Brevet FR2361012A1 — publié le 19780303

La présente invention concerne un dispositif pour la surveillance de la circulation du fluide réfrigérant à travers les enroulements d'une machine électrique. Les enroulements de gros turbo-alternateurs comportent des conducteurs creux qui sont parcourus par un liquide réfrigérant. Comme du fait des gradients de température il n'est pas possible de relier tous les conducteurs creux en série, du point de vue de la circulation du fluide réfrigérant, on est conduit le plus souvent à prévoir un grand nombre de circuits de fluide ré frigérant connectés en parallèle, qui sont alimentés par un collecteur d'arrivée du fluide réfrigérant. Dans de tels turboalternateurs de type connu, le contrôle du débit de liquide traversant, dans les différentes branches, s'effectue selon une proposition au moyen de thermomètres incorporés dans l'enroulement dans la zone des encoches, qui mesurent la température des conducteurs, et par comparaison des températures ainsi mesurées entre elles et avec les valeurs fournies par des thermomètres mesurant la température de l'eau dans les connexions des enroulements. Le grand nombre de thermomètres qui est nécessaire, complique la fabrication de llenroulement. De plus, la disposition des conducteurs de mesure est très compliquée et il en résulte des sources de défauts supplémentaires du fait que ces conducteurs de mesure doivent etre disposés dans la zone de la haute tension. Un remplacement de ces thermomètres d'encoches ncest possible que si l'on démonte l'ensemble de l'enroulement.Un autre inconvénient de ce mode de surveillance consiste, par exemple, en ce que pour faire les mesures, avant la mise en service, il faut charger la machine afin de constater ainsi, le cas échéant, les irrégularités de la circulation dans les différents conducteurs creux, provoquées par des corps étrangers ou des pollutions introduits au cours de la fabrication. I1 faut pour cela que le turbo-groupe tout entier soit en ordre de marche, y compris la chaudière. Si un défaut vient à etre constaté à ce moment là, il en résulte un retard de la mise en service ainsi que les pertes financières qui en découlent. Enfin, les valeurs mesurées par les thermomètres d'eau disposés dans les connexions des enroulements ne donnent pas dtindications précises sur l'obturation dtun des circuits de fluide réfrigérant montés en parallèle. Le problème traité par l'invention consiste donc à fournir un dispositif simple et de fonctionnement sûr, pour la ------------ surveillance de l'écoulement du fluide réfrigérant dans les circuits de fluide réfrigérant des conducteurs creux dtun turboalternateur de grande puissance, dispositif qui serait en-ordre de marche aussi bien lorsque la machine est en exploitation quavant la mise en service de la machine. La solution du problème posé consiste, selon la pré- sente invention, en ce que dans chacun des circuits de fluide réfrigérant disposés en parallèle, on installe une sonde baignant dans le fluide réfrigérant et contenant un thermomètre à résistance qui est en contact thermique avec un élément chauffant électrique, que dans le circuit dalimentation des spirales chauffantes on prévoit des dispositifs, gr ce auxquels les éléments chauffants reçoivent une puissance électrique constante, et que les thermomètres à résistance sont raccordés à un dispositif dexploi- tation qui permet une scrutation périodique des valeurs mesurées, qui assure la comparaison entre elles de ces valeur, un signal étant déclenché sur ltappareil-daffichage des signalisations Si des écarts sont constatés entre les valeurs mesurées fournies par les différents thermomètres à résistance. L'invention repose sur le fait que les conditions de soutirage de la chaleur développée dans la sonde de mesure varient selon la vitesse de circulation au point de mesure considéré, et que les valeurs de mesure transmises au dispositif d'exploitation par les thermomètres à résistance incorporés dans les sondes de mesure varient dans les memes conditions.Lorsque les valeurs de mesure fournies par les différentes sondes de mesure sont égales, il stensuit que les vitesses d'écoulement et par conséquent les débits de liquide réfrigérant par unité de temps, dans les différents circuits de refroidissement doivent aussi être égaux. En cas d'écart entre les valeurs mesurées, il faut que la quantité de fluide réfrigérant qui traverse dans I,unitede de temps ltun des circuits de fluide réfri- gérant, soit différente de celle des autres circuits.Avec ce dis- positif, il est possible en outre, de faire des mesures axactes de la vitesse de l'écoulement, si lon étalonne, par exemple en m/s, les valeurs de résistance des sondes de mesure. I1 faut alors tenir compte, sous la forme d'une correction supplémentaire, des variations éventuelles de la température du fluide réfrigérant. Dans une forme de réalisation judicieuse de l'invention, il est prévu que le thermomètre à résistance est disposé à linté- rieur de l'élément chauffant. Selon une autre extension de l'invention, il est prévu que le thermomètre à résistance a une forme cylindrique et qu'il est entouré par l'élément chauffant qui a une structure en spi rale. Dtune manière judicieuse, on dispose la sonde dans la conduite de fluide réfrigérant, entre le collecteur d'arrivée du fluide réfrigérant et le raccord du tuyau de fluide réfrigérant sur la tête de bobine. Dans une autre forme judicieuse de réalisation, il est prévu que les éléments chauffants sont connectés en série et qu'ils sont alimentés par une source de courantdontla puissance est réglée à une valeur constante. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, il est prévu que le dispositif d'exploitation comprend un élaborateur de la valeur moyenne, qui élabore la moyenne des valeurs de température mesurées, que l'on compare avec cette valeur moyenne les valeurs individuelles mesurées par les thermomètres à résistance, et que l'on ne déclenche un signal que si l'écart entre lune des valeurs mesurées et la valeur moyenne atteint une valeur dé- terminée. L'avantage du dispositif selon l'invention réside avant tout dans le fait qu'il ne comporte pas de pièces mobiles et qu'ainsi il ne se pose pas de problème d'étanchéité, ce qui garantit la fiabilité du fonctionnement à long terme. D'autre part, les sondes de mesure et leurs conducteurs de raccordement se trouvent en dehors du champ de la haute tension, ce qui exclut des possibilités de défauts ou d'erreurs supplémentaires. De plus, pour la mise en service de ce dispositif il suffit que le circuit du fluide réfrigérant soit en ordre de marche, il n'est pas nécessaire de pouvoir faire fonotionner la turbine ni la chaudière, de sorte que des obturations ou colmatages fiven- tuels d'un circuit de refroidissement peuvent déjà être décelés à un stade précoce et les remèdes peuvent y être apportés souvent sans perturbation des autres opérations de montage et de mise en service. On peut aussi utiliser ce dispositif pour l'indication de la température des conducteurs creux de l'alternateur. Il faut dans ce cas tenir compte de la température du fluide réfrigérant pour une correction des valeurs de mesure. Pour la surveillance du circuit du fluide réfrigérant, la température du fluide réfrigérant ne joue aucun rôle, il s'agit alors uniquement de constater des écarts de température susceptibles dtêtre attribués à une obturation ou à un colmatage du circuit du fluide réfrigérant. D'autres détails et extensions avantageuses de Invention découlent des exemples non limitatifs de réalisation décrits cidessous et représentés dans le dessin, dont les différentes figures montrent respectivement : Figure 1 la vue en coupe d'une sonde de mesure selon l'invention Figure 2 une représentation schématique du montage selon linvention. Dans les dessins, le repère 1 désigne la canalisation de liaison entre le collecteur d'arrivée du fluide réfrigérant et le raccord du tuyau de fluide réfrigérant sur la tête de bobine, 2 est la sonde de mesure, 4 est la spirale chauffante et 3 le thermomètre à résistance. Un bon contact thermique est réalisé entre la sonde de mesure et le thermomètre à résistance. La spirale chauffante 4 et le thermomètre à résistance 3 sont disposés à l'intérieur d'un tube 5 fermé à lune de ses extrémités, qui est vissé dans la canalisation de liaison 1 au moyen d'un raccord fileté 6 étanche aux liquides.Au moyen d'une ligne de liaison 7, les bornes de la spirale chauffante 4 sont reliées à une source de courant 8, tandis que par la ligne de liaison 9 les bornes du thermomètre à résistance 4 sont reliées à un dispositif dtexploi- tation 10, auquel sont raccordés également une source de courant 11 ainsi qu'un appareil d'affichage des signalisations. En cas d'écart entre les valeurs de résistance mesurées des thermomètres à résistance 3, on déclenche un signal dans ltap- pareil d'affichage des signalisations 12. Le dispositif d'exploitation 10 est réalisé de telle manière, que lorsque l'appareil est en service on palpe périodiquement les valeurs de résistance selon une séquence d'exploration cyclique, et on élabore une valeur moyenne de toutes ces résistances. Lorsqu'on constate un écart entre une valeur de mesure individuelle et cette moyenne, si cet écart atteint une valeur déterminée, ajustable, on déclenche un signal dans appareil d-affichage des signalisations 12. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Dispositif pour la surveillance de la circulation du fluide réfrigérant dans les enroulements d'une machine électrique,caractérisé par le fait que dans chacun des circuits do fluide réfrigérant qui sont groupés en parallèle on dispose une sonde de mesure (2) qui baigne dans le fluide réfrigérant, contenant un thermomètre à résistance (3) qui est en contact thermique avec un élément chauffant électrique (4), que dans le circuit dtali- mentation des éléments chauffants (4), il est prévu des dispositifs grâce auxquels on fournit aux éléments chauffants (4) une puissance électrique constante, et que les thermomètres à résistance (3) sont raccordés à un dispositif dtexploitation (10) avec lequel leurs valeurs de mesure respectives peuvent être scrutées périodiquement et comparées entre elles, un signal étant déclenché sur l'appareil dtaffichage des signalisations (12) dans le cas où l'on constaterait des écarts entre les valeurs de mesure individuelles fournies par les thermomètres à résistance. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le thermomètre à résistance (3) est disposé à l'intérieur de l'élément chauffant (4). 3.- Dispositif selon lune quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le thermomètre à résistance (3) présente une forme cylindrique et qu'il est entouré par lélé- ment chauffant (4) qui a une structure en forme de spirale. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que la sonde de mesure (2) est disposéedans la conduite de fluide réfrigérant (1) entre le collecteur d'arrivée du fluide réfrigérant et le raccord du tuyau de fluide réfrigérant sur la toto de bobine. 5.- Dispositif selon ltune quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé par le fait que les éléments chauffants (4) sont connectés en série et qu'ils sont alimentés par une source de courant (8) dont la puissance est réglée à une valeur constante, 6-.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dispositif dexploi- tation (io) comporte un élaborateur de valeur moyenne, où l'on élabore la moyenne des valeurs de température mesurées et où on la compare avec les valeurs de mesure individuelles des thermomètres à résistance, un signal n'étant déclenché que si l'écart observé entre l'une des valeurs de mesure et la moyenne atteint une valeur déterminée. 7.- Dispositif selon ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les sondes de mesure ayant été étalonnées, celles-ci sont raccordées à un appareil indicateur qui indique la vitesse d'écoulement du fluide. 8.- Dispositif selon lune quelconque des revendications ci-dessus, caractérisé par le fait que le dispositif dexploita- tion (10) est corrigé en fonction de la température du fluide réfrigérant.