FR2486144A1 - ADJUSTMENT AND PROTECTION SYSTEM FOR TURBINES - Google Patents
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Abstract
LE SYSTEME DE REGLAGE ET DE PROTECTION DE TURBINE COMPORTE UNE OU PLUSIEURS SOUPAPES DE REGLAGE 3 ET UNE SOUPAPE A FERMETURE INSTANTANEES MONTEES DANS LE CONDUIT D'ALIMENTATION EN FLUIDE DE TRAVAIL 2 DE LA TURBINE 1, DES SONDES DE MESURE DE LA VITESSE DE ROTATION 9, 9 ET UN DISPOSITIF DE REGLAGE ET DE PROTECTION 11 COMMANDANT LES SOUPAPES 3, POUR LE SYSTEME DE REGLAGE 3, D'UNE PART, ET POUR LE SYSTEME DE PROTECTION, D'AUTRE PART, ETANT PREVUS DEUX REGULATEURS DE VITESSE 11 IDENTIQUES MAIS INDEPENDANTS L'UN DE L'AUTRE ET DONT L'UN EST EN LIAISON DYNAMIQUE AVEC LA OU LES SOUPAPES DE REGLAGE 3 TANDIS QUE L'AUTRE EST EN LIAISON DYNAMIQUE AVEC LA SOUPAPE A FERMETURE INSTANTANEE, A CHAQUE REGULATEUR 11 ETANT ASSOCIES DEUX CAPTEURS DE VITESSE DE ROTATION EFFECTIVE 9, 9 QUI SONT INDEPENDANTS L'UN DE L'AUTRE.THE TURBINE REGULATION AND PROTECTION SYSTEM INCLUDES ONE OR MORE REGULATION VALVES 3 AND A SNAP-CLOSING VALVE FITTED IN THE WORKING FLUID SUPPLY DUCT 2 OF THE TURBINE 1, ROTATION SPEED MEASURING PROBES 9 , 9 AND AN ADJUSTMENT AND PROTECTION DEVICE 11 CONTROLLING THE VALVES 3, FOR THE ADJUSTMENT SYSTEM 3, on the one hand, AND FOR THE PROTECTION SYSTEM, on the other hand, PROVIDED FOR TWO SPEED REGULATORS 11 IDENTICAL BUT INDEPENDENT ONE OF THE OTHER AND OF WHICH ONE IS IN DYNAMIC CONNECTION WITH THE ADJUSTING VALVE (S) 3 WHILE THE OTHER IS IN DYNAMIC CONNECTION WITH THE INSTANT-CLOSING VALVE, WITH EACH REGULATOR 11 BEING ASSOCIATED WITH TWO SPEED SENSORS OF EFFECTIVE ROTATION 9, 9 WHICH ARE INDEPENDENT OF ONE OF THE OTHER.
Description
Li présente invention se rapporte à un système de réglage et de protectionThe present invention relates to an adjustment and protection system
pour turbines qui comporte un oufor turbines with one or more
plusieurs distributeurs de réglage et une soupape à ferme- several regulating valves and a shut-off valve
ture instantanée prévue dans le conduit d'alimentation de la turbine en fluide de travail, des sondes tachymétriques instantaneous measurement provided in the supply pipe of the turbine with working fluid, tachometric probes
auxquelles est relié un dispositif de réglage et de protec- to which is connected an adjustment and protection device
tion commandant les distributeurs ou soupapes. tion controlling the distributors or valves.
Il est habituel jusqu'à ce jour d'effectuer le réglage de turbines, y compris la commande de secours, au moyen de systèmes mécano-hydrauliques. Lors du fonction-= nement normal on prévoit alors un régulateur de vitesse qui actionne par voie mécano-hydraulique les distributeurs Up to now, it has been customary to adjust the turbines, including the emergency control, by means of mechanical-hydraulic systems. During normal operation, a speed regulator is then provided which actuates the distributors mechanically and hydraulically.
de commande. Afin de protéger la turbine contre des sur- control. To protect the turbine from over-
vitessesil est prévu un-'dispositif à fermeture rapide qui est constitué essentiellement par un doigt logé dans l'arbre de la turbine et qui, lors du dépassement d'une vitesse de rotation déterminée, actionne, de préférence sous l'effet de la force centrifuge, un cliquet libérant, par l'intermédiaire d'un mécanisme d'inversion, le liquide a quick-closing device is provided, which consists essentially of a finger housed in the shaft of the turbine and which, when a certain speed is exceeded, actuates, preferably under the effect of force centrifugal, a ratchet releasing, via an inversion mechanism, the liquid
hydraulique pour la commande des soupapes à fermeture ins- hydraulic for controlling inset valves
tantanée. Une vanne électromagnétique est prévue de plus dans le circuit d'alimentation en liquide hydraulique afin de permettre un déclenchement de secours électrique, par exemple, par un dispositif de protection d'un générateur, tantane. An electromagnetic valve is also provided in the hydraulic fluid supply circuit in order to allow an electrical emergency release, for example, by a generator protection device,
de boutons d'arrêt de secours ou par des dispositifs ana- emergency stop buttons or similar devices
logues.logues.
Cette forme de réalisation présente un certain nom- This embodiment has a certain name-
bre d'inconvénients. Les pièces mécaniques sont, par exem- bre of disadvantages. The mechanical parts are, for example-
ple, relativement sensibles et fragiles et le fonction- full, relatively sensitive and fragile and the function-
nement n'est pas ser par suite d'une accumulation de saletés, de la résinification de l'huile, du vieillissement cannot be damaged due to accumulation of dirt, oil resinification, aging
et de la fatigue de la matière.and the fatigue of matter.
La vérification du bon fonctionnement de ces dispo- Verification of the proper functioning of these provisions
sitifs connus est en outre difficile. Cette vérification s'effectue soit en créant artificiellement une survitesse en interrompant le fonctionnement de la turbine soit en simulant une survitesse en supprimant le déclenchement de secours pendant le fonctionnement de la turbine. Lors de cette simulation on mesure des valeurs effectives ou on vérifie le déclenchement devant se produire lors d'une survitesse en pompant de l'huile sous le doigt commandant Known sitives is also difficult. This verification is carried out either by artificially creating an overspeed by interrupting the operation of the turbine or by simulating an overspeed by suppressing the emergency trip during the operation of the turbine. During this simulation, actual values are measured or the trip due to overspeed is checked by pumping oil under the commanding finger
la fermeture instantanée de la soupape. instant closing of the valve.
La commande pour le service normal et la commande de sécurité sont différentes en ce qui concerne leur The command for normal service and the safety command are different with regard to their
conception et leur manière d'opérer ce qui présente l'in- conception and their way of operating which presents the
convénient qu'aucune des deux commandes ne peut assurer la fonction de l'autre en cas de défaillance de l'un des agrees that neither of the two commands can perform the function of the other in the event of failure of one of the
dispositifs.devices.
Le prix de revient de ces dispositifs est également élevé parce que par mesure de sécurité on est amené The cost price of these devices is also high because as a safety measure we are led
fréquemment à les doubler.frequently to double them.
Il est, en outre, connu de commander un déclenche- It is also known to order a trip device.
ment d'arrêt rapide en raison d'une survitesse par voie quick stop due to overspeed per track
électronique-hydraulique. Dans ce cas la vitesse de rota-- electronic-hydraulic. In this case the speed of rota--
tion de la turbine est mesurée de façon inductive et sur- tion of the turbine is measured inductively and sur-
veillée par un dispositif d'évaluation électronique, le monitored by an electronic evaluation device, the
déclenchement de l'arrêt instantané est généralement com- triggering the instant stop is generally com-
mandé par une vanne électromagnétique. Afin de pouvoir vérifier le dispositif pendant le fonctionnement normal, il est nécessaire pour protéger la turbine de commuter controlled by an electromagnetic valve. In order to be able to check the device during normal operation, it is necessary to protect the turbine from switching
et de mettre en service un système de surveillance paral- and put into operation a parallel surveillance system
lèle et de mettre en service en même temps un circuit de contrôle. Ce circuit de contr8le présente l'inconvénient lele and put into service at the same time a control circuit. This control circuit has the disadvantage
d'interrompre le circuit de déclenchementet un déclen- to interrupt the trip circuit and a trip
chement sûr pendant le fonctionnement de la turbine ne peut être obtenu qu'après avoir commuté de nouveau le circuit de contr8le dans son état normal ce qui n'est pas Safe during operation of the turbine can only be obtained after switching the control circuit back to its normal state which is not
toujours vérifiable.always verifiable.
On connaît également des systèmes de réglage élec- Electronic control systems are also known.
troniques-hydrauliques; cependant ces systèmes ne sont pas reliés aux systèmes de protection et ils agissent tronic-hydraulic; however these systems are not linked to the protection systems and they act
uniquement sur les distributeurs de réglage. only on regulating valves.
La présente invention a pour objet de créer un système de réglage et de protection qui est composé, à partir du relèvement de la valeur effective jusqu'aux The object of the present invention is to create an adjustment and protection system which is composed from the raising of the effective value up to
organes de commande, d'ensembles identiques mais indépen- control elements, of identical but independent assemblies
dants les uns des autres et qui offre la possibilité d'une vérification complète de toutes les fonctionset ceci aussi bien à l'arrêt que pendant le fonctionnement sans cependant nuire à ce dernier. L'utilisation d'ensembles identiques doit permettre de pouvoir maintenir, sous cer- each other and which offers the possibility of a complete verification of all the functions and this both at standstill and during operation without however harming the latter. The use of identical sets must make it possible to maintain, under certain
taines conditions, un service de secours lors d'une défail- conditions, a rescue service during a failure-
lance d'un circuit ou d'un ensemble du fait que la sécurité peut être assurée sans limitation par un autre circuit. On launches of a circuit or a set of the fact that safety can be ensured without limitation by another circuit. We
obtient ainsi une grande disponibilité (réduction des pro- thus obtains high availability (reduction of pro-
babilités de défaillance) et il est évident que ce système failure babblings) and it is obvious that this system
doit permettre d'assurer un réglage et une sécurité par- must allow adjustment and safety to be ensured
faits ainsi que la réalisation de systèmes de redondance tout en offrant la possibilité d'adaptation à d'autres facts as well as the realization of redundancy systems while offering the possibility of adaptation to others
systèmes de réglage et de commande. regulation and control systems.
Les problèmes ci-dessus sont résolus conformément à l'invention par un système du type mentionné précédemment et qui est caractérisé en ce qu'on prévoit, d'une part, The above problems are solved in accordance with the invention by a system of the type mentioned above and which is characterized in that, on the one hand,
pour le système de réglage et, d'autre part, pour le sys- for the adjustment system and, on the other hand, for the system
tème de protection deux régulateurs de vitesse sensiblement identiques mais indépendants l'un de l'autre et dont l'un est en liaison active avec le ou les distributeurs de réglage tandis que l'autre est en liaison active avec la soupape à fermeture instantanée et en ce que deux dispositifs indépendants pour mesurer la vitesse de rotation effective protective tem two substantially identical but independent speed regulators, one of which is in active connection with the regulating valve (s) while the other is in active connection with the instantaneous closing valve and in that two independent devices for measuring the effective speed of rotation
sont associés à chacun des régulateurs. are associated with each of the regulators.
L'avantage de cette forme de réalisationqui pré- The advantage of this embodiment which pre-
voit, conformément à l'invention, des systèmes identiques sees, in accordance with the invention, identical systems
pour le dispositif de réglage et le dispositif de protec- for the adjusting device and the protection device
tion, réside dans le fait que l'un des régulateurs peut se charger temporairement de la fonction de l'autre, par exemple, lors de la défaillance d'un régulateur. De ce fait il n'est plus nécessaire de prévoir les dispositifs en double même lorsque les exigences de sécurité sont les tion, lies in the fact that one of the regulators can temporarily take over the function of the other, for example, when a regulator fails. Therefore it is no longer necessary to provide duplicate devices even when the security requirements are the
plus sévères.more severe.
Diverses autres caractéristiques de l'invention Various other features of the invention
ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. moreover emerge from the detailed description which follows.
Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux Embodiments of the subject of the invention are shown, by way of nonlimiting examples, in
dessins annexés.attached drawings.
La fig. 1 représente schématiquement un seul cir- Fig. 1 schematically represents a single circuit
cuit de réglage de turbine.cooked turbine setting.
La fig. 2 est le schéma d'un circuit permettant de vérifier une soupape à fermeture instantanée pendant le Fig. 2 is the diagram of a circuit making it possible to check an instantaneous closing valve during the
fonctionnement de la turbine.turbine operation.
La fig. 3 est le schéma par blocs d'un système sui- Fig. 3 is the block diagram of a system
vant l'invention comportant un régulateur de vitesse et before the invention comprising a cruise control and
des régulateurs pour l'arrêt rapide et pour le démarrage. regulators for quick stop and start-up.
A la fig. 1 la turbine porte la référence 1. Dans le conduit 2 alimentant la turbine 1 en fluide dé travail, In fig. 1 the turbine bears the reference 1. In the duct 2 supplying the turbine 1 with working fluid,
par exemple de la vapeur, est (sont) monté (s) le(s) dis- for example steam, is (are) mounted the (s)
tributeur(s) de réglage 3 qui est (sont) actionné(s) par une commande 6 reliée à un conduit d'huile de réglage 4 et un conduit de liquide hydraulique 5. L'arbre 7 de la adjusting valve (s) 3 which is (are) actuated by a control 6 connected to an adjusting oil pipe 4 and a hydraulic fluid pipe 5. The shaft 7 of the
turbine 1 porte un disque 8 qui présente sur sa circonfé- turbine 1 carries a disc 8 which has on its circumference
rence des rainures ou des dents.rence of grooves or teeth.
Deux sondes de mesure à induction 9, 9' qui déli- Two induction measurement probes 9, 9 'which provide
vrent à chaque passage d'une dent une impulsion électrique à un régulateur 11, par l'intermédiaire de conducteurs 10, ', sont associées au disque 8. Un courant de commande, par exemple un courant continu couvrant une plaque de 0 a environ 20 mA et provenant d'un régulateur de commande (régulateur à cascades ou dispositif analogue) peut être at each passage of a tooth, an electrical impulse to a regulator 11, via conductors 10, ', are associated with the disc 8. A control current, for example a direct current covering a plate from 0 to about 20 mA and coming from a control regulator (cascade regulator or similar device) can be
appliqué au régulateur 11.applied to regulator 11.
Grâce-au conducteur 13 il est possible d'appliquer un signal extérieur au régulateur 11, c'est-à-dire que Thanks to the conductor 13 it is possible to apply an external signal to the regulator 11, that is to say that
l'arrêt instantané peut également être déclenché de l'ex- instant stop can also be triggered from the ex-
térieur, par exemple manuellement ou à partir d'un dis- such as manually or from a device
positif de protection d'un générateur. generator protection positive.
Le dispositif du régulateur 11, destiné au réglage de la valeur nominale, est désigné par 14; les touches 16, 17, reliées au régulateur Il par lesconducteurs 18 et 19, servent au réglage à distance de la valeur nominale de la vitesse de rotation. Les trois conducteurs 20, 21 et 22 relient le régulateur Il à des appareils indicateurs 23, 24, 25 qui affichent la vitesse de rotation momentanée de la turbine, la valeur nominale réglée et la grandeur du The regulator device 11, intended for adjusting the nominal value, is designated by 14; the keys 16, 17, connected to the regulator II by the conductors 18 and 19, are used for remote adjustment of the nominal value of the speed of rotation. The three conductors 20, 21 and 22 connect the regulator II to indicating devices 23, 24, 25 which display the momentary speed of rotation of the turbine, the nominal value set and the magnitude of the
signal de sortie du régulateur. Les sorties 26 à 29 con- regulator output signal. Outputs 26 to 29 con-
duisent vers le verrouillage et la signalisation et trans- dual towards locking and signaling and trans-
mettent les signaux pour l'arrêt n = 0, la vitesse de rotation minimale nmin' la vitesse de rotation maximale nmax et signalent un arrêt instantané n,,* Le conducteur 30 conduisant le signal de sortie du régulateur 11 relie ce dernier à un organe de réglage set the signals for the stop n = 0, the minimum speed nmin 'the maximum speed nmax and signal an instantaneous stop n ,, * The conductor 30 conducting the output signal from the regulator 11 connects the latter to a member adjustment
de pression 31 qui agit en tant que convertisseur élec- pressure 31 which acts as an electrical converter
tronique-hydraulique et duquel part le conduit de liquide tronic-hydraulic and from which the liquid conduit starts
de réglage 4 déjà mentionné.setting 4 already mentioned.
La vitesse de rotation est mesurée par deux sondes à induction magnétique 9, 9'. Le régulateur 11 choisit toujours le signal le plus important parmi les signaux The speed of rotation is measured by two magnetic induction probes 9, 9 '. The regulator 11 always chooses the most important signal among the signals
délivrés par les sondes. De ce fait la machine peut con- delivered by the probes. The machine can therefore
tinuer à fonctionner sans perturbation même lors d'une défaillance de l'un des canaux de mesure (par exemple keep operating without disturbance even if one of the measurement channels fails (for example
coupure de l'un des conducteurs 10, 10'). Pour cette rai- cut of one of the conductors 10, 10 '). For this reason
son on a choisi des sondes à effet générateur et quilors his we chose generators and quilors
d'une perturbation ou d'une défaillancene peuvent déli- a disturbance or failure may
vrer que des signaux de plus faible fréquence. see only lower frequency signals.
Le signal de sortie du régulateur est appliqué The regulator output signal is applied
sous forme d'un courant compris entre 0 et 20 mA à l'or- as a current between 0 and 20 mA at the
gane de réglage de pression 31 qui convertit le signal électrique en une impulsion de pression d'huile qui agit pressure regulating valve 31 which converts the electrical signal into an oil pressure pulse which acts
directement sur les éléments de commandedans le cas pré- directly on the control elements in the pre-
sent la commande 6,du ou des distributeurs de réglage 3. feels the control 6, of the adjustment distributor (s) 3.
En tant qu'organe de réglage de pression agis- As a pressure regulator
sant comme convertisseur électro-hydraulique, on peut As an electro-hydraulic converter, you can
utiliser, de préférence, l'électro-aimant & noyau plon- preferably use the electromagnet & plon core
geur décrit par le brevet AT 306 171. geur described by patent AT 306,171.
La pression d'huile commandée par l'organe de réglage 31 est appliquée en tant que grandeur de commande The oil pressure controlled by the adjusting member 31 is applied as a control variable
directement aux organes de réglage (commande 6). directly to the adjustment devices (command 6).
Un dispositif d'arrêt instantané est inséré dans le système de réglage. Ce dispositif d'arrêt instantané provoquepar l'intermédiaire de l'organe de réglage de An instantaneous stop device is inserted in the adjustment system. This instantaneous stop device causes, through the
pression 31 et en supprimant l'énergie auxiliaire, l'ar- pressure 31 and by removing the auxiliary energy, the ar-
rêt instantané de la turbine dès que l'un des deux canaux de mesure de la valeur effective 10 ou 10' signale une instant shutdown of the turbine as soon as one of the two measuring channels of the actual value 10 or 10 'signals a
survitesse ou lorsque les deux valeurs effectives présen- overspeed or when the two effective values present
tent une variation inadmissible dans le temps ou lorsqu'un canal de valeur effective fait défaut et que la deuxième valeur effective est soumise à un changement temporaire attempt an unacceptable change in time or when an effective value channel is missing and the second effective value is subject to a temporary change
inadmissible. Il est également possible de commander l'ar- inadmissible. It is also possible to order the ar-
rêt instantané de l'extérieur par l'intermédiaire du con- instant shutdown from the outside via the con-
ducteur 13.conductor 13.
Grâce à l'utilisation d'un électro-aimant à commande dynamique pour l'organe de réglage de pression 3Ihon peut créer les forces de commande nécessaires sans prévoir de systèmes d'asservissement. De ce fait on peut réduire le temps de réponse de façon importante et les sections d'un diamètre souvent étroit des systèmes de commande préalable n'existent plus et le danger d'encrassement en résultant Thanks to the use of a dynamically controlled electromagnet for the 3Ihon pressure regulating member, it is possible to create the necessary control forces without providing for servo systems. As a result, the response time can be reduced considerably and the often narrow sections of the pre-order systems no longer exist and the danger of fouling resulting therefrom
est supprimé.is deleted.
Le système de réglage comprend un système d'arrêt instantané pouvant être vérifié pendant le fonctionnement de la turbine. Le schéma par blocs de la fig. 2 représente un système de ce type. Un circuit de contr8le 32, 32' est raccordé directement à chacun des conducteurs 10, 10' provenant des deux sondes 9, 9'. Chaque circuit de contr8le comporte un générateur 33, 33' pouvant fournir un train The adjustment system includes an instantaneous shutdown system that can be checked during operation of the turbine. The block diagram in fig. 2 shows a system of this type. A control circuit 32, 32 'is connected directly to each of the conductors 10, 10' coming from the two probes 9, 9 '. Each control circuit includes a generator 33, 33 'capable of supplying a train
d' impulsions.of pulses.
La fréquence des trains d'impulsions délivrés par les générateurs 33, 33' est fonction de la grandeur de la tension continue qui, en provenant d'un sélecteur de tension 35 équipé d'un commutateur 36, est appliquée aux The frequency of the pulse trains delivered by the generators 33, 33 ′ is a function of the magnitude of the direct voltage which, coming from a voltage selector 35 equipped with a switch 36, is applied to the
générateurs d'impulsions 33, 33' par l'intermédiaire des - pulse generators 33, 33 'via -
conducteurs 34, 34'. Lorsque la tension continue présente une valeur maximale, les générateurs délivrent des trains d'impulsions d'une fréquence également maximale. Cette fréquence correspond à la plus grande vitesse de rotation pouvant être traitée et qui est supérieure à la vitesse de rotation à laquelle l'arrêt rapide de la turbine doit s'effectuer. Le commutateur sélecteur 36 ne permet de relier, conductors 34, 34 '. When the DC voltage has a maximum value, the generators deliver pulse trains of a frequency also maximum. This frequency corresponds to the highest rotational speed that can be processed and which is greater than the rotational speed at which the turbine must stop quickly. The selector switch 36 does not make it possible to connect,
à chaque fois, que l'un des conducteurs 34, 34'. L'inté- each time, that one of the conductors 34, 34 '. The interior
grateur (sélecteur de tension 35) ne peut délivrer une tension continue que si l'élément de blocage (par exemple un élément ET à fonction non), aux deux entrées duquel generator (voltage selector 35) can only deliver a DC voltage if the blocking element (for example an AND element with no function), at whose two inputs
sont raccordés un circuit de déclenchement 38 et un com- are connected a trip circuit 38 and a
mutateur (commutateur de contr8le 39), délivre un signal mutator (control switch 39), outputs a signal
correspondant à l'intégrateur (sélecteur de tension 35). corresponding to the integrator (voltage selector 35).
Le signal émis par celui des générateurs d'impul- The signal emitted by that of the pulse generators
sions 33 ou 33',commandé par la tension continue, est superposé au signal créé par les sondes 9 et 9'. Il n'y a pas d'inversion du convertisseur de mesure sur "sonde? sions 33 or 33 ', controlled by the DC voltage, is superimposed on the signal created by the probes 9 and 9'. There is no inversion of the transmitter on "probe?
ou "générateur".or "generator".
Les deux conducteurs 10, 10' sont reliés à des The two conductors 10, 10 'are connected to
convertisseurs de mesure 40, 40' qui fournissent une ten- measurement converters 40, 40 'which provide a voltage
sion continue et dépendant de la fréquence des trains d'im- continuous and dependent on the frequency of the trains of im
pulsions aux étages à valeur limite 41, 41'. Les sorties des deux étages à valeur limite 41, 41' déclenchent,par pulses on the limit value stages 41, 41 '. The outputs of the two limit value stages 41, 41 'trigger, by
l'intermédiaire des éléments OU 42 et 43, l'arrêt instan- through the elements OR 42 and 43, the instant stop
tané de la turbine en supprimant l'excitation de relais 48. L'arrêt instantané peut également 8tre commandé par un signal extérieur (conducteur 13) ou -par un système de tane of the turbine by removing the excitation of relay 48. The instantaneous shutdown can also be controlled by an external signal (conductor 13) or by a system of
surveillance 45. Le bon fonctionnement du système de sur- surveillance 45. The proper functioning of the sur-
veillance peut également être vérifié grâce à la touche monitoring can also be checked using the key
de contr8le 47 et à l'élément 46 de blocage ET. - control 47 and the blocking element 46 AND. -
Pour la vérification l'excitation du relais 48 For checking the excitation of relay 48
commandant l'arrêt instantané est supprimée lors de l'ap- commanding the instantaneous stop is deleted when the
parition du signal de déclenchement (sortie des étages à valeur limite 41, 41' ou sortie du système de surveillance ). De ce fait l'organe de réglage de pression 31 ne reçoit plus d'énergie auxiliaire et le conducteur de blocage 38 se trouve alimenté en 24 volts.On provoque ainsi le blocage des éléments ET 46 et 37 et la vérification est terminée. Le relais 48 revient alors à sa position initiale. La sortie du circuit comparateur 43 est reliée à un relais 48 commandant l'arrêt instantané et à un relais appearance of the trigger signal (output of limit value stages 41, 41 'or output of the monitoring system). As a result, the pressure adjusting member 31 no longer receives auxiliary energy and the blocking conductor 38 is supplied with 24 volts. This causes the blocking of the ET elements 46 and 37 and the verification is complete. Relay 48 then returns to its initial position. The output of the comparator circuit 43 is connected to a relay 48 controlling the instantaneous stop and to a relay
49 qui ne sert qu'à des fins d'avertissement et d'indi- 49 which is only used for warning and indication
cation. Une énergie auxiliaire, par exemple une tension continue de 24 Volts,est appliquée à l'organe de réglage de pression 31 par l'intermédiaire du relais d'arrêt cation. Auxiliary energy, for example a direct voltage of 24 volts, is applied to the pressure regulating member 31 via the stop relay
instantané 48.snapshot 48.
Lorsque le relais 48 est commuté à la position représentée à la fig. 2, la tension continue est coupée When the relay 48 is switched to the position shown in fig. 2, the DC voltage is cut off
et les soupapes 3 se ferment (fermeture instantanée). and the valves 3 close (instantaneous closing).
Comme cela ressort de la fig. 2, chacun des deux As shown in fig. 2, both
canaux de mesure de vitesse comporte un circuit de surveil- speed measurement channels has a monitoring circuit
lance de la vitesse qui, lorsqu'une valeur limite réglée est atteinte, coupe l'énergie auxiliaire de l'organe de réglage de pression par l'intermédiaire d'un relais. De ce fait l'aimant n'est plus excité et la pression de l'huile pulsée tombe. Les soupapes de réglage de la vapeur launches speed which, when a set limit value is reached, cuts off the auxiliary energy of the pressure regulator via a relay. As a result, the magnet is no longer excited and the pressure of the pulsed oil falls. Steam control valves
se ferment et la turbine est arrêtée. Le relais 49, bran- close and the turbine is stopped. Relay 49, branch
ché en parallèle, est disponible pour une commande externe. checked in parallel, is available for external control.
Le système à fermeture instantanée constitue le système de protection le plus important d'une installation à turbine. Pour cette raison il est nécessaire de vérifier à des intervalles réguliers les éléments composant ce système. Le système de réglage décrit permet un contr8le actif de tous les éléments dans chaque phase de service sans exercer une influence quelconque sur la vitesse de rotation de la turbine. A cet effet il est possible de simuler,à l'aide de chacune des sondes de mesureune "vitesse de contrôle" à augmentation progressive. Pendant la vérification le deuxième canal de mesure se charge alors seul du réglage. Le système de protection réagit The instant closing system is the most important protection system in a turbine installation. For this reason it is necessary to check the components of this system at regular intervals. The described adjustment system allows active control of all the elements in each service phase without exerting any influence on the speed of rotation of the turbine. For this purpose it is possible to simulate, using each of the measuring probes, a "control speed" with progressive increase. During verification, the second measurement channel is then responsible for the adjustment alone. The protection system reacts
dès que la vitesse de rotation exigeant l'arrêt instantané - as soon as the speed of rotation requires instant stop -
de la turbine est atteinte. Le relais commandant l'arrêt est alors commuté, c'est-à-dire qu'il n'est plus excité, et il coupe l'énergie auxiliaire de l'organe de réglage de pression. Le contact de fermeture du relais 48 signale le déclenchement de l'arrêt instantané. Ensuite-la vitesse de rotation de contr8le est ramenée à zéro, le relais 48 est excité de nouveau et l'organe de réglage de pression of the turbine is reached. The relay controlling the stop is then switched, that is to say that it is no longer energized, and it cuts the auxiliary energy of the pressure adjusting member. The closing contact of relay 48 signals the triggering of the instantaneous stop. Then the control rotation speed is reduced to zero, the relay 48 is energized again and the pressure adjusting member
reprend sa fonction.resumes its function.
L'excitation du relais 48 n'est supprimée qu'au The excitation of relay 48 is not removed until
maximum pendant 20 millisecondes ce qui correspond sensi- maximum for 20 milliseconds which corresponds to
blement à un cycle de réglage du circuit magnétique de l'organe de réglage de pression 51. On obtient ainsi que la position des soupapes-de réglage de la vapeur ne soit bleed to a setting cycle of the magnetic circuit of the pressure setting member 51. This results in the position of the steam setting valves not being
pas modifiée.not changed.
Le bon fonctionnement des soupapes de réglage peut être vérifié facilement en modifiant légèrement la valeur The correct operation of the adjustment valves can be easily checked by slightly modifying the value
nominale de la vitesse.nominal speed.
On obtient une très grande sécurité et une fiabilité parfaite du fait que la soupape à fermeture instantanée Very high security and perfect reliability are obtained by virtue of the fact that the instantaneous closing valve
est également équipée d'un régulateur de vitesse. is also equipped with a cruise control.
Toutes les unités fonctionnelles (régulateur, or- All functional units (regulator, or-
gane de réglage de pression, commandes de réglage) sont conçues de façon à obtenir l'arrêt de l'installation (comportement "fail-safee") dès que l'énergie auxiliaire pressure adjustment valve, adjustment controls) are designed so that the installation stops ("fail-safee" behavior) as soon as the auxiliary energy
(électrique, hydraulique) fait défaut. (electric, hydraulic) is missing.
La fig. 3 représente schématiquement une installation Fig. 3 schematically represents an installation
suivant l'invention.according to the invention.
La turbine 1, son arbre 7 et le disque transmetteur Turbine 1, its shaft 7 and the transmitting disc
8 sont représentés de même façon qu'à la fig. 1. 8 are shown in the same way as in FIG. 1.
Une machine de travail 50 (notamment un générateur ou un compresseur) est entraînée par la turbine. Dans le conduit d'alimentation en fluide de travail 2 de la turbine A working machine 50 (in particular a generator or a compressor) is driven by the turbine. In the working fluid supply duct 2 of the turbine
sont montées successivement une soupape à fermeture ins- are successively fitted with a shut-off valve
tantanée 51 et une ou plusieurs soupapes de réglage 52. tantanum 51 and one or more regulating valves 52.
Ces deux soupapes sont actionnées par des mécanismes de commande 53, 54 qui sont reliés, d'une part, ensemble ou parallèlement à une source de liquide hydraulique par l'intermédiaire des conduits 55, d'une vanne de couplage 56, d'un conduit 57 et d'une vanne d'arrêt de secours 58 pouvant être commandée manuellement, et, d'autre part, à un organe de réglage de pression 31 et 31' par un conduit hydraulique de commande 60, 61. Dans le cas d'un arrêt These two valves are actuated by control mechanisms 53, 54 which are connected, on the one hand, together or parallel to a source of hydraulic liquid via the conduits 55, a coupling valve 56, a conduit 57 and an emergency stop valve 58 which can be controlled manually, and, on the other hand, to a pressure adjustment member 31 and 31 'by a hydraulic control conduit 60, 61. In the case of 'a stop
instantané la vanne de couplage dirige le liquide hydrau- instantaneous the coupling valve directs the hydraulic liquid
lique vers les mécanismes de commande de soupape 53 et 54. link to valve control mechanisms 53 and 54.
Le système représenté à la fig. 3 comporte deux régulateurs tout à fait identiques,à savoir le régulateur The system shown in fig. 3 comprises two completely identical regulators, namely the regulator
d'arrêt instantané 62 et le régulateur de vitesse 63. instantaneous stop 62 and cruise control 63.
Chacun de ces deux régulateurs est relié par deux conduc- Each of these two regulators is connected by two conduc-
teurs 10, 10' à chaque fois deux sondes 9, 9'. Un inter- ters 10, 10 'each time two probes 9, 9'. An inter-
rupteur de secours 65, un dispositif de verrouillage 66 et une commande externe 67 sont reliés aux deux régulateurs 62, 63 au moyen d'un circuit intermédiaire 64 (circuit de combinaison logique). Un dispositif d'indication externe 68 et des dispositifs d'avertissement 69 également externes emergency switch 65, a locking device 66 and an external control 67 are connected to the two regulators 62, 63 by means of an intermediate circuit 64 (logic combination circuit). An external indication device 68 and also external warning devices 69
sont, de plus, raccordés au circuit intermédiaire 64. are, moreover, connected to the intermediate circuit 64.
Chaque organe de réglage de pression 31, 31' peut compor- Each pressure adjusting member 31, 31 ′ can comprise
ter une commande manuelle 31" permettant de l'amener dans ter a 31 "manual control to bring it into
sa position de fin de course (position d'ouverture). its end position (open position).
Chaque régulateur 62, 63 est relié à l'organe de réglage de pression 31 et 31', qui lui est associé, par un conducteur 30, 30' acheminant le signal de sortie. Une combinaison logique 59 entre les deux régulateurs a pour effet de couper les deux systèmes de protection lorsque seulement un système est mis hors circuit. Dans ce cas le transmetteur de valeur nominale des deux régulateurs Each regulator 62, 63 is connected to the pressure adjusting member 31 and 31 ', which is associated with it, by a conductor 30, 30' carrying the output signal. A logical combination 59 between the two regulators has the effect of cutting off the two protection systems when only one system is switched off. In this case the nominal value transmitter of the two regulators
est commandé de façon à occuper la position zéro. is controlled to occupy the zero position.
L'alimentation des organes de réglage de pression 31, 31' en énergie électrique auxiliaire (le cas échéant en énergie auxiliaire hydraulique) s'effectue à l'aide des conducteurs (conduits) 70, 71, 71' qui relient une source de courant (source de liquide hydraulique), non représentée, aux organes de réglage de pression 31, 31't The supply of the pressure regulating members 31, 31 'with auxiliary electrical energy (if necessary with hydraulic auxiliary energy) is effected by means of the conductors (conduits) 70, 71, 71' which connect a current source (hydraulic fluid source), not shown, to the pressure adjusting members 31, 31't
par l'intermédiaire du circuit de combinaison logique 64. via logic combination circuit 64.
La soupape à fermeture instantanée 51 est comman- The instantaneous closing valve 51 is controlled
dée de la même manière que la ou les soupapes de réglage 52. Le système suivant la présente invention offre les avantages suivants: démarrage à distance et à vitesse contrôlée par l'intermédiaire du régulateur de démarrage et d'arrêt instantané; fonctionnement avec réglage de secours au moyen du régulateur d'arrêt instantané lors de la défaillance du régulateur de vitesse; designed in the same way as the regulating valve or valves 52. The system according to the present invention offers the following advantages: remote start and at controlled speed via the regulator for instant start and stop; operation with emergency adjustment by means of the instant stop regulator upon failure of the speed regulator;
par suite de la combinaison logique des signaux d'ar- as a result of the logical combination of the ar-
rêt instantané des deux régulateurs,on obtient une redon- instantaneous shutdown of the two regulators, a redundancy is obtained
dance quadruple sur le c8té des signaux et une redondance double sur le c8té des organes de réglage. De ce fait on peut renoncer au dispositif de déclenchement mécanique de l'arrêt instantané dont la présence était nécessaire jusqu'à ce joue; les systèmes de déclenchement supplémentaires pour l'arrêt instantané, par exemple le dispositif de protection du générateur, le dispositif de détection de secours et des dispositifs analogues sont intégrés au système suivant Quadruple dance on the side of the signals and a double redundancy on the side of the regulators. As a result, the mechanical device for instantaneous stopping, the presence of which was necessary until this cheek, can be dispensed with; the additional trigger systems for instantaneous shutdown, for example the generator protection device, the emergency detection device and similar devices are integrated into the following system
l'invention.the invention.
En conséquence la présente invention concerne un système électronique pour le réglage de la vitesse et pour le déclenchement de l'arrêt instantané d'une turbine, Consequently, the present invention relates to an electronic system for adjusting the speed and for triggering the instantaneous shutdown of a turbine,
ce système comportant des transmetteurs de la valeur ef- this system comprising transmitters of the value ef-
fective, des comparateurs de la valeur nominale et de la valeur effective et des organes de réglage pour les soupapes de réglage de la turbine,et ce système permet une détection nominal, actual and actual value comparators and regulators for the turbine regulating valves, and this system allows detection
multiple de la valeur limite de la vitesse de rotation. multiple of the speed limit value.
Des caractéristiques particulières résident dans le fait qu'un deuxième système de réglage de la vitesse et Special features are that a second speed control system and
de déclenchement de l'arrêt instantané, tout à fait iden- triggering of the instantaneous stop, completely identical
tique au premier système, agit sur la soupape de démar- tick in the first system, acts on the start valve
rage (soupape à fermeture instantanée) de la turbine par l'intermédiaire d'un organe de réglage associé et également identique, que ce deuxième système de réglage de vitesse et de déclenchement de l'arrêt instantané ainsi que le premier système peuvent être vérifiés complètement, en ce qui concerne leur bon fonctionnement, pendant le service et sans interrompre ou perturber le fonctionnement de la turbine, que les organes de réglage coupent l'alimentation rage (instantaneous closing valve) of the turbine by means of an associated and also identical regulating member, that this second system for speed regulation and triggering of instantaneous shutdown as well as the first system can be checked completely , with regard to their proper functioning, during service and without interrupting or disturbing the operation of the turbine, that the regulating members cut off the supply
de la turbine en fluide de travail lorsque l'énergie auxi- of the turbine in working fluid when the energy
liaire fait défaut et/ou que les fonctions de réglage propres peuvent également être assurées par le système de liary is lacking and / or that the proper adjustment functions can also be performed by the
réglage de démarrage.start setting.
Des systèmes de protection supplémentaires peuvent être intégrés au système suivant l'invention et déclencher Additional protection systems can be integrated into the system according to the invention and trigger
également l'arrêt instantané.also instant shutdown.
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