Brevet FR2012349A1 — publié le 19700320

La presente invention concerne une installation pour centrale de force motrice comportant l'utilisation de la vapeur - en particulier celle produite dans un réacteur nucléairs - à la limite de saturation, vapeur qui, pour une part, est amenée en tant que vapew motrice à une çur'Dine à vapeur e, pour une autre part, sert à 1e surchauffe interaediaire intermédiaire de la vapeur motrice, avec réchauffage de l'eau d'alientation dans les réchauffeurs chauffés par la vapeur de soutirage et par re- cupération de la chaleur du condensat formé lors de la surchauffe intermédiaire. I1 existe des sources naturelles de vapeur saturée où cette dernière jaillit directement du sol et peut être employée industriellement. Certains procédés chimiques fournissent également de la vapeur saturée en grandes quantités. Un grand nombre de réacteurs nucléaires connus actuellement fournissent de la vapeur à la limite de saturation, vapeur qui est presque sèche ou n'est que légèrement surchauffée. Pour améliorer le rendement du cycle de vapeur, on prévoit généralement une surchauffe intermédiaire de la vapeur motrice par de la vapeur vive. Ceci donne lieu à la formation d'une grande quantité de condensat, que l'on introduit avec la pression de vapeur maximale dans le réchauffeur chauffé par la vapeur de soutirage, en vue de la récupération de la chaleur contenue dans le condensat. Or, le condensat est soumis à une pression notablement supérieure à celle qui règne dans le réchauffeur, et doit donc titre é tranglé préalablement à son entrée dans le réchauffeur, ce qui signifie une dégradation thermodynamique de la vapeur et une perte d'une partie de la puissance disponible. L'invention se propose d'améliorer le rendement de l'installation par une meilleure utilisation thermique de la chaleur contenue dans le condensat provenant du surchauffeir in- termédiaire chauffé par la vapeur0 Suivant l'invention, ce but est atteint en ce que le condensat formé cède sa chaleur à l'eau d'alimentation en un point qui, en considérant le sens du flux de l'eau d'alimentation, est disposé en aval du réchauffeur fonctionnant à la pression de vapeur la plus élevée Les deux figures du dessin annexé représentent de façon schématique deux exemples de réalisation de l'invention. La majeure partie de la vapeur produite dans le réacteur 1 arri te, par la canalisation 2, à la turbine haute pression 3.et, à travers le surchaufeur intermédiaire 4 à la turbine basse pression 50 Les deux turbines entratnent ensemble un générateur électrique 6e Après sa sortie de la turbine 5, la vapeur motrice se condense dans le condenseur 7 , puis est amenée par la pompe à condensat 8, tant qu'eau d'alimentationa aux ré- chauffeurs 9, 10, 11 alimentés par de la vapeur de soutirage a partir des turbines 3 et 5.La pompe 13, intercalée dans la ca- nalisation 12, refoule lgeau d'alimentation dans le réacteur 1, le circuit vapeur-eau étant ainsi bouclés Sur la canalisation 2, est branchée une canalisation 14, par laquelle le surchauffeur intermédiaire 4 reçoit de la vapeur vive pour la surchauffe de la vapeur quittant la turbine haute pression 39 Comme la vapeur vive n'est que légèrement surchauffée ou pas du tout, il se forme une quantité relativement importante de condensat qui est dirigée en vue d'une récupération plus poussée de la chaleur qu'il contient encore, par la canalisation 15, vers l'échangeur de chaleur 16. Ce dernier est intercalé dans la canalisation 12, et il est parcouru par l'eau d'alimentation, après que celle-ci ait traversé le ré chauffeur 11 à pression de vapeur maximale.L'eau d'alimentation est encore réchauffée davantage dans l'échangeur de chaleur 16 par le condensat, lequel cède une partie de sa chaleur, et se refroidit ainsi au-dessous de la température de condensation. Le condensat s'écoule de l'échangeur de chaleur 16, par la canalisation 17, dans le réchauffeur 11, oW il est soumis à une nouvelle récupération de chaleur. La figure 2 représente -une installation d'une construction et d'un fonctionnement tout à fait semblables à ceux de la figure lo Elle en diffère par le fait que le condensat formé dans le surchauffeur intermédiaire 4 rejoint directement, par la canalisation 18, l'eau d'alimentation, et réchauffe celle-ci de cette manière, Les deux canalisations 12 et 18 se rencontrent à la jonction 19o Cette installation est plus favorable, en ce qui concerne l'amélioration du rendement, que celle suivant la figure 1, parce qutelle est exempte de perte par dégradation, inévitable dans l'échangeur de chaleur0 Comparativement aux installations connues de cette sorte, le mode d'utilisation, conforme à l'invention, du condensat formé dans le surchauffeur intermédiaire détermine soit un réchauffage à plus haute température de l'eau d'alimentation, ce qui permet, pour une m8me puissance aux bornes, de réduire les dimensions du réacteur, ou bien, à dimensions égales du réacteur d'obtenir une plus grande quantité de vapeur, et donc une puissance plus élevée. Ou encore, pour une m9me température d'entrée de l'eau d'alimentation dans le réacteur, on peut abaisser la pression de la prise pour le réchauffeur fonctionnant à la pression de vapeur maximale. La vapeur de soutirage peut ainsi engendrer plus de puissance dans la turbine, avant d'8tre soutirée. I1 en résulte dans les grandes installations, qui comportent un système d'utilisation du condensat suivant la figure 1, un gain de puissance ou de rendement thermique de l'installation de 0,2 * environ et, dans les installations suivant la figure 2, de 0,3 * environ. REVENIR CATI z D T 1. Installation pour centrale de force motrice avec mise en oeuvre de la vapeur -notamment celle produite dans un réacteur nucléaires à la limite de saturation,. vapeur qui, pour une part, est amenee en tant que vapeur motrice à une tur- bine à vapeur et, pour une autre part, sert à la surchauffe intermédiaire de la vapeur motrice, avec réchauffage de l'eau d'alimentation dans les réchauffeurs chauffés par la vapeur de soutirage et par récupération de la chaleur du condensat formé lors de la surchauffe intermédiaire, caractérisée en ce que le condensat formé cède sa chaleur à l'eau d'alimentation en un point qui, en considérant le sens du flux de l'eau d'alimentation, est disposé en aval du réchauffeur fonctionnant-à la pression de vapeur la plus élevée 2. Installation pour centrale de force motrice suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le condensat cède sa chaleur à l'eau d'alimentation dans un échangeur de chaleur, et s'écoule ensuite vers le réchauffeur fonctionnant à la pression de vapeur la plus élevée, 30 Installation pour centrale de force motrice suivant la revendication 1 caractérisée en ce que le condensat est incorporé directement à l'eau d'alimentation.