Brevet FR2939877A1 — publié le 20100618

PROCEDE ET APPAREIL DE CONDENSATION DE VAPEUR PROVENANT D'UNE TURBINE A VAPEUR La présente invention est relative à un procédé et appareil de condensation de vapeur provenant d'une turbine à vapeur. Une turbine à vapeur est avantageusement utilisée pour entraîner au moins un compresseur d'air ou d'un produit pour un appareil de séparation d'air lorsqu'un des produits de l'appareil de séparation d'air, généralement l'oxygène, est envoyé à un procédé exothermique et dont la récupération de l'énergie se fait sous forme de génération de vapeur à haute pression. La vapeur provenant de la turbine est alors détendue à une pression sub-atmosphérique et condensée contre un fluide de refroidissement, généralement de l'eau (éventuellement de 15 mer) ou de l'air. Le système de condensation à eau est généralement privilégié car plus économique. Cependant, lorsque la disponibilité d'eau de refroidissement est nulle ou, si les quantités 20 d'eau disponibles sont insuffisantes, ou si le coût de l'eau de refroidissement est très élevé, le système de condensation à air est adopté. C'est généralement le cas dans des zones moyen orientales. Le système proposé permet d'utiliser économiquement l'eau de refroidissement disponible, 25 et de compléter le besoin en réfrigération par un système à air. On dispose ainsi d'un système plus économique que le refroidissement tout à l'air, et permet, dans des marches réduites de la turbine à vapeur, d'économiser la consommation d'eau de refroidissement. Selon un objet de l'invention, il est prévu un procédé de condensation de vapeur en aval 30 d'une turbine à vapeur dans lequel la vapeur provenant de la turbine à vapeur est divisée en deux parties, une première partie de la vapeur se condense par échange de chaleur avec un premier fluide pour produire un premier condensat et une deuxième partie de la vapeur se condense par échange de chaleur avec un deuxième fluide pour produire un deuxième condensat, le premier fluide ayant une composition différente de celle du deuxième fluide 35 et les condensations des deux parties s'effectuant en même temps. Optionnellement : - la première partie de la vapeur et la deuxième partie se condensent à substantiellement la même pression, - la pression de condensation est sub-atmosphérique, - le premier fluide est de l'eau, éventuellement de l'eau de mer, - le deuxième fluide est de l'air, - le deuxième fluide est en écoulement forcé, - le débit de la première partie de vapeur est variable en fonction du débit disponible du premier fluide, - le premier et le deuxième condensat sont mélangés, Selon un autre aspect de l'invention, il est prévu un appareil de condensation de vapeur en aval d'une turbine à vapeur comprenant un premier échangeur, un deuxième échangeur, des conduites pour envoyer une première partie de la vapeur provenant de la turbine et un premier fluide au premier échangeur pour permettre la condensation de la première partie de vapeur pour produire un premier condensat, des conduites pour envoyer une deuxième partie de la vapeur provenant de la turbine et un deuxième fluide au deuxième échangeur pour permettre la condensation de la deuxième partie de vapeur pour produire un deuxième condensat, le premier fluide ayant une composition différente de celle du deuxième fluide et aucun moyen de modification de pression n'étant disposé entre la turbine à vapeur et le premier échangeur et/ou entre la turbine à vapeur et le deuxième échangeur. Eventuellement aucun moyen de modification de pression n'est disposé entre la turbine à vapeur et le premier échangeur et entre la turbine à vapeur et le deuxième échangeur. L'invention sera décrite de façon plus détaillée en se référant à la figure 1. Un débit 1 de vapeur d'eau est détendu dans une turbine à vapeur ST à une pression subatmosphérique. La vapeur d'eau détendue est divisée en deux parties. La première partie 3 est envoyée à un échangeur de chaleur, sans subir une modification de pression en dehors des pertes de charge, par contact indirect 7 où elle se condense au moins partiellement en se refroidissant contre un débit d'eau de refroidissement 1l, qui peut être de l'eau de mer. L'eau condensée ainsi produit par la condensation de vapeur est pressurisée par une pompe Pl. Le débit de la première partie 3 est variable en fonction du débit d'eau de refroidissement 11. S'il n'en a pas assez, toute la vapeur est envoyée à un échangeur de chaleur 9. La deuxième partie de vapeur d'eau détendue 5 est envoyé à l'échanger de chaleur 9 où il se refroidit jusqu' à la condensation au moins partielle par échange de chaleur avec l'air, sans subir une modification de pression en dehors des pertes de charge. L'eau condensée ainsi produit par la condensation de vapeur est pressurisée par une pompe P2. Les deux 5 débits condensés provenant des pompes Pl et P2 sont mélangés pour former un débit unique d'eau condensée 15. 10 Revendications1) Procédé de condensation de vapeur en aval d'une turbine à vapeur (ST) dans lequel la vapeur provenant de la turbine à vapeur est divisée en deux parties, une première partie (3) de la vapeur se condense par échange de chaleur avec un premier fluide (11) pour produire un premier condensat et une deuxième partie de la vapeur (5) se condense par échange de chaleur avec un deuxième fluide pour produire un deuxième condensat, le premier fluide ayant une composition différente de celle du deuxième fluide et les condensations des deux parties s'effectuant en même temps. 2) Procédé selon la revendication 1 dans lequel la première partie (3) de la vapeur et la 15 deuxième partie (5) se condensent à substantiellement la même pression. 3) Procédé selon la revendication 2 dans lequel la pression de condensation est subatmosphérique. 20 4) Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3 dans lequel le premier fluide (11) est de l'eau, éventuellement de l'eau de mer. 5) Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le deuxième fluide est de l'air. 6) Procédé selon la revendication 5 dans lequel le deuxième fluide est en écoulement forcé. 7) Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le débit de la première 30 partie de vapeur (3) est variable en fonction du débit disponible du premier fluide (11). 8) Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel le premier et le deuxième condensat sont mélangés. 35 9) Appareil de condensation de vapeur en aval d'une turbine à vapeur (ST) comprenant un premier échangeur (7) , un deuxième échangeur (9), des conduites pour envoyer une première partie de la vapeur provenant de la turbine et un premier fluide au premier échangeur pour permettre la condensation de la première partie de vapeur 25pour produire un premier condensat, des conduites pour envoyer une deuxième partie de la vapeur provenant de la turbine et un deuxième fluide au deuxième échangeur pour permettre la condensation de la deuxième partie de vapeur pour produire un deuxième condensat, le premier fluide ayant une composition différente de celle du deuxième fluide et aucun moyen de modification de pression n'étant disposé entre la turbine à vapeur et le premier échangeur et/ou entre la turbine à vapeur et le deuxième échangeur. 10) Appareil selon la revendication 9 dans lequel aucun moyen de modification de pression n'est disposé entre la turbine à vapeur (ST) et le premier échangeur (7) et entre la turbine à vapeur et le deuxième échangeur (9).