Brevet FR2296109A1 — publié le 19760723

Dans les turbines hydrauliques de grandes dimensions, on est souvent amené, pour des raisons de constructions à commander chaque directrice par un servo- moteur individuel. Cette comnande individuelle des directrices donne lieu à la constitution pour chaque servo-moteur, d'un ensemble comportant le servo-oteur, un distributeur, un actionneur. Ces ensembles sont alimentées en huile sous pression par un circuit unique, comportant un ou plusieurs accumulateurs hydrauliques branchés en parallèle sur le circuit, et maintenus en pression par un groupe de poupes. Dans une telle installation colorant de multiples servo-moteurs de conande avec un circuit d'alimentation en huile important constitue par de nombreuses tuyauteries et raccords, les risques d'incidents (fuites ou ruptures de conduites) sont accrus. De tels incidents, entraînant la mise hors circuit de l'ensemble des servomoteurs et, en consequence, l'absence de commande des directrices, risquent de provoquer l'emballenent de la turbine, avec les dangers que cela comporte. Dans ce cas de cosEande des directrices de vannage par de tels servo-ooteurs individuels, la presente invention a pour objet d'augmenter la fiabilité du système par la division du circuit de co-sande des servo-moteurs en plusieurs circuits distincts, comportant chacun un aconzllateur hydraulique, muni d'un robinet d'isolement, chaque circuit alimentant un groupe constitue par un certain nombre de sersu-soteurs actionnant chacun une directrice, les directrices d'un marne groupe étant reparties régulière est sur la periphérie du distributenr, des moyens etant prevus pour détecter les pressions dans les accu-dateurs hydranliques et dans les tuyauteries d'alimentation des servo-moteurs, ces moyens déclenchant simultanément en cas de baisse de pression au-dessous d'rm seuil prédetermine, les opérations d'arrêt de la turbine, de fermeture du robinet d'isolement de l'accumulateur hydraulique du circuit defaillant et la mise en marche des pompes d'alimentation des circuits huile, qui alimentent alors le circuit défaillant, les autres circuits entant aussi alimentes par leur accuuulateur. Dans ces conditions, lorsqu'il se produit un incident dans l'un des circnits seuls les servomoteurs alimentes par celui-ci et en conséquence les directrices qu'ils actionnent se déplaceraient suivant la tendance des directrices, les autres directrices, alimentées par les autres circuits fonctionnant normalerent donc limitant l'emballement de la turbine. De plus, du fait que les directrices correspondant à un maie circuit sont réparties régulièrement autour du distributeur la défaillance de fonctionnement d'un circuit ne déséquilibre pas la turbine lors de cet emballement limite. Lorsque l'incident se produit sur un accumulateur par exemple une perte de ltair comprime, on isole cet accuwulateur. Les poupes d'alimentation en huile se mettent en marche immediatement et envoient de l'huile sous pression dans le circuit d'huile. Celui-ci etant intact, la comnande normale des directrices correspondantes reprendra avec un leger retard. Lorsque l'incident se produit sur une des tuyauteries d'huile sous pression, deux cas sont à envisager - si le débit de fuite des tuyauteries est inferieur au débit des pompes d'alimentation des circuits que l'on met en marche immediatement, la commande normale des directrices correspondantes reprendra avec un certain retard. - si au contraire, le debit de fuite des tuyauteries est superieur au debit des pompes, les directrices du circuit défaillant resteront ouvertes, et il se produira une vitesse d'emballement de la turbine plus rapide que dans le cas precedent, nais cependant beaucoup plus lente qu'avec la solution classique, où en cas de défaillance, toutes les directrices resteraient ouvertes. Dans tous les cas, l'arrêt de la turbine peut etre assuré sans emballement dangereux. Ci-apres, à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'invention, en référence la figure annexée, laquelle est une vue schématique d'une installation de regulation d'une turbine hydraulique. L'installation de regulation d'une turbine Francis representée sur la figure annexes comporte vingt quatre directrices reparties en quatre groupes de six directrices, a savoir un groupe de directrices repérée 1, un groupe de directrices reperees 2, un groupe de directrices reperees 3 et un groupe de directrices reperees 4. Par exemple, Si l'on repérait les directrices successivement de 1 24 autour du distributeur, le groupe 1 comprendrait les directrices 1, 5, 9, 13, 17 et 21 ; le groupe 2 comprendrait les directrices 2, 6, 10, 14, 18 et 22 ; le groupe 3 comprendrait les directrices 3, 7, 11, 15, 19 et 23 ; le groupe 4 comprendrait les directrices 4, 8, 12, 16, 20 et 24. Les directrices 1, 2, 3 et 4 sont actionnees respectivement par des servomoteurs individuels 5, 6, 7 et.8, lesquels sont commandes chacun par un distributeur 9 et un actionneur 10. L'alimentation des servo-moteurs en huile sous pression est assurée par quatre circuits independants 11, 12, 13 et 14 raccordes chacun à six servomoteurs par des conduites 15, 16, 17 et 18. Chaque circuit comporte un accumulateur separe 19, 20, 21 et 22 muni d'un robinet d'isolement 23, 24, 25 et 26. Un système classique de deux pompes 27 et 28, actionnees par des moteurs electriques 29 et 30 alimente selectivement les quatre accumulateurs au moyen de commandes emises par un système non represente, pour les maintenir a l'état de pression voulue. Chaque accumulateur comporte un detecteur de pression 31, 32, 33 et 34 et chaque circuit d'huile sous pression comporte également un détecteur de pression 35, 36, 37 et 38. Les circuits d'huile comporte classiquement des clapets anti-retour 39. En marche normale de l'installation de regulation, les quatre accumulateurs 19, 20, 21 et 22, maintenus a l'état de pression voulue par les pompes 27 et 28, alimentent en huile sous pression les circuits séparés 11, 12, 13 et 14, et par l'intermediaire des distributeurs 9, les servo-oteurs 5, 6, 7 et 8 lesquels actionnent les directrices 1, 2, 3 et 4. Si en cours de fonctionnement de l'installation de regulation de la turbine une baisse importante de pression se produit par exemple dans un des accumulateurs 19, a la suite d'une perte de l'air comprimé, entraînant le fonctionnement défet tueux du groupe de directrices 4 cownsnde par cet accumulateur, le detecteur de pression 31 déclenche simultanément a partir d'une pression minirnus prédéter- minée, par I'intermédiaire d'organes classiques connus en régulation, l'ordre d'arrêt de la turbine, la fermeture du robinet d'isolement 23 et la mise en marche des pompes 27 et 28, lesquelles alimentent alors en huile sous pression le circuit 11 dépendant de l'accumulateur 19 et commandant le groupe de directrices 4. Dans ces conditions, les groupes de directrices 1, 2 et 3 peuvent fermer normalement puisque leur circuit de conarde ntest pas atteint par l'incident qui s'est produit dans l'accumulateur 19, et d'autre part, grâce à la pression fournie directement par les pompes 27 et 28, la coisande à la fermeture des directrices du groupe 4 reprend avec un peu de retard, évitant l'emballement de la turbine et permettant l'exécution de tordre d'arrêt de la turbine sans emballement important de celle-ci. il peut se produire, en cours de fonctionnement de la turbine, une fuite d'huile dans l'une des tuyauteries des quatre circuits de commande des groupes de directrices 1, 2, 3 ou 4. Si la fuite se produit, par exemple, dans la tuyauterie 14 commandant le fonctionnement du groupe de directrices 1, le détecteur de pression huile 38 déclenchera simultanément, comme dans le cas précédent, l'ordre d'arrêt de la turbine, la fermeture du robinet d'isolement 26 de ce circuit, et la mise en marche des pompes 27 et 28 qui alimentent directement en huile le circuit defectueux 14. Si le débit des pompes 27 et 28 est supérieur au débit de fuite, la commande a la fermeture des directrices du groupe 1 reprend avec un certain retard, co4 dans le cas précédent, permettant de réaliser ltarrêt de la turbine dans de bonnes conditions. Si, au contraire le débit des pompes 27 et 28 est inférieur au débit de fuite, les directrices du groupe 1 se mettront en position ouverte et la marche de la turbine sera alors contrôlée par les trois autres groupes de directrices 2, 3 et 4 régulièrement réparties autour du distributeur, permettant meme dans ce cas le plus défavorable de réaliser son arrêt sans emballement dangereux. REVENDICATION Installation de régulation de turbines hydrauliques, à commande des directrices de vannage par servo-moteurs individuels, caractérisée en ce que le système de commande des directrices est divisé en plusieurs circuits distincts, comportant chacun un accumulateur hydraulique, muni dcun robinet d'isolement, chaque circuit alimentant un groupe constitué par un certain nombre de servo-moteurs actionnant chacun une directrice, les directrices d'un même groupe étant réparties régu- lièrement sur la périphérie du distributeur, des moyens étant prévus pour détecter les pressions dans les accumulateurs hydrauliques et dans les tuyauteries d'alimentation des servo-moteurs, ces moyens déclenchant simultanément en cas de baisse de pression au-dessous d'un seuil prédéterminé, les opérations d'arrêt de la turbine, de fermeture du robinet d'isolement de l'accumulateur du du circuit défaillant, et la mise en marche des pompes d'alimentation des circuits huile.