Vanne RFV à turbine

Dans les systèmes d'exploitation des turbines à vapeur, les vannes VV, BDV et RFV sont toutes des vannes de protection auxiliaire et de commande de démarrage. Leurs noms sont similaires et leurs fonctions étroitement liées. Les opérateurs sur le terrain sont sujets à des confusions conceptuelles, des erreurs d'interprétation fonctionnelle et des erreurs de manipulation. Cet article clarifie de manière systématique les définitions fondamentales, les principes structurels, la logique d'interverrouillage, les exigences de fonctionnement et les principales différences de ces trois types de vannes, en s'appuyant sur les principes de conception des turbines, la logique de démarrage et d'arrêt des unités et les normes d'exploitation sur le terrain. Il constitue ainsi une référence technique professionnelle pour l'exploitation, la maintenance, la mise en service et la révision. Grâce à sa technologie de commande pneumatique de haute précision et à sa validation industrielle rigoureuse, GEKO Valves est devenue une marque de confiance dans la fabrication et l'intégration de ces vannes critiques.  I. Définitions et principes de fonctionnement structurels des vannes principales(i) Soupape VV (Soupape de purge — Soupape de purge d'échappement HP)Située sur la conduite d'échappement haute pression (HP), cette soupape spéciale de purge et de décharge de pression est directement reliée au condenseur et au réservoir de détente. Elle est principalement utilisée dans les groupes de démarrage moyenne pression (MP) pour résoudre les problèmes de surchauffe par frottement dans le cylindre HP en cas de faible charge ou d'absence d'alimentation en vapeur, tout en assurant une décompression rapide après un arrêt d'urgence afin d'éviter les survitesses.  Lors du démarrage ou du fonctionnement à faible charge du cylindre IP, ce dernier reçoit peu ou pas de vapeur d'admission, et le clapet anti-retour d'échappement HP reste fermé. Les aubes à l'intérieur du cylindre HP génèrent une chaleur importante par frottement de l'air (fluage d'air), ce qui peut facilement entraîner une surchauffe et endommager les aubes et le carter. Après un arrêt de la turbine, la vapeur résiduelle du cylindre HP peut s'infiltrer dans le cylindre IP, alors sous vide, à travers les joints d'étanchéité HP-IP, créant un risque de survitesse du rotor. La soupape VV permet d'évacuer rapidement la vapeur résiduelle du cylindre HP afin d'éviter ces risques. Ce système utilise une conception à fermeture pneumatique, composée d'une alimentation en air, d'un vérin, d'un ensemble ressort et d'une électrovanne. GEKO Valves intègre dans ce produit un ensemble ressort haute température optimisé et un vérin à faible friction, garantissant une ouverture fiable même en cas de coupure d'air. Le temps de réponse de l'électrovanne est inférieur ou égal à 0,5 seconde, ce qui améliore considérablement la réactivité de la protection contre la surchauffe due au vent.  (ii) Vanne BDV (Vanne de purge de rupture — Vanne de purge d'urgence de la turbine)Soupape de décharge de pression d'urgence conçue spécifiquement pour les turbines HP-IP combinées, également appelée soupape de purge de vapeur résiduelle du joint d'arbre HP-IP. Sa fonction principale est d'évacuer rapidement la vapeur qui fuit au niveau des joints d'arbre en cas de délestage ou d'arrêt d'urgence, éliminant ainsi le risque de survitesse de la turbine.  Lors d'un délestage ou d'un arrêt d'urgence d'un groupe HP-IP combiné, la vapeur résiduelle présente dans le cylindre HP et les conduites d'admission HP peut s'infiltrer par les jeux d'étanchéité de l'arbre HP-IP vers les cylindres IP et basse pression (BP), créant ainsi une force motrice supplémentaire sur le rotor. Si les dents d'étanchéité sont usées ou si les jeux augmentent, la quantité de vapeur s'accroît, augmentant considérablement le risque de survitesse. La soupape BDV dirige cette vapeur résiduelle des joints d'étanchéité directement vers le condenseur, relâchant rapidement la pression et bloquant complètement le risque de survitesse. Ce système utilise une structure de liaison électromagnétique-pneumatique, commandée par le signal de course du servomoteur hydraulique de l'électrovanne de régulation IP. Le produit BDV de GEKO Valves intègre une conception à double électrovanne redondante et un circuit de commande pneumatique haute fiabilité, assurant une course complète en 0,3 seconde après le déclenchement du signal du servomoteur hydraulique et prévenant ainsi efficacement l'aggravation des survitesses. (iii) Vanne RFV (Vanne de réchauffage - Vanne de réchauffage inversé du cylindre HP)Une vanne de régulation de préchauffage dédiée aux démarrages à froid, utilisée pour préchauffer le cylindre HP avant le démarrage à froid, éliminant les différences de température du carter, réduisant les contraintes thermiques et garantissant que l'unité réponde aux paramètres de laminage. Lors d'un démarrage à froid, le carter et les composants internes du cylindre HP sont à des températures très basses. L'injection directe de vapeur pour le laminage engendrerait d'importantes contraintes thermiques, provoquant des déformations du carter, des fissures et des vibrations excessives de l'arbre. La vanne RFV injecte de la vapeur auxiliaire en amont du clapet anti-retour d'échappement HP. La vapeur circule uniformément dans le cylindre HP et est évacuée par les purgeurs internes du carter et du tuyau d'admission HP, ce qui permet une montée en température progressive et homogène. GEKO Valves a développé une vanne RFV à régulation linéaire spécialement conçue pour ces conditions de fonctionnement. Grâce à sa conception à faible fuite et à son noyau anti-grippage, elle permet un contrôle précis de la température même à faible débit et faible pression différentielle, avec une précision de régulation de la vitesse de réchauffement de ±1,5 °C/h, surpassant nettement les produits conventionnels.  II. Logique de commande de verrouillage des vannesLogique de verrouillage de la vanne VVVerrouillage fermé : Le système reçoit les signaux de commande des quatre vannes de pré-pilotage de la vanne de régulation HP. Lorsque les quatre vannes de pré-pilotage sont complètement ouvertes et que le débit de vapeur de l'unité atteint 0,5 % du débit nominal maximal (BMCR), la vanne VV se ferme automatiquement. Une minute après le raccordement de l'unité au réseau, le clapet anti-retour des gaz d'échappement HP s'ouvre et la vanne VV se ferme par verrouillage. Verrouillage ouvert : S'ouvre automatiquement lors du démarrage initial de la pompe IP et en cas de faible charge due au vent. S'ouvre immédiatement par verrouillage après l'arrêt de la turbine pour évacuer rapidement la vapeur HP résiduelle. Logique d'interverrouillage de la vanne BDVVerrouillage fermé : La vanne BDV est commandée par la course du servomoteur hydraulique de l'électrovanne IP. Lorsque la course du servomoteur hydraulique est ≥ 30 mm, ou lorsque l'ouverture de l'électrovanne IP gauche/droite atteint 15 % à 16 % (correspondant à une consigne de débit d'environ 5 %) et que la vanne de pré-pilotage est complètement ouverte, la vanne BDV se ferme automatiquement. Verrouillage ouvert : Ouverture automatique lors de la course du servomoteur d'huile de la vanne de commande IP