FR3151649A1 - Installation and method for supplying industrial steam with double heat recovery stage - Google Patents
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Abstract
Installation (100) et procédé de fourniture de vapeur industrielle. L’installation (100) comprend un premier étage (6) de récupération de chaleur fatale pour augmenter la température d’un premier fluide caloporteur utilisé pour surchauffer un fluide de sortie à l’aide d’un dispositif de surchauffe (8) et un deuxième étage (7) de récupération de chaleur fatale pour augmenter la température d’un deuxième fluide caloporteur utilisé pour augmenter la température du premier fluide caloporteur et/ou du fluide de sortie. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Plant (100) and method for supplying industrial steam. The plant (100) comprises a first stage (6) for recovering fatal heat for increasing the temperature of a first heat transfer fluid used for superheating an outlet fluid using a superheating device (8) and a second stage (7) for recovering fatal heat for increasing the temperature of a second heat transfer fluid used for increasing the temperature of the first heat transfer fluid and/or the outlet fluid. Abstract: Fig. 1
Description
L’invention se rapporte au domaine de la production de vapeur industrielle, c’est-à-dire de vapeur utilisée dans des procédés industriels.The invention relates to the field of industrial steam production, that is to say steam used in industrial processes.
L’invention présente un intérêt particulier, nullement limitatif, pour fournir de la vapeur à un procédé de production d’hydrogène par électrolyse de vapeur d’eau, aussi appelée « électrolyse à haute température », où la vapeur d’eau requiert typiquement une température comprise entre 600°C et 850°C.The invention is of particular interest, in no way limiting, for providing steam to a process for producing hydrogen by electrolysis of water vapor, also called “high temperature electrolysis”, where the water vapor typically requires a temperature between 600°C and 850°C.
La vapeur d’eau industrielle est généralement produite à l’aide de générateurs en utilisant comme source d’énergie de l’électricité ou des combustibles fossiles.Industrial steam is usually produced using generators using electricity or fossil fuels as the energy source.
Il existe un besoin de réduire l’impact écologique des générateurs de vapeur industrielle.There is a need to reduce the ecological impact of industrial steam generators.
À cet effet, l’invention a pour objet une installation de fourniture de vapeur, comprenant :
- un dispositif de récupération de chaleur ayant :
- un premier étage configuré pour pouvoir transférer de la chaleur d’un premier fluide circulant dans un premier circuit à un deuxième fluide caloporteur circulant dans un deuxième circuit afin d’augmenter la température de ce deuxième fluide, et
- un deuxième étage configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du premier fluide circulant dans le premier circuit à un troisième fluide caloporteur circulant dans un troisième circuit afin d’augmenter la température de ce troisième fluide,
- un dispositif de surchauffe configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit à un flux gazeux d’un quatrième fluide circulant dans un quatrième circuit afin d’augmenter la température de ce flux gazeux,
- un dispositif de valorisation comprenant au moins un échangeur de chaleur configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du troisième fluide circulant dans le troisième circuit :
- au deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit afin d’augmenter la température du deuxième fluide en amont du dispositif de surchauffe relativement à un sens d’écoulement du deuxième fluide dans le deuxième circuit, et/ou
- audit flux gazeux du quatrième fluide circulant dans le quatrième circuit afin d’augmenter la température de ce flux gazeux.
- a heat recovery device having:
- a first stage configured to be able to transfer heat from a first fluid circulating in a first circuit to a second heat transfer fluid circulating in a second circuit in order to increase the temperature of this second fluid, and
- a second stage configured to be able to transfer heat from the first fluid circulating in the first circuit to a third heat transfer fluid circulating in a third circuit in order to increase the temperature of this third fluid,
- a superheating device configured to be able to transfer heat from the second fluid circulating in the second circuit to a gas flow of a fourth fluid circulating in a fourth circuit in order to increase the temperature of this gas flow,
- a recovery device comprising at least one heat exchanger configured to be able to transfer heat from the third fluid circulating in the third circuit:
- to the second fluid circulating in the second circuit in order to increase the temperature of the second fluid upstream of the superheating device relative to a flow direction of the second fluid in the second circuit, and/or
- said gas flow of the fourth fluid circulating in the fourth circuit in order to increase the temperature of this gas flow.
Le premier fluide, aussi appelé « fluide d’entrée », peut se présenter à l’état gazeux et/ou liquide, comprenant par exemple un gaz de combustion, de l’air ou encore de la vapeur d’eau.The first fluid, also called “input fluid”, can be in a gaseous and/or liquid state, including for example a combustion gas, air or even water vapor.
De manière non limitative, le fluide d’entrée contient de la chaleur fatale qui peut provenir de nombreux types d’industries ou procédés, par exemple d’une cimenterie, d’une usine sidérurgique, d’une usine dans le secteur chimique ou de divers procédés générant des réactions exothermiques.Without limitation, the input fluid contains waste heat which can come from many types of industries or processes, for example from a cement plant, a steel plant, a plant in the chemical sector or from various processes generating exothermic reactions.
Le quatrième fluide, aussi appelé « fluide de sortie », comprend de préférence de l’eau, de sorte que la vapeur fournie par l’installation peut être de la vapeur d’eau.The fourth fluid, also called the “output fluid,” preferably comprises water, so that the steam supplied by the installation may be water vapor.
Le deuxième étage du dispositif de récupération de chaleur permet de valoriser, à l’aide dudit dispositif de valorisation, de la chaleur non récupérée au niveau du premier étage. Le dispositif de valorisation permet en effet de transférer une partie de cette chaleur directement au fluide de sortie et/ou au fluide caloporteur circulant dans le deuxième circuit de sorte à augmenter la quantité de chaleur ainsi transférée au fluide de sortie par le dispositif de surchauffe.The second stage of the heat recovery device makes it possible to recover, using said recovery device, heat not recovered at the level of the first stage. The recovery device in fact makes it possible to transfer part of this heat directly to the outlet fluid and/or to the heat transfer fluid circulating in the second circuit so as to increase the quantity of heat thus transferred to the outlet fluid by the superheating device.
L’invention permet de produire de la vapeur en utilisant une source de chaleur fatale, en optimisant la récupération de chaleur et sa valorisation, et en augmentant la quantité de vapeur produite.The invention makes it possible to produce steam using a fatal heat source, by optimizing heat recovery and its valorization, and by increasing the quantity of steam produced.
De préférence, le dispositif de récupération de chaleur comprend un premier échangeur de chaleur formant ledit premier étage et un deuxième échangeur de chaleur formant ledit deuxième étage.Preferably, the heat recovery device comprises a first heat exchanger forming said first stage and a second heat exchanger forming said second stage.
Dans un mode de réalisation, le deuxième échangeur de chaleur du dispositif de récupération de chaleur est en aval du premier échangeur de chaleur du dispositif de récupération de chaleur, relativement à un sens d’écoulement du premier fluide dans le premier circuit.In one embodiment, the second heat exchanger of the heat recovery device is downstream of the first heat exchanger of the heat recovery device, relative to a flow direction of the first fluid in the first circuit.
De manière alternative, le deuxième échangeur de chaleur du dispositif de récupération de chaleur peut être en amont du premier échangeur de chaleur du dispositif de récupération de chaleur, relativement au sens d’écoulement du premier fluide dans le premier circuit.Alternatively, the second heat exchanger of the heat recovery device may be upstream of the first heat exchanger of the heat recovery device, relative to the flow direction of the first fluid in the first circuit.
Dans un mode de réalisation, l’installation comprend :
- un organe de compression configuré pour comprimer le troisième fluide circulant dans le troisième circuit en amont de l’au moins un échangeur de chaleur du dispositif de valorisation relativement à un sens d’écoulement du troisième fluide dans le troisième circuit,
- un organe de réduction de pression configuré pour réduire la pression du troisième fluide circulant dans le troisième circuit en aval de l’au moins un échangeur de chaleur du dispositif de valorisation relativement au sens d’écoulement du troisième fluide dans le troisième circuit.
- a compression member configured to compress the third fluid circulating in the third circuit upstream of the at least one heat exchanger of the recovery device relative to a flow direction of the third fluid in the third circuit,
- a pressure reducing member configured to reduce the pressure of the third fluid circulating in the third circuit downstream of the at least one heat exchanger of the recovery device relative to the flow direction of the third fluid in the third circuit.
Selon une première variante de réalisation, l’au moins un échangeur de chaleur du dispositif de valorisation comprend un échangeur de chaleur configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du troisième fluide circulant dans le troisième circuit au deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit afin d’augmenter la température du deuxième fluide.According to a first variant embodiment, the at least one heat exchanger of the recovery device comprises a heat exchanger configured to be able to transfer heat from the third fluid circulating in the third circuit to the second fluid circulating in the second circuit in order to increase the temperature of the second fluid.
Selon une deuxième variante de réalisation, l’au moins un échangeur de chaleur du dispositif de valorisation comprend un échangeur de chaleur configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du troisième fluide circulant dans le troisième circuit audit flux gazeux circulant dans le quatrième circuit afin d’augmenter la température de ce flux gazeux.According to a second variant embodiment, the at least one heat exchanger of the recovery device comprises a heat exchanger configured to be able to transfer heat from the third fluid circulating in the third circuit to said gas flow circulating in the fourth circuit in order to increase the temperature of this gas flow.
La première variante et la deuxième variante de réalisation décrite ci-dessus peuvent être combinées de sorte que, selon une troisième variante de réalisation, l’au moins un échangeur de chaleur du dispositif de valorisation comprend à la fois :
- un échangeur de chaleur configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du troisième fluide circulant dans le troisième circuit au deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit afin d’augmenter la température du deuxième fluide, et
- un échangeur de chaleur configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du troisième fluide circulant dans le troisième circuit audit flux gazeux circulant dans le quatrième circuit afin d’augmenter la température de ce flux gazeux.
- a heat exchanger configured to be able to transfer heat from the third fluid circulating in the third circuit to the second fluid circulating in the second circuit in order to increase the temperature of the second fluid, and
- a heat exchanger configured to be able to transfer heat from the third fluid circulating in the third circuit to said gas flow circulating in the fourth circuit in order to increase the temperature of this gas flow.
Dans un mode de réalisation, l’installation comprend un dispositif de traitement du quatrième fluide configuré pour faire passer le quatrième fluide de l’état liquide à l’état gazeux.In one embodiment, the installation comprises a device for treating the fourth fluid configured to change the fourth fluid from the liquid state to the gaseous state.
De préférence, ledit quatrième circuit comprend un ou plusieurs conduits établissant une communication fluidique entre ce dispositif de traitement et le dispositif de surchauffe.Preferably, said fourth circuit comprises one or more conduits establishing fluid communication between this treatment device and the superheating device.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de valorisation est configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du troisième fluide circulant dans le troisième circuit au quatrième fluide circulant dans ce ou ces conduits.In one embodiment, the recovery device is configured to be able to transfer heat from the third fluid circulating in the third circuit to the fourth fluid circulating in this or these conduits.
Dans un mode de réalisation, ledit dispositif de traitement du quatrième fluide comprend un évaporateur configuré pour réaliser en échange de chaleur entre le deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit et le quatrième fluide circulant dans le quatrième circuit.In one embodiment, said fourth fluid treatment device comprises an evaporator configured to carry out heat exchange between the second fluid circulating in the second circuit and the fourth fluid circulating in the fourth circuit.
Dans un mode de réalisation, l’installation comprend un dispositif de stockage thermique configuré pour pouvoir stocker de la chaleur du deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit.In one embodiment, the installation comprises a thermal storage device configured to be able to store heat from the second fluid circulating in the second circuit.
L’installation peut être configurée pour pouvoir être sélectivement placée dans :
- une configuration, dite « configuration d’échange direct », dans laquelle le deuxième circuit est configuré pour acheminer le deuxième fluide du premier étage du dispositif de récupération de chaleur au dispositif de surchauffe,
- une configuration, dite « configuration de déchargement thermique », dans laquelle le deuxième circuit est configuré pour acheminer le deuxième fluide du dispositif de stockage thermique au dispositif de surchauffe.
- a configuration, called a “direct exchange configuration”, in which the second circuit is configured to convey the second fluid from the first stage of the heat recovery device to the superheating device,
- a configuration, called a “thermal discharge configuration”, in which the second circuit is configured to convey the second fluid from the thermal storage device to the superheating device.
L’installation permet ainsi de chauffer le flux gazeux passant par le dispositif de surchauffe en utilisant de la chaleur qui est soit récupérée dans le deuxième fluide provenant du premier étage du dispositif de récupération de chaleur soit stockée dans le dispositif de stockage thermique.The installation thus makes it possible to heat the gas flow passing through the superheating device using heat which is either recovered in the second fluid coming from the first stage of the heat recovery device or stored in the thermal storage device.
L’invention permet ainsi de produire de la vapeur en utilisant une source de chaleur fatale tout en assurant une fourniture continue de vapeur en dépit de fluctuations du débit ou de la température de la source.The invention thus makes it possible to produce steam using a fatal heat source while ensuring a continuous supply of steam despite fluctuations in the flow rate or temperature of the source.
L’installation peut être configurée pour pouvoir être sélectivement placée dans une configuration choisie dans une liste incluant, en plus de la configuration d’échange direct et la configuration de déchargement thermique, une ou plusieurs configurations parmi celles décrites ci-dessous.The installation can be configured to be selectively placed in a configuration chosen from a list including, in addition to the direct exchange configuration and the thermal discharge configuration, one or more configurations from those described below.
Dans un mode de réalisation, ladite liste inclut une configuration, dite « configuration de chargement thermique », dans laquelle le deuxième circuit est configuré pour acheminer le deuxième fluide du premier étage du dispositif de récupération de chaleur au dispositif de stockage thermique.In one embodiment, said list includes a configuration, called a "thermal loading configuration", in which the second circuit is configured to convey the second fluid from the first stage of the heat recovery device to the thermal storage device.
La configuration de chargement thermique permet avantageusement de stocker dans le dispositif de stockage thermique de la chaleur récupérée dans le fluide d’entrée.The thermal loading configuration advantageously allows heat recovered from the input fluid to be stored in the thermal storage device.
Dans un mode de réalisation, ladite liste inclut une configuration, dite « configuration mixte », dans laquelle le deuxième circuit est configuré pour acheminer le deuxième fluide du premier étage du dispositif de récupération de chaleur au dispositif de stockage thermique et du dispositif de stockage thermique au dispositif de surchauffe.In one embodiment, said list includes a configuration, called a "mixed configuration", in which the second circuit is configured to convey the second fluid from the first stage of the heat recovery device to the thermal storage device and from the thermal storage device to the superheating device.
La configuration mixte permet avantageusement à la fois de chauffer le flux gazeux passant par le dispositif de surchauffe en utilisant de la chaleur récupérée dans le fluide d’entrée et de stocker dans le dispositif de stockage thermique de la chaleur récupérée dans le fluide d’entrée.The mixed configuration advantageously makes it possible both to heat the gas flow passing through the superheating device using heat recovered from the inlet fluid and to store heat recovered from the inlet fluid in the thermal storage device.
Dans un mode de réalisation, l’installation comprend un dispositif de chauffage configuré pour élever la température du deuxième fluide en amont du dispositif de surchauffe.In one embodiment, the installation comprises a heating device configured to raise the temperature of the second fluid upstream of the superheating device.
Un tel dispositif de chauffage permet avantageusement de chauffer le flux gazeux passant par le dispositif de surchauffe en utilisant une source d’énergie externe, par exemple lorsque l’énergie disponible dans le dispositif de stockage thermique ou dans le fluide d’entrée est insuffisante, et/ou de faciliter le démarrage de l’installation.Such a heating device advantageously makes it possible to heat the gas flow passing through the superheating device using an external energy source, for example when the energy available in the thermal storage device or in the inlet fluid is insufficient, and/or to facilitate the start-up of the installation.
Le dispositif de chauffage peut être électrique.The heating device can be electric.
Dans un mode de réalisation, le deuxième circuit comprend une branche de contournement du dispositif de chauffage.In one embodiment, the second circuit includes a bypass branch of the heating device.
Le deuxième circuit peut être configuré pour acheminer le deuxième fluide du premier étage du dispositif de récupération de chaleur au dispositif de surchauffe par la branche de contournement lorsque l’installation est dans ladite configuration d’échange direct.The second circuit may be configured to route the second fluid from the first stage of the heat recovery device to the superheating device via the bypass branch when the installation is in said direct exchange configuration.
Le deuxième circuit peut être configuré pour acheminer le deuxième fluide du dispositif de stockage thermique au dispositif de surchauffe par la branche de contournement lorsque l’installation est dans ladite configuration de déchargement thermique et/ou dans la configuration mixte.The second circuit may be configured to route the second fluid from the thermal storage device to the superheating device through the bypass branch when the installation is in said thermal unloading configuration and/or in the mixed configuration.
Dans un mode de réalisation, ladite liste inclut une configuration, dite « configuration électrique », dans laquelle le deuxième circuit est configuré pour acheminer le deuxième fluide du premier étage du dispositif de récupération de chaleur au dispositif de chauffage et du dispositif de chauffage au dispositif de surchauffe.In one embodiment, said list includes a configuration, called "electrical configuration", in which the second circuit is configured to convey the second fluid from the first stage of the heat recovery device to the heating device and from the heating device to the superheating device.
La configuration électrique permet avantageusement de chauffer le flux gazeux passant par le dispositif de surchauffe en utilisant une source d’énergie externe, par exemple lorsque l’énergie disponible dans le dispositif de stockage thermique est insuffisante.The electrical configuration advantageously makes it possible to heat the gas flow passing through the superheating device using an external energy source, for example when the energy available in the thermal storage device is insufficient.
Dans un mode de réalisation, ladite liste inclut une configuration dans laquelle le deuxième circuit est configuré pour acheminer le deuxième fluide du premier étage du dispositif de récupération de chaleur au dispositif de chauffage et du dispositif de chauffage au dispositif de surchauffe.In one embodiment, said list includes a configuration in which the second circuit is configured to route the second fluid from the first stage of the heat recovery device to the heating device and from the heating device to the superheating device.
Une telle configuration permet avantageusement de faciliter le démarrage de l’installation, par exemple avant placement de l’installation dans ladite configuration d’échange direct.Such a configuration advantageously makes it easier to start the installation, for example before placing the installation in said direct exchange configuration.
Dans un mode de réalisation, ladite liste inclut une configuration dans laquelle le deuxième circuit est configuré pour acheminer le deuxième fluide du premier étage du dispositif de récupération de chaleur au dispositif de stockage thermique, du dispositif de stockage thermique au dispositif de chauffage et du dispositif de chauffage au dispositif de surchauffe.In one embodiment, said list includes a configuration in which the second circuit is configured to route the second fluid from the first stage of the heat recovery device to the thermal storage device, from the thermal storage device to the heating device, and from the heating device to the superheating device.
Une telle configuration permet avantageusement de faciliter le démarrage de l’installation, par exemple avant placement de l’installation dans ladite configuration mixte.Such a configuration advantageously makes it easier to start up the installation, for example before placing the installation in said mixed configuration.
Dans un mode de réalisation, l’installation comprend un capteur configuré pour estimer la température dudit premier fluide et des moyens de commande configurés pour placer l’installation dans ladite configuration d’échange direct si la température estimée du premier fluide est supérieure à un premier seuil de température prédéterminé et inférieure à un deuxième seuil de température prédéterminé, le deuxième seuil étant inférieur au premier seuil.In one embodiment, the installation comprises a sensor configured to estimate the temperature of said first fluid and control means configured to place the installation in said direct exchange configuration if the estimated temperature of the first fluid is greater than a first predetermined temperature threshold and less than a second predetermined temperature threshold, the second threshold being less than the first threshold.
Dans un mode de réalisation, les moyens de commande sont configurés pour placer l’installation dans ladite configuration mixte si la température estimée du premier fluide est supérieure ou égale audit deuxième seuil.In one embodiment, the control means are configured to place the installation in said mixed configuration if the estimated temperature of the first fluid is greater than or equal to said second threshold.
Dans un mode de réalisation, le premier seuil de température correspond à l’addition d’une température mesurée ou souhaitée du flux gazeux sortant du dispositif de surchauffe et d’une première valeur de température constante, ladite première valeur de température constante étant par exemple égale à 5°C.In one embodiment, the first temperature threshold corresponds to the addition of a measured or desired temperature of the gas flow leaving the superheating device and a first constant temperature value, said first constant temperature value being for example equal to 5°C.
Dans un mode de réalisation, le deuxième seuil de température correspond à l’addition d’une température mesurée ou souhaitée du flux gazeux sortant du dispositif de surchauffe et d’une deuxième valeur de température constante, ladite deuxième valeur de température constante étant par exemple égale à 20°C.In one embodiment, the second temperature threshold corresponds to the addition of a measured or desired temperature of the gas flow leaving the superheating device and a second constant temperature value, said second constant temperature value being for example equal to 20°C.
L’installation peut bien entendu comprendre d’autres composants.The installation can of course include other components.
Par exemple, de manière non limitative, l’installation peut comprendre un module de production de vapeur comportant ledit dispositif de surchauffe.For example, but not limited to, the installation may include a steam production module comprising said superheating device.
Dans un mode de réalisation, le module de production de vapeur peut comprendre un évaporateur configuré pour faire passer le fluide de sortie d’un état liquide à l’état gazeux.In one embodiment, the vapor production module may include an evaporator configured to convert the output fluid from a liquid state to a gaseous state.
L’invention a aussi pour objet un procédé de fourniture de vapeur mettant en œuvre une installation telle que définie ci-dessus, comprenant :
- une étape de récupération de chaleur dans laquelle de la chaleur est transférée :
- du premier fluide circulant dans le premier circuit au deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit afin d’augmenter la température de ce deuxième fluide, à l’aide du premier étage du dispositif de récupération de chaleur,
- du premier fluide circulant dans le premier circuit au troisième fluide circulant dans le troisième circuit afin d’augmenter la température de ce troisième fluide, à l’aide du deuxième étage du dispositif de récupération de chaleur,
- une étape de surchauffe dans laquelle de la chaleur est transférée, à l’aide du dispositif de surchauffe, du deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit au flux gazeux du quatrième fluide circulant dans le quatrième circuit afin d’augmenter la température de ce flux gazeux,
- une étape de valorisation dans laquelle de la chaleur est transférée, à l’aide de l’au moins un échangeur de chaleur du dispositif de valorisation, du troisième fluide circulant dans le troisième circuit :
- au deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit afin d’augmenter la température du deuxième fluide, et/ou
- audit flux gazeux du quatrième fluide circulant dans le quatrième circuit afin d’augmenter la température de ce flux gazeux.
- a heat recovery stage in which heat is transferred:
- from the first fluid circulating in the first circuit to the second fluid circulating in the second circuit in order to increase the temperature of this second fluid, using the first stage of the heat recovery device,
- from the first fluid circulating in the first circuit to the third fluid circulating in the third circuit in order to increase the temperature of this third fluid, using the second stage of the heat recovery device,
- a superheating step in which heat is transferred, using the superheating device, from the second fluid circulating in the second circuit to the gas flow of the fourth fluid circulating in the fourth circuit in order to increase the temperature of this gas flow,
- a recovery step in which heat is transferred, using the at least one heat exchanger of the recovery device, from the third fluid circulating in the third circuit:
- to the second fluid circulating in the second circuit in order to increase the temperature of the second fluid, and/or
- said gas flow of the fourth fluid circulating in the fourth circuit in order to increase the temperature of this gas flow.
Le procédé peut bien entendu comprendre des étapes correspondantes à la mise en œuvre d’une ou plusieurs configurations décrites ci-dessus et/ou d’autres étapes de mise en œuvre de l’installation.The method may of course include steps corresponding to the implementation of one or more configurations described above and/or other steps of implementing the installation.
Par exemple, de manière non limitative, le procédé peut comprendre une étape d’évaporation, dans laquelle ledit évaporateur est mis en œuvre pour faire passer le fluide de sortie de l’état liquide à l’état gazeux.For example, in a non-limiting manner, the method may comprise an evaporation step, in which said evaporator is implemented to change the output fluid from the liquid state to the gaseous state.
Par rapport aux technologies de production de vapeur par source électrique, l’invention permet de réduire substantiellement la consommation d’énergie électrique.Compared to steam production technologies using an electrical source, the invention makes it possible to substantially reduce electrical energy consumption.
L’invention permet en outre de produire de la vapeur industrielle sans recourir à un générateur à combustion, permettant de réduire substantiellement les émissions polluantes, dont le dioxyde de carbone.The invention also makes it possible to produce industrial steam without using a combustion generator, thereby substantially reducing pollutant emissions, including carbon dioxide.
L’invention peut être mise en œuvre dans de nombreuses applications industrielles, par exemple en utilisant la vapeur dans le cadre de procédés de production d’hydrogène par électrolyse ou encore au sein d’une centrale thermique à turbine à vapeur.The invention can be implemented in many industrial applications, for example by using steam in the context of hydrogen production processes by electrolysis or within a steam turbine thermal power station.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, non limitative, qui suit.Other advantages and characteristics of the invention will appear on reading the detailed, non-limiting description which follows.
La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels :
-
est une vue schématique d’une installation de fourniture de vapeur selon un premier mode de réalisation ; -
est une vue schématique d’une installation de fourniture de vapeur selon un deuxième mode de réalisation ; -
est une vue schématique d’une installation de fourniture de vapeur selon un troisième mode de réalisation, l’installation étant dans une première configuration ; -
est une vue schématique de l’installation de la dans une deuxième configuration ; -
est une vue schématique de l’installation de la dans une troisième configuration ; -
est une vue schématique de l’installation de la dans une quatrième configuration ; -
est une vue schématique de l’installation de la dans une cinquième configuration ; -
est une vue schématique de l’installation de la dans une sixième configuration ; -
est une vue schématique de l’installation de la dans une septième configuration.
-
is a schematic view of a steam supply installation according to a first embodiment; -
is a schematic view of a steam supply installation according to a second embodiment; -
is a schematic view of a steam supply installation according to a third embodiment, the installation being in a first configuration; -
is a schematic view of the installation of the in a second configuration; -
is a schematic view of the installation of the in a third configuration; -
is a schematic view of the installation of the in a fourth configuration; -
is a schematic view of the installation of the in a fifth configuration; -
is a schematic view of the installation of the in a sixth configuration; -
is a schematic view of the installation of the in a seventh configuration.
La
L’installation 100 comprend différents circuits fluidiques 1 à 4 recevant respectivement un premier fluide, un deuxième fluide, un troisième fluide et un quatrième fluide.The installation 100 comprises different fluid circuits 1 to 4 respectively receiving a first fluid, a second fluid, a third fluid and a fourth fluid.
Dans cet exemple non limitatif, le premier fluide, aussi appelé « fluide d’entrée », est un fluide provenant d’une source de chaleur fatale pouvant se présenter à l’état gazeux et/ou liquide. À titre indicatif, le fluide d’entrée peut comprendre un gaz de combustion, de l’air ou encore de la vapeur d’eau.In this non-limiting example, the first fluid, also called “input fluid”, is a fluid originating from a fatal heat source which may be in the gaseous and/or liquid state. For information purposes, the input fluid may comprise a combustion gas, air or even water vapor.
Le deuxième fluide est un fluide caloporteur tel qu’une huile ou de l’eau.The second fluid is a heat transfer fluid such as oil or water.
Le troisième fluide est aussi un fluide caloporteur, dans cet exemple un gaz frigorigène comprenant par exemple des hydrofluorocarbones ou des hydrochlorofluorocarbones ou comprenant des halogénures d'alkyle ou encore une oléfine halogénée.The third fluid is also a heat transfer fluid, in this example a refrigerant gas comprising for example hydrofluorocarbons or hydrochlorofluorocarbons or comprising alkyl halides or even a halogenated olefin.
Le quatrième fluide, aussi appelé « fluide de sortie », comprend dans cet exemple de l’eau.The fourth fluid, also called the “output fluid,” in this example includes water.
L’installation 100 de la
Dans cet exemple, chacun des échangeurs 6 et 7 est configuré pour pouvoir récupérer de la chaleur du fluide d’entrée circulant dans le circuit 1 afin d’en transférer une partie au fluide caloporteur circulant dans le circuit 2 et au fluide caloporteur circulant dans le circuit 3, respectivement.In this example, each of the exchangers 6 and 7 is configured to be able to recover heat from the inlet fluid circulating in the circuit 1 in order to transfer a portion of it to the heat transfer fluid circulating in the circuit 2 and to the heat transfer fluid circulating in the circuit 3, respectively.
À titre indicatif, l’échangeur 6 peut être un échangeur du type économiseur-récupérateur, par exemple un échangeur à tube et ailettes, ou un échangeur à plaques. L’échangeur 7 peut être un échangeur de type évaporateur d’un cycle d’une pompe à chaleur.For information purposes, the exchanger 6 may be an exchanger of the economizer-recuperator type, for example a tube and fin exchanger, or a plate exchanger. The exchanger 7 may be an exchanger of the evaporator type of a heat pump cycle.
En référence à un sens d’écoulement du fluide d’entrée dans le circuit 1, l’échangeur 7 est dans cet exemple agencé en aval de l’échangeur 6.With reference to a direction of flow of the inlet fluid in the circuit 1, the exchanger 7 is in this example arranged downstream of the exchanger 6.
Les échangeurs 6 et 7 forment ainsi un dispositif de récupération de chaleur 11 à deux étages, le premier étage étant formé par l’échangeur 6, le deuxième étage étant formé par l’échangeur 7.The exchangers 6 and 7 thus form a two-stage heat recovery device 11, the first stage being formed by the exchanger 6, the second stage being formed by the exchanger 7.
L’échangeur 8 forme dans cet exemple un dispositif de surchauffe configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du fluide caloporteur circulant dans le circuit 2 au fluide de sortie circulant dans le circuit 4.In this example, the exchanger 8 forms a superheating device configured to be able to transfer heat from the heat transfer fluid circulating in the circuit 2 to the outlet fluid circulating in the circuit 4.
Dans cet exemple, l’échangeur 9A est configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du fluide caloporteur circulant dans le circuit 3 au fluide caloporteur circulant dans le circuit 2. De manière non limitative, l’échangeur 9A peut être un échangeur de type condenseur d’un cycle d’une pompe à chaleur.In this example, the exchanger 9A is configured to be able to transfer heat from the heat transfer fluid circulating in the circuit 3 to the heat transfer fluid circulating in the circuit 2. In a non-limiting manner, the exchanger 9A may be a condenser type exchanger of a heat pump cycle.
Dans cet exemple non limitatif, le circuit 2 comprend une branche 2A configurée pour acheminer le fluide caloporteur sortant de l’échangeur 6 vers l’échangeur 8, une branche 2B configurée pour acheminer une partie du fluide caloporteur sortant de l’échangeur 8 vers l’échangeur 6, une branche 2C configurée pour acheminer une autre partie du fluide caloporteur sortant de l’échangeur 8 vers l’échangeur 9A et une branche 2D configurée pour injecter le fluide caloporteur sortant de l’échangeur 9A dans la branche 2A du circuit 2, c’est-à-dire en aval de l’échangeur 6 et en amont de l’échangeur 8 relativement au sens d’écoulement du fluide dans la branche 2A.In this non-limiting example, the circuit 2 comprises a branch 2A configured to convey the heat transfer fluid leaving the exchanger 6 to the exchanger 8, a branch 2B configured to convey a portion of the heat transfer fluid leaving the exchanger 8 to the exchanger 6, a branch 2C configured to convey another portion of the heat transfer fluid leaving the exchanger 8 to the exchanger 9A and a branch 2D configured to inject the heat transfer fluid leaving the exchanger 9A into the branch 2A of the circuit 2, that is to say downstream of the exchanger 6 and upstream of the exchanger 8 relative to the direction of flow of the fluid in the branch 2A.
L’installation 100 peut être mise en œuvre pour fournir de la vapeur dudit fluide de sortie, ici de la vapeur d’eau.The installation 100 can be implemented to supply steam to said output fluid, here water vapor.
Pour ce faire, les fluides circulant dans l’installation 100 présentent typiquement des températures respectives telles que le dispositif de surchauffe 8 transfère de la chaleur du fluide caloporteur circulant dans le circuit 2 au fluide de sortie, celui-ci arrivant dans le dispositif de surchauffe 8 sous la forme d’un flux gazeux. Le dispositif de surchauffe 8 peut ainsi augmenter la température de ce flux gazeux. Le fluide caloporteur circulant dans le circuit 2 récupère tout d’abord de la chaleur du fluide d’entrée au sein de l’échangeur 6 puis est mélangé à une fraction de fluide provenant de la branche 2D qui a été réchauffée au sein de l’échangeur 9A par le fluide caloporteur circulant dans le circuit 3. Le fluide circulant dans le circuit 3 arrive quant à lui dans l’échangeur 9A après avoir été réchauffé au sein de l’échangeur 7 par le fluide d’entrée.To do this, the fluids circulating in the installation 100 typically have respective temperatures such that the superheating device 8 transfers heat from the heat transfer fluid circulating in the circuit 2 to the outlet fluid, the latter arriving in the superheating device 8 in the form of a gas flow. The superheating device 8 can thus increase the temperature of this gas flow. The heat transfer fluid circulating in the circuit 2 first recovers heat from the inlet fluid within the exchanger 6 and is then mixed with a fraction of fluid coming from the branch 2D which has been heated within the exchanger 9A by the heat transfer fluid circulating in the circuit 3. The fluid circulating in the circuit 3 arrives in the exchanger 9A after having been heated within the exchanger 7 by the inlet fluid.
Le deuxième étage du dispositif 11 permet ainsi de récupérer dans le fluide d’entrée de la chaleur qui n’a pas été récupérée au niveau du premier étage et de transférer, via l’échangeur 9A, une partie de cette chaleur au fluide caloporteur circulant dans le circuit 2.The second stage of the device 11 thus makes it possible to recover heat from the input fluid which has not been recovered at the level of the first stage and to transfer, via the exchanger 9A, part of this heat to the heat transfer fluid circulating in the circuit 2.
L’échangeur 9A et le circuit 3 forment un dispositif 12 appelé « dispositif de valorisation ».Exchanger 9A and circuit 3 form a device 12 called a “recovery device”.
L’installation 100 permet ainsi d’augmenter la température du fluide caloporteur arrivant dans le dispositif de surchauffe 8 en valorisant de la chaleur résiduelle du fluide d’entrée sortant du premier étage du dispositif 11, augmentant ainsi la température de la vapeur produite par l’installation 100.The installation 100 thus makes it possible to increase the temperature of the heat transfer fluid arriving in the superheating device 8 by using the residual heat from the inlet fluid leaving the first stage of the device 11, thereby increasing the temperature of the steam produced by the installation 100.
La
L’installation 200 de la
À la différence de l’installation 100 de la
La description de la
L’installation 200 de la
L’installation 200 permet donc elle aussi de valoriser de la chaleur résiduelle du fluide d’entrée en aval du premier étage du dispositif de récupération 11 en augmentant la température de la vapeur ainsi produite.The installation 200 therefore also makes it possible to recover residual heat from the inlet fluid downstream of the first stage of the recovery device 11 by increasing the temperature of the steam thus produced.
Les principes des installations 100 et 200 décrites ci-dessus peuvent être combinés, notamment en agençant en série ou en parallèle, dans le circuit 3, à la fois un échangeur tel que l’échangeur 9A de la
De manière non limitative, la
La
L’installation 300 comprend elle aussi un dispositif de valorisation 12 qui comprend à la fois un premier échangeur destiné à remplir la même fonction que l’échangeur 9A de la
Par rapport à la représentation simplifiée des figures 1 et 2, la
L’installation 300 comprend notamment, dans cet exemple, un dispositif de stockage thermique 14 configuré pour pouvoir stocker de la chaleur du fluide caloporteur circulant dans le circuit 2, lorsque l’installation 300 fonctionne dans un mode de stockage d’énergie (voir plus loin ci-dessous).The installation 300 comprises in particular, in this example, a thermal storage device 14 configured to be able to store heat from the heat transfer fluid circulating in the circuit 2, when the installation 300 operates in an energy storage mode (see further below).
À titre indicatif, le dispositif 14 peut se présenter sous forme de réservoir calorifugé. Dans une variante de réalisation, non limitative, un tel réservoir comprend un média de stockage de chaleur, par exemple des roches.For information purposes, the device 14 may be in the form of a heat-insulated tank. In a non-limiting alternative embodiment, such a tank comprises a heat storage medium, for example rocks.
En référence à la partie de l’installation 300 formant le circuit 4 (vers la droite et le haut de la
Dans cet exemple, l’eau arrive à l’état liquide dans le dégazeur 15, de type dégazeur thermique à vapeur, par le conduit 20 en provenance par exemple d’une unité de traitement d’eau (non représentée). Le dégazeur 15 permet d’éliminer des gaz tel que de l’oxygène dissous dans l’eau, et de les évacuer par le conduit 21 qui peut être un évent.In this example, the water arrives in the liquid state in the degasser 15, of the steam thermal degasser type, via the conduit 20 coming for example from a water treatment unit (not shown). The degasser 15 makes it possible to eliminate gases such as oxygen dissolved in the water, and to evacuate them via the conduit 21 which can be a vent.
La pompe 17 permet d’extraire du dégazeur 15 l’eau ainsi traitée et de l’acheminer jusqu’à l’évaporateur 16 via les conduits 22, 23 et 24, à une pression pouvant typiquement être comprise entre 1 bara (105Pa) et 15 bara (15 x 105Pa).The pump 17 makes it possible to extract the water thus treated from the degasser 15 and to convey it to the evaporator 16 via the conduits 22, 23 and 24, at a pressure which can typically be between 1 bara (10 5 Pa) and 15 bara (15 x 10 5 Pa).
L’évaporateur 16 permet de faire passer l’eau à l’état gazeux, sous forme de vapeur d’eau saturée. De manière non limitative, l’évaporateur 16 peut comprendre un échangeur du type Kettle ou à plaques.The evaporator 16 makes it possible to convert the water into a gaseous state, in the form of saturated water vapor. In a non-limiting manner, the evaporator 16 may comprise a kettle or plate type exchanger.
La vanne 19 permet d’une part d’acheminer tout ou partie de cette vapeur saturée vers le dégazeur 15, via les conduits 25 et 27, de sorte à préchauffer l’eau tout en la maintenant dans le dégazeur 15 à température constante.The valve 19 allows on the one hand to convey all or part of this saturated steam to the degasser 15, via the conduits 25 and 27, so as to preheat the water while maintaining it in the degasser 15 at a constant temperature.
La vanne 19 permet d’autre part d’acheminer tout ou partie de la vapeur saturée sortant de l’évaporateur 16 vers le dispositif de surchauffe 8, via les conduits 25 et 26, de manière à constituer ledit flux gazeux.The valve 19 also makes it possible to route all or part of the saturated steam leaving the evaporator 16 to the superheating device 8, via the conduits 25 and 26, so as to constitute said gas flow.
Le dispositif de surchauffe 8, le dégazeur 15 et l’évaporateur 16 forment un module de production de vapeur, laquelle sort de l’installation 300 par le conduit 30.The superheating device 8, the degasser 15 and the evaporator 16 form a steam production module, which leaves the installation 300 via the conduit 30.
En référence à la partie de l’installation 300 formant le circuit 2 (partie centrale vers le haut de la
Le dispositif de chauffage 32 comprend dans cet exemple un chauffeur électrique alimenté par l’organe de stockage 36.The heating device 32 comprises in this example an electric heater supplied by the storage member 36.
L’échangeur 6 et le chauffeur 32 sont reliés l’un à l’autre par les conduits 50 à 53, via les vannes 40, 41 et 42.Exchanger 6 and driver 32 are connected to each other by conduits 50 to 53, via valves 40, 41 and 42.
Le chauffeur 32 et le dispositif de surchauffe 8 sont reliés l’un à l’autre par les conduits 54 et 56 via la vanne 43.The heater 32 and the superheating device 8 are connected to each other by the conduits 54 and 56 via the valve 43.
Le conduit 55 est relié aux vannes 42 et 43 de manière à former une branche de contournement du chauffeur 32.The conduit 55 is connected to the valves 42 and 43 so as to form a bypass branch of the driver 32.
Le dispositif de surchauffe 8 et l’évaporateur 16 sont reliés l’un à l’autre par le conduit 57.The superheating device 8 and the evaporator 16 are connected to each other by the conduit 57.
L’évaporateur 16 et la pompe 33 sont reliés l’un à l’autre par le conduit 58.The evaporator 16 and the pump 33 are connected to each other by the conduit 58.
La pompe 33 et l’échangeur 6 sont reliés l’un à l’autre par les conduits 59, 60, 64 et 65 via les vannes 44, 45 et 46.Pump 33 and exchanger 6 are connected to each other by conduits 59, 60, 64 and 65 via valves 44, 45 and 46.
Le vase d’expansion 31 est relié au conduit 59 par la vanne 44 via le conduit 69.The expansion tank 31 is connected to the conduit 59 by the valve 44 via the conduit 69.
Le dispositif de stockage d’énergie 14 est relié d’une part à l’échangeur 6 par les conduits 50 et 66 via la vanne 40 et, d’autre part, à la pompe 35 par le conduit 67, la pompe 35 étant reliée au conduit 65 par le conduit 68 via la vanne 46.The energy storage device 14 is connected on the one hand to the exchanger 6 by the conduits 50 and 66 via the valve 40 and, on the other hand, to the pump 35 by the conduit 67, the pump 35 being connected to the conduit 65 by the conduit 68 via the valve 46.
Le dispositif de stockage d’énergie 14 est aussi relié d’une part à la pompe 34 par le conduit 62, la pompe 34 étant reliée à la vanne 41 par le conduit 63 et, d’autre part, à la vanne 45 par le conduit 61.The energy storage device 14 is also connected on the one hand to the pump 34 by the conduit 62, the pump 34 being connected to the valve 41 by the conduit 63 and, on the other hand, to the valve 45 by the conduit 61.
En référence à la partie de l’installation 300 comportant le circuit 1 (vers la gauche et le haut de la
À titre indicatif, le fluide d’entrée circulant dans le circuit 1 peut avoir une température comprise entre 50°C et 1000°C.As an indication, the inlet fluid circulating in circuit 1 can have a temperature between 50°C and 1000°C.
Dans cet exemple, l’installation 300 comprend un dispositif de stockage de chaleur 72 qui est configuré pour récupérer et stocker de la chaleur du fluide d’entrée circulant dans le circuit 1, en amont de l’échangeur 6.In this example, the installation 300 comprises a heat storage device 72 which is configured to recover and store heat from the input fluid circulating in the circuit 1, upstream of the exchanger 6.
En référence à la partie de l’installation 300 formant le circuit 3 (vers le bas de la
De manière non limitative, l’organe de compression 81 peut être formé par un compresseur d’un cycle d’une pompe à chaleur et l’organe de réduction de pression 82 peut être un détendeur ou vanne de détente d’un cycle d’une pompe à chaleur.In a non-limiting manner, the compression member 81 may be formed by a compressor of a heat pump cycle and the pressure reduction member 82 may be an expansion valve or expansion valve of a heat pump cycle.
Le fluide caloporteur circulant dans le circuit 3 sort de l’échangeur 7 pour être acheminé vers la vanne 83 via les conduits 85 et 86 en passant par l’organe 81 qui est configuré pour comprimer ce fluide en amont des échangeurs 9A et 9B.The heat transfer fluid circulating in circuit 3 leaves exchanger 7 to be conveyed to valve 83 via conduits 85 and 86 passing through member 81 which is configured to compress this fluid upstream of exchangers 9A and 9B.
La vanne 83 permet de diriger le fluide vers l’échangeur 9A via la conduit 87 et/ou vers l’échangeur 9B via le conduit 89, les échangeurs 9A et 9B étant dans cet exemple agencés en parallèle dans le circuit 3.The valve 83 makes it possible to direct the fluid towards the exchanger 9A via the conduit 87 and/or towards the exchanger 9B via the conduit 89, the exchangers 9A and 9B being in this example arranged in parallel in the circuit 3.
Le fluide circulant dans le circuit 3 ressort de l’échangeur 9A et/ou 9B en étant acheminé vers l’organe 82 via le conduit 88 ou 90, respectivement, puis via la vanne 84 et le conduit 91.The fluid circulating in circuit 3 leaves exchanger 9A and/or 9B and is conveyed to member 82 via conduit 88 or 90, respectively, then via valve 84 and conduit 91.
L’organe 82 est configuré pour réduire la pression du fluide caloporteur circulant dans le circuit 3, en aval des échangeurs 9A et 9B, avant son arrivée dans l’échangeur 7 par le conduit 92.The member 82 is configured to reduce the pressure of the heat transfer fluid circulating in the circuit 3, downstream of the exchangers 9A and 9B, before its arrival in the exchanger 7 via the conduit 92.
L’échangeur 9A est configuré pour réaliser un échange de chaleur entre le fluide caloporteur circulant dans le circuit 3 et le fluide caloporteur circulant dans une partie du circuit 2 formée par des conduits 94 et 95. Le conduit 94 est dans cet exemple agencé pour acheminer le fluide circulant dans le circuit 2 depuis la vanne 46 jusqu’à l’échangeur 9A et le conduit 95 pour acheminer ce fluide sortant de l’échangeur 9A jusqu’à la vanne 40 du circuit 2.The exchanger 9A is configured to carry out a heat exchange between the heat transfer fluid circulating in the circuit 3 and the heat transfer fluid circulating in a part of the circuit 2 formed by conduits 94 and 95. The conduit 94 is in this example arranged to convey the fluid circulating in the circuit 2 from the valve 46 to the exchanger 9A and the conduit 95 to convey this fluid leaving the exchanger 9A to the valve 40 of the circuit 2.
L’échangeur 9B est quant à lui configuré pour réaliser un échange de chaleur entre le fluide caloporteur circulant dans le circuit 3 et le fluide de sortie circulant dans une partie du circuit 4 formée par les conduits 28 et 29. Le conduit 28 est dans cet exemple agencé pour acheminer le fluide d’entrée depuis la vanne 18 jusqu’à l’échangeur 9B et le conduit 29 pour acheminer ce fluide sortant de l’échangeur 9B jusqu’à la vanne 19 du circuit 4.The exchanger 9B is configured to carry out a heat exchange between the heat transfer fluid circulating in the circuit 3 and the outlet fluid circulating in a part of the circuit 4 formed by the conduits 28 and 29. In this example, the conduit 28 is arranged to convey the inlet fluid from the valve 18 to the exchanger 9B and the conduit 29 to convey this fluid leaving the exchanger 9B to the valve 19 of the circuit 4.
L’installation 300 de la
De manière générale, dans le mode de stockage d’énergie, les fluides circulant dans l’installation 300 présentent des températures respectives telles que, d’une part, l’échangeur 6 transfère de la chaleur du fluide d’entrée circulant dans le circuit 1 au fluide caloporteur circulant dans le circuit 2, augmentant ainsi la température de ce fluide caloporteur et, d’autre part, que le dispositif de stockage d’énergie 14 stocke de la chaleur du fluide caloporteur ainsi réchauffé.Generally speaking, in the energy storage mode, the fluids circulating in the installation 300 have respective temperatures such that, on the one hand, the exchanger 6 transfers heat from the input fluid circulating in the circuit 1 to the heat transfer fluid circulating in the circuit 2, thus increasing the temperature of this heat transfer fluid and, on the other hand, the energy storage device 14 stores heat from the heat transfer fluid thus heated.
Chacune des figures 3 à 9 présente une configuration respective, dans laquelle les vannes 40 à 46 du circuit 2, les vannes 83 et 84 du circuit 3 et les vannes 18 et 19 du circuit 4 sont configurées pour faire circuler les fluides caloporteurs et le fluide de sortie dans des conduits respectifs de l’installation 300 indiqués par des traits discontinus.Each of Figures 3 to 9 shows a respective configuration, in which the valves 40 to 46 of circuit 2, the valves 83 and 84 of circuit 3 and the valves 18 and 19 of circuit 4 are configured to circulate the heat transfer fluids and the outlet fluid in respective conduits of the installation 300 indicated by broken lines.
La
Dans la configuration C1, les vannes 40-46 du circuit 2 sont configurées pour acheminer le fluide caloporteur de l’échangeur 6 au dispositif de surchauffe 8 par les conduits 50, 51, 52, 55 et 56, puis du dispositif de surchauffe 8 à l’évaporateur 16 par le conduit 57, puis de l’évaporateur 16 à l’échangeur 6 par les conduits 58, 59, 60, 64 et 65, sous l’action de la pompe 33.In configuration C1, valves 40-46 of circuit 2 are configured to convey the heat transfer fluid from exchanger 6 to superheating device 8 via conduits 50, 51, 52, 55 and 56, then from superheating device 8 to evaporator 16 via conduit 57, then from evaporator 16 to exchanger 6 via conduits 58, 59, 60, 64 and 65, under the action of pump 33.
Ainsi, le fluide caloporteur du circuit 2 passe directement de l’échangeur 6 au dispositif de surchauffe 8, sans passer par le dispositif de stockage thermique 14 et en contournant le chauffeur 32 par la branche 55. En sortie de l’évaporateur 16, le fluide caloporteur est directement renvoyé à l’échangeur 6 sous l’action de la pompe 33, sans passer par le dispositif de stockage thermique 14.Thus, the heat transfer fluid of circuit 2 passes directly from the exchanger 6 to the superheating device 8, without passing through the thermal storage device 14 and bypassing the heater 32 via the branch 55. At the outlet of the evaporator 16, the heat transfer fluid is directly returned to the exchanger 6 under the action of the pump 33, without passing through the thermal storage device 14.
La configuration d’échange direct C1 met ainsi en œuvre le mode de fourniture de vapeur et ne met pas en œuvre le mode de stockage d’énergie.The direct exchange configuration C1 thus implements the steam supply mode and does not implement the energy storage mode.
L’installation 300 est typiquement placée dans la configuration d’échange direct C1 lorsque le fluide d’entrée circulant dans le circuit 1 a une température légèrement supérieure à celle du flux gazeux sortant du dispositif de surchauffe 8 par le conduit 30, par exemple avec une différence comprise entre 5°C et 20°C.The installation 300 is typically placed in the direct exchange configuration C1 when the inlet fluid circulating in the circuit 1 has a temperature slightly higher than that of the gas flow leaving the superheating device 8 via the conduit 30, for example with a difference of between 5°C and 20°C.
Dans cet exemple, lorsque l’installation 300 est en configuration d’échange direct C1 et lorsque la température du fluide d’entrée en sortie de l’échangeur 6 est suffisante, le dispositif 12 est configuré de sorte que l’échangeur 7 transfère de la chaleur du fluide d’entrée au fluide caloporteur circulant dans le circuit 3 puis, d’une part, au fluide circulant dans les conduits 94 et 95 via l’échangeur 9A et, d’autre part, au fluide de sortie circulant dans les conduits 28 et 29 via l’échangeur 9B.In this example, when the installation 300 is in direct exchange configuration C1 and when the temperature of the inlet fluid at the outlet of the exchanger 6 is sufficient, the device 12 is configured so that the exchanger 7 transfers heat from the inlet fluid to the heat transfer fluid circulating in the circuit 3 then, on the one hand, to the fluid circulating in the conduits 94 and 95 via the exchanger 9A and, on the other hand, to the outlet fluid circulating in the conduits 28 and 29 via the exchanger 9B.
Les figures 4 à 9 montrent l’installation 300 de la
La description de la
La
Dans la configuration C2, les vannes du circuit 2 sont configurées pour acheminer le fluide caloporteur de l’échangeur 6 au dispositif de stockage thermique 14 par les conduits 50 et 66 et du dispositif de stockage thermique 14 à l’échangeur 6 par les conduits 67, 68 et 65, sous l’action de la pompe 35.In configuration C2, the valves of circuit 2 are configured to convey the heat transfer fluid from exchanger 6 to thermal storage device 14 via conduits 50 and 66 and from thermal storage device 14 to exchanger 6 via conduits 67, 68 and 65, under the action of pump 35.
Ainsi, le fluide caloporteur du circuit 2 passe directement de l’échangeur 6 au dispositif de stockage thermique 14 sans passer par le module de production de vapeur ni par la partie du circuit 2 comportant le chauffeur 32.Thus, the heat transfer fluid of circuit 2 passes directly from exchanger 6 to thermal storage device 14 without passing through the steam production module or the part of circuit 2 comprising the heater 32.
Ainsi, la configuration de chargement thermique C2 met en œuvre le mode de stockage d’énergie et ne met pas en œuvre le mode de fourniture de vapeur.Thus, the thermal loading configuration C2 implements the energy storage mode and does not implement the steam supply mode.
L’installation 300 est typiquement placée dans la configuration de chargement thermique C2 lorsque le fluide d’entrée circulant dans le circuit 1 a une température suffisante pour permettre un stockage de chaleur et, soit lorsqu’il n’est pas souhaité de produire de la vapeur avec l’installation 300, soit parce que la température du fluide d’entrée est insuffisante pour réchauffer le flux gazeux au sein du dispositif de surchauffe 8.The installation 300 is typically placed in the thermal loading configuration C2 when the inlet fluid circulating in the circuit 1 has a sufficient temperature to allow heat storage and, either when it is not desired to produce steam with the installation 300, or because the temperature of the inlet fluid is insufficient to heat the gas flow within the superheating device 8.
Dans cet exemple, lorsque l’installation 300 est en configuration de chargement thermique C2 et lorsque la température du fluide d’entrée en sortie de l’échangeur 6 est suffisante, le dispositif 12 est configuré de sorte que l’échangeur 7 transfère de la chaleur du fluide d’entrée au fluide circulant dans le circuit 3 puis au fluide circulant dans les conduits 94 et 95 du circuit 2 via l’échangeur 9A. Les vannes 83 et 84 sont configurées pour faire circuler le fluide caloporteur dans la partie du circuit 3 comportant l’échangeur 9A, via les conduits 85, 86, 87, 88, 91 et 92 et pour ne pas le faire circuler dans la partie du circuit comportant l’échangeur 9B.In this example, when the installation 300 is in thermal loading configuration C2 and when the temperature of the inlet fluid at the outlet of the exchanger 6 is sufficient, the device 12 is configured so that the exchanger 7 transfers heat from the inlet fluid to the fluid circulating in the circuit 3 then to the fluid circulating in the conduits 94 and 95 of the circuit 2 via the exchanger 9A. The valves 83 and 84 are configured to circulate the heat transfer fluid in the part of the circuit 3 comprising the exchanger 9A, via the conduits 85, 86, 87, 88, 91 and 92 and not to circulate it in the part of the circuit comprising the exchanger 9B.
La
Dans la configuration C3, les vannes du circuit 2 sont configurées pour acheminer le fluide caloporteur du dispositif de stockage thermique 14 au dispositif de surchauffe 8 par les conduits 62, 63, 52, 55 et 56, puis du dispositif de surchauffe 8 à l’évaporateur 16 par le conduit 57, puis de l’évaporateur 16 au dispositif de stockage thermique 14 par les conduits 58, 59, 60 et 61, sous l’action de la pompe 33.In configuration C3, the valves of circuit 2 are configured to convey the heat transfer fluid from the thermal storage device 14 to the superheating device 8 via the conduits 62, 63, 52, 55 and 56, then from the superheating device 8 to the evaporator 16 via the conduit 57, then from the evaporator 16 to the thermal storage device 14 via the conduits 58, 59, 60 and 61, under the action of the pump 33.
Ainsi, le fluide caloporteur passe directement du dispositif de stockage thermique 14 au dispositif de surchauffe 8 en contournant le chauffeur 32 par la branche 55.Thus, the heat transfer fluid passes directly from the thermal storage device 14 to the superheating device 8, bypassing the heater 32 via the branch 55.
La configuration de déchargement thermique C3 met ainsi en œuvre le mode de fourniture de vapeur et ne met pas en œuvre le mode de stockage d’énergie.The C3 thermal unloading configuration thus implements the steam supply mode and does not implement the energy storage mode.
L’installation 300 est typiquement placée dans la configuration de déchargement thermique C3 lorsque la température du fluide d’entrée circulant dans le circuit 1 est insuffisante à la fois pour emmagasiner de la chaleur dans le dispositif de stockage thermique 14 et pour surchauffer le flux gazeux au sein du dispositif de surchauffe 8, et lorsque la quantité de chaleur stockée par le dispositif 14 est suffisante pour surchauffer le flux gazeux au sein du dispositif de surchauffe 8.The installation 300 is typically placed in the thermal unloading configuration C3 when the temperature of the inlet fluid circulating in the circuit 1 is insufficient both to store heat in the thermal storage device 14 and to superheat the gas flow within the superheating device 8, and when the quantity of heat stored by the device 14 is sufficient to superheat the gas flow within the superheating device 8.
Dans cet exemple, lorsque l’installation 300 est en configuration de déchargement thermique C3, le dispositif 12 est inactif, c’est-à-dire que ni l’échangeur 9A ni l’échangeur 9B ne transfère de la chaleur du fluide circulant dans le circuit 3 au fluide circulant dans le circuit 2 ou au fluide de sortie.In this example, when the installation 300 is in thermal unloading configuration C3, the device 12 is inactive, that is to say that neither the exchanger 9A nor the exchanger 9B transfers heat from the fluid circulating in the circuit 3 to the fluid circulating in the circuit 2 or to the outlet fluid.
La
Dans la configuration mixte C4, les vannes du circuit 2 sont configurées pour acheminer le fluide caloporteur de l’échangeur 6 au dispositif de stockage thermique 14 par les conduits 50 et 66, puis du dispositif de stockage thermique 14 au dispositif de surchauffe 8 par les conduits 62, 63, 52, 55 et 56, puis du dispositif de surchauffe 8 à l’évaporateur 16 par le conduit 57, puis de l’évaporateur 16 à l’échangeur 6 par les conduits 58, 59, 60, 64 et 65, sous l’action de la pompe 33.In the mixed configuration C4, the valves of the circuit 2 are configured to convey the heat transfer fluid from the exchanger 6 to the thermal storage device 14 via the conduits 50 and 66, then from the thermal storage device 14 to the superheating device 8 via the conduits 62, 63, 52, 55 and 56, then from the superheating device 8 to the evaporator 16 via the conduit 57, then from the evaporator 16 to the exchanger 6 via the conduits 58, 59, 60, 64 and 65, under the action of the pump 33.
Ainsi, le fluide caloporteur du circuit 2 passe de l’échangeur 6 au dispositif de surchauffe 8 via le dispositif de stockage thermique 14, en contournant le chauffeur 32 par la branche 55. En sortie de l’évaporateur 16, le fluide caloporteur est directement renvoyé à l’échangeur 6 sous l’action de la pompe 33, sans passer par le dispositif de stockage thermique 14.Thus, the heat transfer fluid of circuit 2 passes from exchanger 6 to superheating device 8 via thermal storage device 14, bypassing heater 32 via branch 55. At the outlet of evaporator 16, the heat transfer fluid is directly returned to exchanger 6 under the action of pump 33, without passing through thermal storage device 14.
La configuration mixte C4 met ainsi en œuvre à la fois le mode de fourniture de vapeur et le mode de stockage d’énergie.The mixed C4 configuration thus implements both the steam supply mode and the energy storage mode.
L’installation 300 est typiquement placée dans la configuration mixte C4 lorsque le fluide d’entrée circulant dans le circuit 1 a une température très supérieure à celle du flux gazeux sortant du dispositif de surchauffe 8, par exemple une différence supérieure ou égale à 20°C.The installation 300 is typically placed in the mixed configuration C4 when the inlet fluid circulating in the circuit 1 has a temperature much higher than that of the gas flow leaving the superheating device 8, for example a difference greater than or equal to 20°C.
Dans cet exemple, lorsque l’installation 300 est en configuration mixte C4 et lorsque la température du fluide d’entrée en sortie de l’échangeur 6 est suffisante, le dispositif 12 est configuré de sorte que l’échangeur 7 transfère de la chaleur du fluide d’entrée au fluide caloporteur circulant dans le circuit 3 puis, d’une part, au fluide circulant dans les conduits 94 et 95 via l’échangeur 9A et, d’autre part, au fluide de sortie circulant dans les conduits 28 et 29 via l’échangeur 9B.In this example, when the installation 300 is in mixed configuration C4 and when the temperature of the inlet fluid at the outlet of the exchanger 6 is sufficient, the device 12 is configured so that the exchanger 7 transfers heat from the inlet fluid to the heat transfer fluid circulating in the circuit 3 then, on the one hand, to the fluid circulating in the conduits 94 and 95 via the exchanger 9A and, on the other hand, to the outlet fluid circulating in the conduits 28 and 29 via the exchanger 9B.
La
La configuration C5 se distingue de la configuration C3 en ce que le fluide caloporteur du circuit 2 passe du dispositif de stockage thermique 14 au dispositif de surchauffe 8 par l’intermédiaire du chauffeur électrique 32, c’est-à-dire par les conduits 53 et 54 et non par le conduit de contournement 55.Configuration C5 differs from configuration C3 in that the heat transfer fluid of circuit 2 passes from the thermal storage device 14 to the superheating device 8 via the electric heater 32, i.e. via the conduits 53 and 54 and not via the bypass conduit 55.
La configuration C5 met donc elle aussi en œuvre le mode de fourniture de vapeur et ne met pas en œuvre le mode de stockage d’énergie.Configuration C5 therefore also implements the steam supply mode and does not implement the energy storage mode.
L’installation 300 est typiquement placée dans la configuration électrique C5 lorsque la quantité de chaleur stockée par le dispositif 14 est insuffisante pour surchauffer le flux gazeux au sein du dispositif de surchauffe 8.The installation 300 is typically placed in the electrical configuration C5 when the quantity of heat stored by the device 14 is insufficient to superheat the gas flow within the superheating device 8.
La configuration C5 peut être mise en œuvre temporairement lors du démarrage de l’installation 300, avant de basculer dans la configuration de déchargement thermique C3 lorsque des conditions thermodynamiques sont stabilisées ou lorsque des températures suffisantes sont atteintes.Configuration C5 may be implemented temporarily during start-up of the installation 300, before switching to the thermal unloading configuration C3 when thermodynamic conditions are stabilized or when sufficient temperatures are reached.
Il en va de même concernant la configuration d’échange direct C1 et la configuration mixte C4 qui peuvent être mises en œuvre après un démarrage de l’installation 300 placée dans les configurations C6 et C7, respectivement (voir ci-dessous).The same applies to the direct exchange configuration C1 and the mixed configuration C4 which can be implemented after a start-up of the installation 300 placed in the configurations C6 and C7, respectively (see below).
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La configuration C6 se distingue de la configuration C1 en ce que le fluide caloporteur du circuit 2 passe de l’échangeur 6 au dispositif de surchauffe 8 par l’intermédiaire du chauffeur électrique 32, c’est-à-dire par les conduits 53 et 54 et non par le conduit de contournement 55.Configuration C6 differs from configuration C1 in that the heat transfer fluid of circuit 2 passes from exchanger 6 to superheating device 8 via electric heater 32, i.e. via conduits 53 and 54 and not via bypass conduit 55.
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La configuration C7 se distingue de la configuration C4 en ce que le fluide caloporteur du circuit 2 passe du dispositif de stockage thermique 14 au dispositif de surchauffe 8 par l’intermédiaire du chauffeur électrique 32, c’est-à-dire par les conduits 53 et 54 et non par le conduit de contournement 55.Configuration C7 differs from configuration C4 in that the heat transfer fluid of circuit 2 passes from the thermal storage device 14 to the superheating device 8 via the electric heater 32, i.e. via the conduits 53 and 54 and not via the bypass conduit 55.
Les configurations C5, C6 et C7 peuvent ainsi être mises en œuvre en tant que configuration de démarrage électrique.Configurations C5, C6 and C7 can thus be implemented as an electric start configuration.
En configurations C6 et C7, le dispositif 12 peut éventuellement être inactif.In configurations C6 and C7, device 12 may optionally be inactive.
Le changement de configuration de l’installation 300 peut être effectué par des moyens de commande (non représentés), notamment de commande des vannes des circuits 2, 3 et 4.The change of configuration of the installation 300 can be carried out by control means (not shown), in particular by controlling the valves of circuits 2, 3 and 4.
L’installation 300 peut comprendre un ou plusieurs capteurs (non représentés), par exemple un capteur de température du fluide d’entrée circulant dans le circuit 1, en amont de l’échangeur 6, et un capteur de température du fluide d’entrée circulant dans le circuit 1, en aval de l’échangeur 6.The installation 300 may comprise one or more sensors (not shown), for example a temperature sensor for the inlet fluid circulating in the circuit 1, upstream of the exchanger 6, and a temperature sensor for the inlet fluid circulating in the circuit 1, downstream of the exchanger 6.
Les moyens de commande peuvent être configurés pour placer l’installation 300 dans l’une ou l’autre des configurations décrites ci-dessus en fonction d’un ou plusieurs paramètres qui peuvent inclure la température du fluide d’entrée mesurée à l’aide d’un ou plusieurs des capteurs précités.The control means may be configured to place the installation 300 in one or other of the configurations described above depending on one or more parameters which may include the temperature of the inlet fluid measured using one or more of the aforementioned sensors.
Par exemple, les moyens de commande peuvent être configurés pour placer l’installation 300 dans la configuration d’échange direct C1 si la température mesurée ou estimée du fluide d’entrée est supérieure à un premier seuil de température prédéterminé et inférieure à un deuxième seuil de température prédéterminé.For example, the control means may be configured to place the installation 300 in the direct exchange configuration C1 if the measured or estimated temperature of the inlet fluid is greater than a first predetermined temperature threshold and less than a second predetermined temperature threshold.
De manière non limitative, le premier seuil, respectivement le deuxième seuil, peut correspondre à une température de 5°C, respectivement de 20°C, au-dessus d’une température mesurée ou souhaitée du flux gazeux sortant du dispositif surchauffe 8.In a non-limiting manner, the first threshold, respectively the second threshold, may correspond to a temperature of 5°C, respectively 20°C, above a measured or desired temperature of the gas flow leaving the superheating device 8.
Pour autre exemple non limitatif, les moyens de commande peuvent être configurés pour placer l’installation 300 dans la configuration mixte C4 si la température mesurée ou estimée du fluide d’entrée est supérieure audit deuxième seuil.For another non-limiting example, the control means can be configured to place the installation 300 in the mixed configuration C4 if the measured or estimated temperature of the inlet fluid is higher than said second threshold.
Entre autres avantages de l’installation 300, celle-ci permet de fournir de la vapeur du fluide de sortie, ici de la vapeur d’eau, de manière sensiblement continue en dépit de variations temporaires de la température et/ou du débit du fluide d’entrée.Among other advantages of the 300 installation, it makes it possible to supply steam from the outlet fluid, here water vapor, in a substantially continuous manner despite temporary variations in the temperature and/or flow rate of the inlet fluid.
De manière non limitative, chacune des installations 100, 200 et 300 décrites ci-dessus peut être mise en œuvre pour fournir de la vapeur à un procédé de production d’hydrogène par électrolyse à haute température. L’invention peut bien entendu être mise en œuvre dans de nombreuses applications de production de vapeur industrielle et en utilisant comme source de chaleur fatale une installation industrielle telle qu’une cimenterie ou autre.In a non-limiting manner, each of the installations 100, 200 and 300 described above can be implemented to provide steam to a process for producing hydrogen by high-temperature electrolysis. The invention can of course be implemented in numerous applications for producing industrial steam and using an industrial installation such as a cement plant or other as a source of fatal heat.
Bien entendu, de nombreuses variantes peuvent être apportées à la description qui précède. Par exemple, le module de production de vapeur peut comprendre des organes de génération de vapeur autres que le dégazeur 15 et l’évaporateur 16 décrits ci-dessus et/ou des organes autrement agencés et/ou produire de la vapeur d’un fluide comportant différentes combinaisons de gaz. À titre d’exemple de variante de réalisation, le module de production de vapeur peut être dépourvu du conduit de recirculation 27 entre l’évaporateur 16 et le dégazeur 15.Of course, many variations can be made to the above description. For example, the steam production module can comprise steam generation members other than the degasser 15 and the evaporator 16 described above and/or members arranged differently and/or produce steam from a fluid comprising different combinations of gases. As an example of an alternative embodiment, the steam production module can be devoid of the recirculation conduit 27 between the evaporator 16 and the degasser 15.
Dans l’exemple des figures 3 à 9, l’installation 300 comprend un vase d’expansion 31 qui peut être mis en œuvre par ouverture de la vanne 44 (voir
Des variantes analogues peuvent être appliquées aux installations 100 et 200 des figures 1 et 2 et chacune des installations 100, 200 et 300 décrites ci-dessus peut comprendre des organes additionnels et/ou des composants agencés autrement que dans la
Pour autre exemple, le dispositif de valorisation 12 de l’installation 300 de la
Claims (9)
- un dispositif de récupération de chaleur (11) ayant :
- un premier étage (6) configuré pour pouvoir transférer de la chaleur d’un premier fluide circulant dans un premier circuit (1) à un deuxième fluide caloporteur circulant dans un deuxième circuit (2) afin d’augmenter la température de ce deuxième fluide, et
- un deuxième étage (7) configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du premier fluide circulant dans le premier circuit (1) à un troisième fluide caloporteur circulant dans un troisième circuit (3) afin d’augmenter la température de ce troisième fluide,
- un dispositif de surchauffe (8) configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit (2) à un flux gazeux d’un quatrième fluide circulant dans un quatrième circuit (4) afin d’augmenter la température de ce flux gazeux,
- un dispositif de valorisation (12) comprenant au moins un échangeur de chaleur (9A, 9B) configuré pour pouvoir transférer de la chaleur du troisième fluide circulant dans le troisième circuit (3) :
- au deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit (2) afin d’augmenter la température du deuxième fluide en amont du dispositif de surchauffe (8) relativement à un sens d’écoulement du deuxième fluide dans le deuxième circuit (2), et/ou
- audit flux gazeux du quatrième fluide circulant dans le quatrième circuit (4) afin d’augmenter la température de ce flux gazeux.
- a heat recovery device (11) having:
- a first stage (6) configured to be able to transfer heat from a first fluid circulating in a first circuit (1) to a second heat transfer fluid circulating in a second circuit (2) in order to increase the temperature of this second fluid, and
- a second stage (7) configured to be able to transfer heat from the first fluid circulating in the first circuit (1) to a third heat transfer fluid circulating in a third circuit (3) in order to increase the temperature of this third fluid,
- a superheating device (8) configured to be able to transfer heat from the second fluid circulating in the second circuit (2) to a gas flow of a fourth fluid circulating in a fourth circuit (4) in order to increase the temperature of this gas flow,
- a recovery device (12) comprising at least one heat exchanger (9A, 9B) configured to be able to transfer heat from the third fluid circulating in the third circuit (3):
- to the second fluid circulating in the second circuit (2) in order to increase the temperature of the second fluid upstream of the superheating device (8) relative to a flow direction of the second fluid in the second circuit (2), and/or
- said gas flow of the fourth fluid circulating in the fourth circuit (4) in order to increase the temperature of this gas flow.
- un organe de compression (81) configuré pour comprimer le troisième fluide circulant dans le troisième circuit (3) en amont de l’au moins un échangeur de chaleur (9A, 9B) du dispositif de valorisation (12) relativement à un sens d’écoulement du troisième fluide dans le troisième circuit (3),
- un organe de réduction de pression (82) configuré pour réduire la pression du troisième fluide circulant dans le troisième circuit (3) en aval de l’au moins un échangeur de chaleur (9A, 9B) du dispositif de valorisation (12) relativement au sens d’écoulement du troisième fluide dans le troisième circuit (3).
- a compression member (81) configured to compress the third fluid circulating in the third circuit (3) upstream of the at least one heat exchanger (9A, 9B) of the recovery device (12) relative to a flow direction of the third fluid in the third circuit (3),
- a pressure reducing member (82) configured to reduce the pressure of the third fluid circulating in the third circuit (3) downstream of the at least one heat exchanger (9A, 9B) of the recovery device (12) relative to the flow direction of the third fluid in the third circuit (3).
- une configuration, dite « configuration d’échange direct », dans laquelle le deuxième circuit (2) est configuré pour acheminer le deuxième fluide du premier étage (6) du dispositif de récupération de chaleur (11) au dispositif de surchauffe (8),
- une configuration, dite « configuration de déchargement thermique », dans laquelle le deuxième circuit (2) est configuré pour acheminer le deuxième fluide du dispositif de stockage thermique (14) au dispositif de surchauffe (8).
- a configuration, called a “direct exchange configuration”, in which the second circuit (2) is configured to convey the second fluid from the first stage (6) of the heat recovery device (11) to the superheating device (8),
- a configuration, called a “thermal discharge configuration”, in which the second circuit (2) is configured to convey the second fluid from the thermal storage device (14) to the superheating device (8).
- une étape de récupération de chaleur dans laquelle de la chaleur est transférée :
- du premier fluide circulant dans le premier circuit (1) au deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit (2) afin d’augmenter la température de ce deuxième fluide, à l’aide du premier étage (6) du dispositif de récupération de chaleur (11),
- du premier fluide circulant dans le premier circuit (1) au troisième fluide circulant dans le troisième circuit (3) afin d’augmenter la température de ce troisième fluide, à l’aide du deuxième étage (7) du dispositif de récupération de chaleur (11),
- une étape de surchauffe dans laquelle de la chaleur est transférée, à l’aide du dispositif de surchauffe (8), du deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit (2) au flux gazeux du quatrième fluide circulant dans le quatrième circuit (4) afin d’augmenter la température de ce flux gazeux,
- une étape de valorisation dans laquelle de la chaleur est transférée, à l’aide de l’au moins un échangeur de chaleur (9A, 9B) du dispositif de valorisation (12), du troisième fluide circulant dans le troisième circuit (3) :
- au deuxième fluide circulant dans le deuxième circuit (2) afin d’augmenter la température du deuxième fluide, et/ou
- audit flux gazeux du quatrième fluide circulant dans le quatrième circuit (4) afin d’augmenter la température de ce flux gazeux.
- a heat recovery stage in which heat is transferred:
- from the first fluid circulating in the first circuit (1) to the second fluid circulating in the second circuit (2) in order to increase the temperature of this second fluid, using the first stage (6) of the heat recovery device (11),
- from the first fluid circulating in the first circuit (1) to the third fluid circulating in the third circuit (3) in order to increase the temperature of this third fluid, using the second stage (7) of the heat recovery device (11),
- a superheating step in which heat is transferred, using the superheating device (8), from the second fluid circulating in the second circuit (2) to the gas flow of the fourth fluid circulating in the fourth circuit (4) in order to increase the temperature of this gas flow,
- a recovery step in which heat is transferred, using the at least one heat exchanger (9A, 9B) of the recovery device (12), from the third fluid circulating in the third circuit (3):
- to the second fluid circulating in the second circuit (2) in order to increase the temperature of the second fluid, and/or
- said gas flow of the fourth fluid circulating in the fourth circuit (4) in order to increase the temperature of this gas flow.
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| CN109026239A (en) * | 2018-08-22 | 2018-12-18 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | A kind of nuclear reactor combined solar solar-thermal generating system |
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- 2024-07-23 WO PCT/EP2024/070816 patent/WO2025021789A1/en active Pending
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