion dans l'enceinte remonte au-dessus de la pression de fermeture pendant l'intervalle de temps o les moyens d'assistance forcent le in the enclosure rises above the closing pressure during the time interval where the assistance means force the
clapet sur la buse, cette action est immédiatement interrompue. flapper on the nozzle, this action is immediately interrupted.
Dans un dispositif mettant en oeuvre ce procédé, la pression In a device implementing this method, the pressure
de fermeture sera de préférence différente et inférieure à la pres- the closure will preferably be different and less than
sion de tarage Ainsi, les moyens d'assistance 7 ne pourront en aucun cas maintenir dans l'enceinte une pression supérieure à la pression Thus, the assistance means 7 can not in any case maintain in the chamber a pressure greater than the pressure
de tarage.tare.
Les moyens d'assistance 7 seront avantageusement constituas The means of assistance 7 will advantageously be constitua
par un vérin, plus particulièrement un vérin pneumatique ou hydraulique. by a jack, more particularly a pneumatic or hydraulic cylinder.
La pression d'alimentation de ce vérin oeut être avantageusement une The supply pressure of this jack can be advantageously a
fonction de la pression dans l'enceinte, olus Précisément être une frac- function of the pressure in the enclosure, olus Precisely be a fraction
tion de cette Pression Cela présente l'avantage de toujours Pouvoir ac- This has the advantage of always being able to
tionner le cla Det quelle que soit la pression dans l'enceinte, et rluç 4 - particulièrement cela permet d'utiliser le même vérin pour différentes Det the cla whatever the pressure in the chamber, and rluç 4 - especially it allows to use the same cylinder for different
pressions de tarage.tare pressures.
Dans le mode de réalisation de la soupane assistée illustrée à la figure 1, le vérin d'assistance comprend un piston 8 équipé d'une tige 9, et un corps cylindrique fixe 10 comprenant notamment un fond Il et deux orifices l'un 12 du côté du fond 11, l'autre 13 du côté de la tige 9 Le clapet 5 est solidaire d'un axe central 14 sur lequel In the embodiment of the assisted tan illustrated in FIG. 1, the assistance cylinder comprises a piston 8 equipped with a rod 9, and a fixed cylindrical body 10 comprising in particular a bottom 11 and two orifices, one 12 of which side of the bottom 11, the other 13 on the side of the rod 9 The valve 5 is integral with a central axis 14 on which
vient s'exercer l'action des moyens élastiques 6 par exemple un ressort. the action of the elastic means 6, for example a spring, is exerted.
La tige 9 et l'axe central 14 seront avantageusement disposés suivant un même axe Le vérin d'assistance 7 est en position rétractée lorsque le piston 8 est en butée sur le fond 11 Dans cette position, la tige 9 est dégagée de l'axe central 14 d'une distance suffisante pour ne pas gêner le décollement du clapet 5 lorsque la pression dans l'enceinte devient supérieure à la pression de tarage Dans le dispositif selon l'invention, lorsque l'assistance n'est pas commandée, le vérin 7 est The rod 9 and the central axis 14 are advantageously arranged along the same axis The assistance cylinder 7 is in the retracted position when the piston 8 abuts the bottom 11 In this position, the rod 9 is disengaged from the axis central 14 a distance sufficient not to hinder the detachment of the valve 5 when the pressure in the chamber becomes greater than the calibration pressure In the device according to the invention, when the assistance is not controlled, the cylinder 7 is
en position rétractée.in retracted position.
Lorsque les moyens d'assistance sont commandés, le fluide de manoeuvre sous pression est introduit par l'orifice 12, ce qui provoque le déplacement du piston 8 et de la tige 9 Dans son déplacement, la tige 9 vient s'appliquer sur l'axe central 14 et vient forcer le clapet 5 en When the assistance means are controlled, the pressurized operating fluid is introduced through the orifice 12, which causes the displacement of the piston 8 and the rod 9. In its displacement, the rod 9 comes to bear on the central axis 14 and comes to force the valve 5 in
butée sur la buse 2 Une fois la période d'application terminée, un res- stop on the nozzle 2 Once the application period has been completed, a
sort de rappel non représenté ramène le piston 8 vers le fond 11 du vé- unrepresented return stroke returns the piston 8 to the bottom 11 of the ves-
rin pour dégager la tige 9 de l'axe central 14 Le clapet 5 et l'axe cen- rin to release the rod 9 of the central axis 14 The valve 5 and the central axis
tral 14 soumis à l'action du ressort 6 qui est supérieure à l'effort exer- tral 14 subjected to the action of spring 6 which is greater than the exertion
cé sur le clapet 5 par la pression dans l'enceinte resteront appliqués on the valve 5 by the pressure in the enclosure will remain applied
contre la buse 2 pour l'obturer.against the nozzle 2 to seal it.
La figure 2 illustre un dispositif mettant en oeuvre le procé- Figure 2 illustrates a device implementing the procedure
dé selon l'invention Ce dispositif comprend notamment une enceinte 15 à protéger, une soupape assistée 1 une armoire de commande 16 et un capteur de pression 17 reliés à l'enceinte 15 Ce capteur de pression 17 sera avantageusement placé sur la paroi de l'enceinte 15, pour être à l'abri des effets dynamiques dûs à l'écoulement du fluide à travers la According to the invention, this device comprises in particular an enclosure 15 to be protected, an assisted valve 1 a control cabinet 16 and a pressure sensor 17 connected to the enclosure 15. This pressure sensor 17 will advantageously be placed on the wall of the enclosure. enclosure 15, to be immune from the dynamic effects due to the flow of fluid through the
soupape de sécurité.safety valve.
Le procédé selon l'invention sera mieux compris si l'on se The method according to the invention will be better understood if one
réfère à un cycle de fonctionnement Tant que la pression dans l'encein- refers to a cycle of operation As long as the pressure in the
te est inférieure à la pression de tarage, la soupape est maintenue en position fermée par des moyens élastiques 6, et le vérin d'assistance is less than the set pressure, the valve is held in the closed position by elastic means 6, and the service cylinder
7 est en position rétractée Toutefois, dès que la pression dans l'en- 7 is in the retracted position However, as soon as the pressure in the
-5- ceinte atteint la pression de fermeture, le capteur de pression 17 met When the pressure reaches the closing pressure, the pressure sensor 17 sets
l'armoire de commande 16 sous tension. the control cabinet 16 under tension.
Si la pression dans l'enceinte dépasse la pression de tarage, les forces dues à la pression statique qui s'exercent sur le clapet sont supérieures aux efforts engendrés par les moyens élastiques 6 et le cla- pet décolle de la buse Au cours de ce déplacement, l'équipage mobile est uniquement composé par le clapet 5 et l'axe central 14 L'échappement du fluide au travers de la vanne de sécurité se traduit par une baisse de la pression dans l'enceinte Lorsque celle-ci est redescendue au niveau de If the pressure in the enclosure exceeds the set pressure, the forces due to the static pressure exerted on the valve are greater than the forces generated by the elastic means 6 and the clafet takes off from the nozzle. displacement, the movable element is only composed by the valve 5 and the central axis 14 The escape of the fluid through the safety valve results in a lowering of the pressure in the enclosure When the latter has fallen back to the level of
la pression de fermeture, l'enceinte peut être à nouveau fermée Le cap- the closing pressure, the chamber can be closed again.
teur de pression 17 transmet l'information à l'armoire de commande 16 qui actionne les moyens d'assistance 7 pendant une période limitée dans The pressure transmitter 17 transmits the information to the control cabinet 16 which actuates the assistance means 7 for a limited period of time.
le temps pour forcer la fermeture de la soupape. the time to force the closing of the valve.
Si, pendant cette période de temps, la pression dans l'encein- If, during this period of time, the pressure in the
te reste inférieure à la pression de fermeture, la temporisation coupe simultanément l'alimentation de l'armoire de commande 16 Par contre, si, If the remaining time is less than the closing pressure, the delay simultaneously cuts off the power supply to the control cabinet 16.
au cours de cet intervalle de temps, la pression dans l'enceinte rede- during this time interval, the pressure in the enclosure
vient supérieure à la pression de fermeture, l'information est transmise par le capteur de pression 17 à l'armoire de commande 16 qui supprime is greater than the closing pressure, the information is transmitted by the pressure sensor 17 to the control cabinet 16 which suppresses
immédiatement l'action des moyens d'assistance 7 sur le clapet 5 En ou- immediately the action of the assistance means 7 on the valve 5 In--
tre, la temporisation est supprimée et l'armoire de commande 16 reste the timer is removed and the control cabinet 16 remains
sous tension.under pressure.
Un fonctionnement correct d'une soupape assistée selon l'in- Proper functioning of a valve assisted according to the in-
vention a été obtenu avec un temps d'application des moyens d'assistance de l'ordre de quelques secondes Cette temporisation sera avantageusement réalisée à l'aide de dispositifs électriques doublés par sécurité par des dispositifs pneumatiques Le mode de réalisation qui vient d'être décrit n'est donné qu'à titre indicatif, et d'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, pourraient être It has been obtained with a time of application of the assistance means of the order of a few seconds. This time delay will advantageously be achieved by means of electrical devices doubled by safety by pneumatic devices. The embodiment which has just been described described is given only as an indication, and other implementations of the present invention within the reach of those skilled in the art, could be
adoptées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. adopted without departing from its scope.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |