Brevet FR2309794A1 — publié le 19761126

La présente invention concerne un procédé de réchauffage de l'eau d'alimentation d'une unité de production d'énergie électrique associée à une installation de traitement de gaz comportant une compression de celui-ci. Elle concerne également un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. L'installation de traitement de gaz peut etre une installation de traitement chimique, physique ou physico-chimique, portant sur un gaz de nature quelconque, et notamment une installation d'enrichissement d'uranium en isotope U235 par diffusion gazeuse dthexafluorure d'uranium. Dans de telles installations, des calories perdues à plus au moins basse température, et notamment celles résultant de ltéchauffement de gaz soumis à une compression, sont évacuées à l'ambiance par des procédés de refroidissement habituels. Simultanément les moteurs d'entrainement des compresseurs de gaz correspondants, ainsi que divers autres services, sont alimentés par une ou plusieurs centrales électriques situées au voisinage, que celles-ci emploient des combustibles fossiles ou nucléaires. Dans ces centrales, le réchauffage de l'eau d'alimentation est effectue habituellement par des prélèvements de vapeur en cours de détente, dans des réchauffeurs à température progressivement croissante. Ces prélèvements réduisent la production d'énergie de la centrale, ou augmentent sa consommation de combustible pour une puissance produite donnée. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et de procurer une production d 'énergie maximale de la centrale électrique, en réduisant ou supprimant même en marche normale dans celle-ci les prélèvements de vapeur en cours de détente pour le réchauffage de l'eau d'alimentation. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on fait passer au moins une partie de l'eau d'alimentation en échange de chaleur avec un fluide intermédiaire préalablement réchauffé par échange de chaleur avec le gaz qui subit la compression. Le fluide intermédiaire est de préférence de l'eau. Selon une variante préférée de mise en oeuvre du procédé, pendant le démar- rage de l'installation de traitement de gaz, on réchauffe l'eau d'alimentation de l'unité de production d'énergie électrique par échange de chaleur avec de la vapeur soutirée sur cette unité, puis en cours de fonctionnement normal de l'installation de traitement de gaz, on diminue ou supprime le soutirage de vapeur et on réchauffe liteau d'alimentation au moins en partie par échange de chaleur avec le fluide intermédiaire réchauffé par échange de chaleur avec le gaz qui subit la compression. Le procédé défini ci-dessus s'applique de façon particulierement avantageuse a la production d'énergie dans une centrale nucléaire, puisqu'il permet une récupération de calories de l'installation de traitement de gaz sans rechange thermique direct entre les circuits de fluide de la centrale nucléaire et celui du gaz qui subit la compression au cours de son traitement. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention est caracterisé en ce qu'il comprend au moins une premiere zone de réchauffage de l'eau d'alimen- station de l'unité de production d'énergie électrique par échange de chaleur avec de la vapeur soutirée sur cette unité, au moins une zone de réchauffage de fluide intermédiaire par échange de chaleur avec le gaz qui subit la compression, au moins une deuxième zone de réchauffage de l'eau d'alimentation par échange de chaleur avec le fluide intermédiaire réchauffé, et des moyens pour régler les débits de l'eau d'alimentation envoyes respectivement dans la première et dans la deuxième zone. Il est décrit ci-apres, a titre d'exemple et en référence à la figure unique du dessin annexe, un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention. L'installation de production d'énergie électrique comprend une turbine de détente 1, entrainant un alternateur (non représenté) et associée à un condenseur 2 refroidi par une circulation d'eau froide 3. L'eau résultant de la condensation de la vapeur d'échappement de la turbine dans le condenseur est reprise et portée à une pression plus élevée par une pompe 4, puis envoyée en debits réglables par des vannes 5 et 6, d'une part à des réchauffeurs 7 et 8 en échange de chaleur avec le fluide intermédiaire, d'autre part à des réchauffeurs 9 et 10 en échange de chaleur avec des soutirages de vapeur Il et 12 sur la turbine 1.Les tuyauteries de sortie 13 et 14 de l'eau réchauffée dans les deux lignes d'échange de chaleur se réunissent en une tuyauterie 15 de recyclage a la chaudière de liteau d'alimentation de la centrale. Les échangeurs 7 et 8 sont alimentés en eau chaude, jouant le rôle de fluide intermédiaire de transmission de chaleur, mise en circulation par la pompe 15A, introduite par le conduit 16 et évacuée par le conduit 17. Des conduits d'alimentation 18 et d'évacuation 19 permettent de régler le débit de circulation du fluide intermédiaire. Ce dernier est réchauffé par le gaz soumis au traitement chimique ou physique, avant, après ou en cours de compression de ce dernier, dans l'échangeur 20, dans lequel le gaz est introduit par le conduit 21 et dont il est évacue par le conduit 22. Bien qu'il n'ait été représenté qu'un seul echangeur 20, on comprendra qu'il peut en exister plusieurs de façon a assurer une récupération méthodique de la chaleur sensible du gaz. Suivant le niveau des temperatures d'entre et de sortie de l'eau de ltéchan- geur 20, le ou les réchauffeurs 7, 8 peuvent remplacer les réchauffeurs 9 et 10, ou seulement l'un d'eux, ou bien les rechauffeurs 9 et 10 et d'autres à température supérieure, les tuyauteries étant alors munies des vannes nécessaires. Selon la quantité de chaleur évacuée dans ltéchangeur 20, la totalité de l'eau assurant la transmission de la chaleur du gaz A l'eau d'alimentation de la centrale, ou une partie seulement de celle-ci, peut être utilisée dans la zone de réchauffage de l'eau d'alimentation, l'autre partie pouvant alors être utilisée à d'autres usages. Lorsque les réchauffeurs 7, 8 sont en service et les réchauffeurs 9, 10 bers service, on obtient sur l'arbre de la turbine I une surpuissance qui correspond à une excellente récupération énergétique directe de tout ou partie des calories perdues dans le circuit de gaz à traiter. Bien entendu, on peut utiliser les réchauffeurs 9, 10 au démarrage de l'installation de traitement de gaz, puis les réchauffeurs 7, 8 lorsque, en marche, la chaleur sensible apportée par le gaz qui subit la compression est devenue disponible dans ltéchangeur 20, en fermant alors la vanne 6 et ouvrant la vanne 5. REVENDICATIONS 1/ Procédé de réchauffage de l'eau d'alimentation d'une unité de production d'énergie électrique associée à une installation de traitement de gaz comportant une compression de celui-ci, caractérisé en ce que l'on fait passer au moins une partie de l'eau d'alimentation en échange de chaleur (7, 8) avec un fluide inter mediaire préalablement réchauffé par échange de chaleur (20) avec le gaz qui subit la compression. 2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le fluide intermediaire est de lteau. 3/ Procedé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que, pendant le démarrage de l'installation de traitement de gaz, on rechauffe l'eau d'alimentation de l'unité de production d'énergie électrique par échange de chaleur avec de la vapeur soutirée sur cette unité, puis en ce qu'en cours de fonctionnement de l'installation de traitement de gaz, on diminue ou supprime le soutirage de vapeur et on réchauffe l'eau d'alimentation au moins en partie par rechange de chaleur avec le fluide intermédiaire réchauffé par échange de chaleur avec le gaz qui subit la compression. 4/ Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, a la production d'énergie dans une centrale nucléaire. 5/ Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caracterise en ce qu'il comprend au moins une première zone de rechauffage de l'eau d'alimentation de l'uni te de production d'energie électrique par échange de chaleur avec de la vapeur soutirée sur cette unité, au moins une zone de rechauffage du fluide intermédiaire par échange de chaleur avec le gaz qui subit la compression, au moins une deuxième zone de réchauffage de l'eau d'alimentation par échange de chaleur avec le fluide intermédiaire réchauffé, et des moyens pour régler les doits de l'eau d'alimentation envoyés respectivement dans la première et dans la deuxième zone.