Brevet FR2027935A1 — publié le 19701002

_ i - 202793S L'invention concerne un système à soupape de décharge monté dans un conduit en dérivation -entre le générateur de vapeur et les machines utilisatrices, un piston d'asservissement à double effet commandant la tige de cette soupape en fonction de la pression du fluide de travail sortant du générateur 5 de vapeur. On tend actuellement, dans les centrales à générateur de vapeur à circulation forcée, à transférer la fonction de la soupape de sécurité, qui était antérieurement exigée par la loi, à la soupape de décharge, afin d'éviter une soupape spéciale de sécurité. 10 L'invention a pour objet une soupape de décharge du type mentionné, capable d'assumer les-fonctions de soupape de sécurité et réalisée de manière à réduire au Tn-in-inmm la complexité du montage et des circuits. Selon une particularité essentielle de l'invention, au moins un conduit en dérivation sur le piston d'asservissement passe par une soupape qui s'ouvre lorsque la pres-15 sion du fluide de travail dépasse une valeur limite de sécurité à l'entrée de la soupape de décharge. La disposition conforme à l'invention d'un conduit placé en dérivation sur le piston d'asservissement et passant par une soupape répondant à une valeur limite de sécurité constitue un montage simple et sûr assurant l'ouverture de la soupape de décharge lorsqu'un dérangement supplémen-20 taire fait monter la pression de la vapeur vive à une valeur proche de la pression du timbre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et illustrant deux modes de réalisation donnés à titre explicatif, mais nullement li-25 mitatifs. Sur ces dessins : la figure 1 est un schéma d'une centrale à vapeur comportant une soupape de décharge conforme à l'invention ; et la figure 2 est une centrale à vapeur dont la soupape de décharge 30 conforme à l'invention comporte quelques modifications. ïïn générateur de vapeur 1 illustré sur la figure 1 communique par un conduit 2 de vapeur vive avec un groupe se composant d'une turbine haute pression 3 et d'une turbine basse pression '4. Un resurchauffeur 5 monté entre les deux turbines 3 et 4 est raccordé à une soupape classique 6 de sécurité. 35 Des soupapes 7 et 8 de régulation sont montées à l'entrée des deux turbines 3 et 4 et sont commandées de manière usuelle par exemple par la vitesse de ces dernières. Un conduit 9 en dérivation sur le conduit 2 de vapeur vive passe par une soupape 10 de décharge et débouche entre la turbine 3 haute pression 40 et le resurchauffeur 5> Un piston d'asservissement 12 à double effet, dont le cylindre est relié au carter de la soupape 10, commande la tige 11 de cette 70 00462 - 2 - 2027935 dernière. La tige du piston d'asservissement 12 a le même diamètre de part et d'autre de ce dernier, de sorte que les sections des chambres situées de part et d'autre de ce piston sont égales. La tige du piston est prolongée vers le bas dans la représentation de la figure 1 et elle est solidaire d'un plateau Un manomètre 15 raccordé au conduit 2 de vapeur vive,en amont du conduit 9 de décharge,commande un tiroir hydraulique 17 de commande par l'intermédiaire d'un régulateur 16, par exemple du type eh I. Le tiroir 17 commu-10 nique par un conduit 18 l'huile sous pression avec la chambre située au-dessus du piston 12 d'asservissement et par un conduit 19 avec la chambre située au-dessous de ce piston. Un autre manomètre 20 raccordé au conduit 2 de vapeur vive commande par l'intermédiaire d'un interrupteur 21 une bobine 23 d'électro-aimant montée 15 dans un circuit 22. Le noyau de fer 24 de 1'électro-aimant est solidaire d'un tiroir 25 qui fait partie d'une soupape 26 disposée dans un conduit 27 en dérivation sur le piston d'asservissement 12. La section du conduit 27 de dérivation est supérieure à celle des conduits 18 et 19 d'huile sous pression. Lorsque le circuit 22 est fermé, 1'électro-aimant 23 est excité et le noyau 24 20 est attiré et repousse le tiroir 25 vers le haut contre la force d'un ressort 28 placé dans un cart«r de 1* soupape 26, la communication établie par le conduit en dérivation entre les chambres situées de part ei d'autre du piston d'asservissement 12 étant ainsi coupée. Le circuit 22 comportant une batterie 30 comprend un interrupteur 25 manuel 32 permettant d'actionner la soupape 26 indépendamment du manomètre 20. La figure 1 illustre-la soupape de décharge en position partiellement ouverte, tandis que le tiroir de commande 17 se trouve en position neutre. Cette position correspond, par exemple, à la mise en marche de la centrale à vapeur, les soupapes 7 et 8 étant fermées. Le fluide de travail qui passe 30 alors par le conduit 2 de vapeur vive parvient par le conduit 9 et la soupape 10 de décharge dans le resurchauffeur 5 et sort par la soupape 6 de sécurité. Eli fonctionnement normal de l'installation, la soupape de décharge commandée par le régulateur 16 est fermas.Si la pression da la vapeur vive monte au-dslà ds la valeur ds consigne, dont 15entrée dans le régulateur 16 est in-35 diquoe par la flèche 3^> le tiroir de commande 17 libère l'arrivée d'huile sous pression dans le conduit 19 et la départ de cette huile par la conduit 18, le piston d'asservissement iS étant ainsi soulevé et la soupape de décharge, ouverte. Si la pression doscsnd au-dessous ds la valeur de consigne, le conduit 18 envoie do l'huile sous pression de l'autre cSté du piston 12 d'asservisse-40 .ment de manière à fsrsser la soupape 10 de décharge. Le manomètre 20 et la soupape 26 montée dans l? conduit 27 en dérivation assignent à la soupape 10 70 00462 2027935 - 3 - de décharge la fonction complémentaire de soupape de sécurité. Le manomètre 20 est réglé à la pression du timbre du générateur de vapeur 1. Lorsque-la pression atteint dans le conduit 2 de vapeur vive cette pression du timbre, l'interrupteur 21 s'ouvre et le circuit 22 est coupé. 5 L*électro-aimant 23 cesse d'être alimenté en courant et le noyau 24 retombe, de sorte que le ressort 28 fait redescendre le tiroir 25 vers le bas, dans la représentation de la figure 1 et que la soupape 26 s'ouvre. Le piston 12 d'asservissement est libéré de la pression de l'huile et la pression régnant dans le conduit 2 de vapeur vive ouvre la soupape 10 de décharge. Le ressort de 10 compression 14 contribue à ce mouvement d'ouverture et aide à surmonter le frottement entre la tige 11 et le carter de la soupape. Dans l'exemple dé réalisation de la figure 2, trois manomètres 20, 20*. et 20" sont prévus au lieu du seul manomètre 20 et actionnent chacun un interrupteur 21, 21' et 21". En conséquence, trois électro-aimants 23, 23* 15 et 23" sont prévus et commandent chacun une soupape 26, 26' et 26", chacune de ces dernières étant montée dans un conduit 27, 27' et 27" en dérivation. Cette disposition augmente la sécurité de l'installation, car l'une des trois soupapes 26 à 26" s'ouvre de manière certaine même si l'un des manomètres 20 à 20" ou même deux d'entre eux devaient être défectueux. 20 Le mode de réalisation de la figure 2 comporte par ailleurs un élément de blocage 35 monté dans les conduits 18 et 19 et commandé par la pression de l'huile arrivant dans le tirois de commande 17. C®tte commande n'est toutefois pas représentée sur la figure 2. L'élément de blocage 35 a pour fonction de couper la communication du tiroir de commande 17 et du piston 12 25 d'asservissement afin que ce dernier conserve la position qu'il occupe momentanément lorsque l'huile sous pression cesse d'arriver. En variante, l'élément de blocage 35 ®st commandé accessoirement par les trois manomètres 20 à 20". Le noyau de fer 37 d'un électro-aimant 36 prévu à cet"effet est relié au tiroir de l'élément de blocage 35 dont l'extré-30 mité supérieure, dans la représentation de la figure 2, s'applique contre un ressort 38. Trois contacts 40, 40' et de relais,dont les bobines 41, 41' et 41" sont montées chacune en parallèle sur l'un des électro-aimants 23 à 23", sont connectés en série dans le circuit de l'électro-aimant 36. Si l'un des interrupteurs 21 à 21" s'ouvre du fait que la pression du timbre est atteinte 35 et si donc 1'électro-aimant correspondant 23, 23' ou 23" cesse d'être alimenté en courant et que la soupape correspondante 26, 26* ou 26" est ouverte, le relais correspondant 41, 41' ou 41" retombe également et 1'électro-aimant 36 cesse d'être alimenté en courant, de sorte que'l'élément de blocage 35 coupe la communication du piston d'asservissement et du tiroir 17 de commande. 40 Si la centrale à vapeur doit marcher sous pression compensée, c'est- à-dire que la pression descend dans le conduit de vapeur vive avec la diminution 70 00462 - 4 - 2027935 de la charge, la valeur d* consigne du régulateur 16 varie de préférence en conséquence, ce node de régulation étant indiqué sur la figure 2 par une ligne brisée 42 qui représente un conducteur par lequel un régulateur 43 du foyer de la chaudière reçoit un signal et règle la chauffe en fonction de la charge du gé-5 nérateur de vapeur. Dans le cas où la centrale fonctionne sous pression compensée, la valeur de réponse d'un des manomètres 20 à 20" est réglée en même temps que la valeur de consigne 34, par exemple par variation de la longueur de la tige reliant le manomètre et l'interrupteur correspondant. La ligne brisée 44 indique cette faculté de réglage. 10 H va de soi que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 70 00462 - 5 - 2027935 REVENDICATIONS 1. Système à soupape de décharge montée dans un conduit en dérivation entre un générateur de vapeur et les machines utilisatrices, un piston d'asservissement à double effet commandant la tige de cette soupape en fonc-5 tion de la pression du fluide de travail sortant du générateur de vapeur, ledit système étant caractérisé en ce qu'au moins un conduit en dérivation sur le piston d'asservissement passe par une soupape qui s'ouvre lorsque la pression du fluide de travail dépasse une valeur limite de sécurité à l'entrée de la soupape de décharge. 10 2. Système à soupape de décharge selon la revendication 1, caracté risé en ce qu'un manomètre spécial actionne la soupape se trouvant dans le conduit de dérivation. 3. Système à soupape de décharge selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un électro-aimant/interposé entre la soupape mon- 15 tée dans le conduit en dérivation et ledit manomètre. 4. Système à soupape de décharge selon l'une des revendications 1 à 3» caractérisé en ce que plusieurs conduits en dérivation sur le piston d'asservissement comportent chacun une soupape et un manomètre ainsi qu'un électro-aimant sont prévus pour chacune de ces soupapes. 20 5« Système à soupape de décharge selon la revendication 1, compor tant un élément de blocage répondant à la cessation de l'alimentation du piston d'asservissement en fluide de commande, caractérisé en ce que l'élément de blocage coopère avec la soupape montée dans le conduit en dérivation. 6. Système à soupape de décharge selon la revendication 1, carac- 25 térisé en ce que la valeur limite de sécurité, à laquelle la soupape montée dans le conduit en dérivation répond lorsqu'elle est atteinte, est réglable. 7. Système à soupape de décharge selon l'une des revendications 1 et 6, caractérisé' en ce que plusieurs conduits en dérivation sur le piston d'asservissement comportent chacun une soupape, un manomètre étant prévu pour 30 chacune de ces soupapes et la valeur de réponse d'au moins l'un de ces manomè très, mais pas de tous, est réglable en fonction de la charge du générateur de vapeur. 8. Système à soupape de décharge selon la revendication 1, caracté risé en ce qu'un accumulateur d'énergie contribue au mouvement d'ouverture 35 de la soupape de décharge.