1. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas operadas por actuadores hidráulicos (5,

6, 7), caracterizado porque comprende al menos, tres válvulas hidráulicas de pilotaje, una (10) para operar el actuador hidráulico (5) de la válvula de guardia (2), otra (11) para operar el actuador hidráulico (6) de la válvula de "by-pass" (3), y otra (12) parar operar el actuador hidráulico (7) del aro de cierre móvil de estanqueidad (4), cuyas válvulas hidráulicas de pilotaje (10, 11, 12) están gobernadas por sendos actuadores óleo-hidráulicos (20, 21, 22), los cuales a su vez están operados por sendas electroválvulas (25, 26, 27).2. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas, según reivindicación 1, caracterizado porque las válvulas hidráulicas de pilotaje (10, 11, 12), son de cuatro vías y dos posiciones.3. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de control electrónico (28) que gobierna las electroválvulas (25, 26, 27) para su accionamiento tanto manual como remoto.4. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas, según reivindicación 1, caracterizado porque las válvulas hidráulicas de pilotaje (10, 11) que operan sobre los actuadores hidráulicos (5, 6) de la válvula de guardia (2) y de la válvula de "by-pass" (3), comprenden un actuador mecánico (23, 24) accionado por contrapesos.5. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas, según reivindicación 4, caracterizado porque los actuadores mecánicos (23, 24) accionados por contrapesos, comprenden un arco de volante acanalado (30) por el que discurre un cable (31) provisto en su extremo libre de un peso (32), cuyo eje de giro del arco de volante (30) está conectado al actuador óleo-hidráulico (20, 21) que gobierna la válvula hidráulica de pilotaje (10, 11), mediante un mecanismo de cremallera (33)

Cuadro de control para maniobrar válvulas de guardia en centrales hidroeléctricas.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un cuadro de control para maniobrar válvulas de guardia en centrales hidroeléctricas, operadas por aceite hidráulico a presión, o por la propia agua a presión procedente de la tubería forzada.

El objeto de la invención consiste en un cuadro de control que comprende una serie de válvulas hidráulicas y óleo-hidráulicas comandadas por electroválvulas que se pueden accionar tanto local como remotamente y cuya función es gestionar la apertura y cierre de la válvula de guardia situada en la tubería forzada de la central hidroeléctrica.

Antecedentes de la invención

Una de las formas de producción de energía eléctrica de origen hidráulico, se basa en la conversión de la energía potencia del agua almacenada en los embalses, primero en energía mecánica, haciendo girar las turbinas con el paso del agua embalsada, y posteriormente, en energía eléctrica producida por el generador acoplado a la turbina.

La potencia generada dependerá del tipo de turbina usado, del caudal y del salto de presión del agua disponible. Con la regulación de los alabes de la turbina, se puede controlar su velocidad, y por lo tanto la frecuencia de la electricidad generada, pero para poder cortar el paso de agua y parar la turbina, en la mayoría de centrales, es necesario utilizar válvulas de guardia situadas al final de la tubería forzada que hace llegar el agua embalsada a la central, antes de la turbina.

Así pues, dichas válvulas de guardia y los elementos que permiten su maniobra, se convierten en un elemento clave para la seguridad y mantenimiento de las centrales hidroeléctricas.

Estas válvulas de guardia acostumbran a ser de tipo rotativo, y dependiendo del tamaño y salto de agua, se maniobran con actuadores de pistones, bien operados por aceite hidráulico a presión, o por la propia agua a presión procedente de la tubería forzada. Por su función de seguridad, el sistema de maniobra ha de prever que la válvula de guardia se cierre en caso de fallo de energía.

Por otro lado, y dado el salto de presión existente entre aguas arriba y aguas abajo de la válvula de guardia cuando está cerrada, para iniciar su apertura sin problemas, es necesario equilibrar previamente dichas presiones mediante el uso de una válvula de "by-pass". Dicha válvula de "by-pass" se maniobra también normalmente mediante actuadores operados por aceite hidráulico a presión, o por la propia agua a presión procedente de la tubería forzada. Al igual que en el caso de la válvula de guardia, en caso de fallo de energía, es necesario que el actuador la lleve a su posición cerrada.

A partir de cierto tamaño y/o salto de presión, las válvulas de guardia, generalmente rotativas, cuando el actuador las ha llevado a su posición cerrada, requieren de un sistema de sellado de su órgano de obturación que garantice su estanqueidad. Este sistema de sellado consiste normalmente en aplicar contra el órgano de obturación en posición cerrada, un aro de cierre móvil, igualmente mediante agua a presión procedente de la tubería forzada.

Para evitar el deterioro del aro móvil, éste solo se aplica cuando el órgano de cierre está en posición cerrada. Para ello, es necesario prever un enclavamiento hidráulico entre el actuador de la válvula de guardia, y el control que hace llegar el agua al aro de cierre móvil.

Por lo tanto, la maniobra de la válvula de guardia de una central hidroeléctrica, representa una operación sumamente compleja que requiere la maniobra y sincronización secuencial de la válvula de "by-pass" y del sistema de sellado y enclavamiento del aro de cierre móvil, para las operaciones de apertura y cierre, tanto en condiciones de operación normal, como en condiciones de emergencia por falta de energía. Este tipo de maniobra, generalmente debe realizarse de forma local y manual por parte del operario, maniobrando las diferentes válvulas de pilotaje, habitualmente dispuestas en las proximidades de la válvula de guardia, con las molestias y peligros que ello comporta.

Descripción de la invención

El cuadro de control para maniobrar válvulas de guardia en centrales hidroeléctricas que la invención propone, resuelve la problemática anteriormente expuesta, al centralizar en un solo panel dispuesto entre la sala de control de la central hidroeléctrica, y la válvula de guardia, todas las válvulas de pilotaje necesarias para la gestión de la misma, permitiendo su control tanto local como remoto.

Para ello, y de forma más concreta, el cuadro de control para maniobrar válvulas de guardia en centrales hidroeléctricas operadas por actuadores hidráulicos, comprende al menos, tres válvulas hidráulicas de pilotaje, una para operar el actuador hidráulico de la válvula de guardia, otra para operar el actuador hidráulico de la válvula de "by-pass", y otra parar operar el actuador hidráulico del anillo de cierre móvil de sellado, cuyas válvulas hidráulicas de pilotaje están gobernadas por sendos actuadores óleo-hidráulicos, los cuales a su vez están operados por sendas electroválvulas.

Dichas válvulas hidráulicas de pilotaje del actuador hidráulico de la válvula de guardia, son de cuatro vías y dos posiciones.

El accionamiento de las electroválvulas, se realiza a través de módulo de control electrónico que puede ser operado tanto en modo manual como en remoto, conectándolo a la sala de control de la central o a la correspondiente red de datos telemáticos.

Para realizar el cierre de la válvula de guardia, en caso de fallo de energía, las válvulas hidráulicas de pilotaje que operan sobre los actuadores hidráulicos de la válvula de guardia y de la válvula de "by-pass", comprenden un actuador mecánico accionado por contrapesos. De este modo, cuando se produzca el corte del fluido eléctrico, los contrapesos de los respectivos actuadores mecánicos operarán, por gravedad, sobre las válvulas hidráulicas de pilotaje, llevándolas a su posición de cierre.

Dichos actuadores mecánicos accionados por contrapesos, comprenden un arco de volante acanalado por el que discurre un cable provisto en su extremo libre de un peso, cuyo eje de giro del arco de volante, está conectado, mediante un mecanismo de cremallera, al actuador óleo-hidráulico que gobierna la válvula hidráulica de pilotaje.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista esquemática de la instalación completa de la válvula de guardia de la tubería forzada de una central hidroeléctrica.

Figura 2.- Muestra una vista esquemática del cuadro de control para maniobrar la válvula de guardia, objeto de la presente invención.

Figura 3.- Muestra una vista frontal de la válvula hidráulica de pilotaje con su actuador óleo-hidráulico y actuador mecánico de contrapesos.

Figura 4.- Muestra una sección de la válvula hidráulica de pilotaje en la que se pueden apreciar las cuatro vías.

Realización preferente de la invención

A la vista de las figuras se describe a continuación un modo de realización preferente del cuadro de control para maniobrar válvulas de guardia en centrales hidroeléctricas objeto de esta invención.

Tal y como puede apreciarse en la figura 1 la central hidroeléctrica comprende una tubería forzada (1) que hace llegar el agua embalsada desde la presa hasta la turbina para generar energía eléctrica. Para realizar el mantenimiento y regulación de la turbina, la tubería forzada (1) comprende una válvula de guardia (2) para cortar el flujo de agua que circula por su interior. Debido a la elevada presión y caudal de agua que circula por la tubería forzada (1), la maniobra de la válvula de guardia (2) debe realizarse con la cooperación de la válvula de "by-pass" (3) para equilibrar las presiones a ambos lado de la válvula de guardia (2), y la aplicación del aro de cierre móvil de estanqueidad (4) que sella completamente la válvula de guardia (2) para evitar...

1. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas operadas por actuadores hidráulicos (5, 6, 7), caracterizado porque comprende al menos, tres válvulas hidráulicas de pilotaje, una (10) para operar el actuador hidráulico (5) de la válvula de guardia (2), otra (11) para operar el actuador hidráulico (6) de la válvula de "by-pass" (3), y otra (12) parar operar el actuador hidráulico (7) del aro de cierre móvil de estanqueidad (4), cuyas válvulas hidráulicas de pilotaje (10, 11, 12) están gobernadas por sendos actuadores óleo-hidráulicos (20, 21, 22), los cuales a su vez están operados por sendas electroválvulas (25, 26, 27).

2. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas, según reivindicación 1, caracterizado porque las válvulas hidráulicas de pilotaje (10, 11, 12), son de cuatro vías y dos posiciones.

3. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende un módulo de control electrónico (28) que gobierna las electroválvulas (25, 26, 27) para su accionamiento tanto manual como remoto.

4. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas, según reivindicación 1, caracterizado porque las válvulas hidráulicas de pilotaje (10, 11) que operan sobre los actuadores hidráulicos (5, 6) de la válvula de guardia (2) y de la válvula de "by-pass" (3), comprenden un actuador mecánico (23, 24) accionado por contrapesos.

5. Cuadro de control (9) para maniobrar válvulas de guardia (2) en centrales hidroeléctricas, según reivindicación 4, caracterizado porque los actuadores mecánicos (23, 24) accionados por contrapesos, comprenden un arco de volante acanalado (30) por el que discurre un cable (31) provisto en su extremo libre de un peso (32), cuyo eje de giro del arco de volante (30) está conectado al actuador óleo-hidráulico (20, 21) que gobierna la válvula hidráulica de pilotaje (10, 11), mediante un mecanismo de cremallera (33).