Brevet FR2906529A1 — publié le 20080404

La présente invention concerne la production conjointe d'électricité, de vapeur et d'eau désalinisée. L'invention concerne les sites de production d'eau désalinisée dans lesquels des technologies combinant chaleur et/ou électricité ("combined heat and/or power" ou CHP en anglais) sont également utilisées. De tels sites sont connus de l'art antérieur. US 5,096,543 et US 5,346,592 décrivent des usines de désalinisation d'eau de mer dans lesquelles la chaleur nécessaire au traitement de l'eau de mer provient de la vapeur issue d'une turbine à vapeur. GB 1,182,021 décrit une turbine à vapeur produisant de l'électricité, dont la vapeur est utilisée dans un évaporateur utile à la production d'eau distillée à partir d'eau de mer. A la sortie de cet évaporateur, le condensat de vapeur est introduit dans la chaudière permettant de produire la vapeur destinée à l'alimentation de la turbine à vapeur. Le problème des sites de l'art antérieur est qu'ils sont conçus pour produire des quantités d'électricité, d'eau désalinisée et/ou de vapeur déterminées. Or la demande en ces matières premières peut être variable dans le temps, tout particulièrement la demande en électricité. Les sites de l'art antérieur ne permettent pas de moduler les trois différentes productions en fonction de leurs demandes respectives. Et l'électricité produite en excédent par rapport à la demande ne peut être stockée. Le but de la présente invention est donc de proposer un procédé de production conjointe d'électricité, d'eau désalinisée et de vapeur susceptible d'être adapté aux variations de demande en ces trois produits et notamment en électricité. Dans ce but l'invention concerne un procédé de production d'électricité, de vapeur et d'eau désalinisée au moyen d'une unité de production de vapeur, d'une turbine à vapeur et d'une unité de désalinisation d'eau de mer dans lequel : - l'unité de production de vapeur produit de la vapeur, - la turbine à vapeur utilise au moins une partie de la vapeur produite par l'unité de production de vapeur et produit de l'électricité et de la vapeur, - l'unité de désalinisation d'eau de mer produit de l'eau désalinisée par vaporisation de l'eau de mer par échange de chaleur avec au moins une partie de la vapeur produite par la turbine à vapeur, dans lequel on contrôle la quantité de vapeur produite par l'unité de récupération à fournir à la turbine à vapeur en fonction de la demande en électricité, de la demande en eau désalinisée et de la demande en vapeur. 2906529 2 Le procédé selon l'invention comprend la mise en oeuvre d'une unité de production de vapeur ou chaudière. Une telle unité consiste généralement en un dispositif de combustion produisant de la chaleur pour transformer de l'eau en vapeur : elle comprend une série d'échangeurs de chaleur, par exemple des serpentins, dans lesquels de l'eau 5 circule et est mise au contact de la chaleur produite par la combustion. La vapeur produite par cette unité de production de vapeur est à haute pression, c'est-à-dire à une pression susceptible d'alimenter une turbine à vapeur. La valeur de cette pression dépend aussi de la puissance électrique requise. En général, cette pression dépend de la température requise pour la désalinisation thermique, ce qui correspond au minimum à la vapeur 10 saturée à 2 bar effectifs. Cette vapeur produite par l'unité de production de vapeur est utilisée pour alimenter une turbine à vapeur : ainsi, la pression de la vapeur produite par la chaudière retombe au sein d'une turbine à vapeur de manière à produire de l'électricité. De la vapeur de moindre pression est extraite de cette turbine à vapeur : s'il s'agit d'une turbine à vapeur à contre- 15 pression (vapeur produite à p > Patm), la vapeur est extraite de son dernier étage, s'il s'agit d'une une turbine à condensation de vapeur produisant de l'eau chaude (ou vapeur à p REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'électricité, de vapeur et d'eau désalinisée au moyen d'une unité de production de vapeur, d'une turbine à vapeur et d'une unité de désalinisation d'eau de mer dans lequel : - l'unité de production de vapeur produit de la vapeur, - la turbine à vapeur utilise au moins une partie de la vapeur produite par l'unité de production de vapeur et produit de l'électricité et de la vapeur, - l'unité de désalinisation d'eau de mer produit de l'eau désalinisée par vaporisation de l'eau de mer par échange de chaleur avec au moins une partie de la vapeur produite par la turbine à vapeur, dans lequel on contrôle la quantité de vapeur produite par l'unité de production de vapeur à fournir à la turbine à vapeur en fonction de la demande en électricité, de la demande en eau désalinisée et de la demande en vapeur. 2. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie de vapeur produite par l'unité de production de vapeur qui n'est pas fournie à la turbine à vapeur est mélangée à la vapeur produite par la turbine à vapeur. 3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'unité de désalinisation d'eau de mer produit de l'eau désalinisée par vaporisation de l'eau de mer par échange de chaleur avec une partie du mélange de vapeur produite par l'unité de production de vapeur et de vapeur produite par la turbine à vapeur. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'après avoir vaporisé l'eau de mer, la vapeur produite par la turbine à vapeur devient un condensat de vapeur qui est utilisé comme source d'appoint en eau par l'unité de production de vapeur. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une partie de l'eau désalinisée est utilisée comme source d'appoint en eau par l'unité de production de vapeur. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le condensat de vapeur produit par la turbine à vapeur est utilisée comme source d'appoint en eau par l'unité de production de vapeur. 2906529 8 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre une turbine à gaz produisant une partie de l'électricité, l'unité de production de vapeur utilisant la chaleur des gaz d'échappement de la turbine à gaz. 5 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'unité de désalinisation d'eau de mer produit de l'eau désalinisée en partie par une technologie d'osmose inverse utilisant l'électricité produite par la turbine à vapeur. 9. Usine de production d'électricité, de vapeur et d'eau désalinisée comprenant : 10 - une unité de production de vapeur, - une turbine à vapeur, - une unité de désalinisation d'eau de mer, - un moyen de fourniture de la vapeur produite par l'unité de production de vapeur à la turbine à vapeur, 15 - un moyen de fourniture d'au moins une partie de la vapeur produite par la turbine à vapeur à l'unité de désalinisation d'eau de mer, caractérisée en ce que le moyen de fourniture de la vapeur produite par l'unité de production de vapeur à la turbine à vapeur est équipé d'un moyen de contrôle de la quantité de vapeur fournie à la turbine à vapeur. 20 10. Usine selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de contrôle de la quantité de vapeur fournie à la turbine à vapeur est une dérivation placée sur le moyen de fourniture de la vapeur produite par l'unité de production de vapeur à la turbine à vapeur susceptible de dévier une partie de la vapeur produite par l'unité de production 25 de vapeur. 11. Usine selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la dérivation dévie une partie de la vapeur produite par l'unité de production de vapeur vers le moyen de fourniture d'au moins une partie de la vapeur produite par la turbine à vapeur à l'unité de 30 désalinisation d'eau de mer. 12. Usine selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la moyen de contrôle de la quantité de vapeur fournie à la turbine à vapeur est une vanne de détente isenthalpique. 35 2906529 9 13. Usine selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce qu'elle comprend une turbine à gaz et un moyen de fourniture des gaz d'échappement de la turbine à gaz à l'unité de production de vapeur.