Brevet FR3047743A1 (20170818)
REVENDICATIONS1. Système comportant : - au moins une première chambre (21) dans laquelle un premier gaz, qui est un gaz potentiellement humide, est apte à circuler; - au moins une première ligne d'alimentation (22) apte à alimenter en gaz potentiellement humide, l'entrée de la première chambre jusqu'à une pression maximale de fonctionnement Pmax, la première ligne d'alimentation comprenant un premier régulateur de débit apte à réguler le débit du premier gaz DT/ entre une valeur nulle et une valeur maximale Demax : - au moins une deuxième chambre (23) dans laquelle un deuxième gaz de préférence de l'air, est apte à circuler ; - une enceinte étanche (40) dans laquelle les première et deuxième chambres sont logées, et dans laquelle le même deuxième gaz, est apte à circuler, l'enceinte étant apte à fonctionner sous pression du deuxième gaz jusqu'à la pression maximale de 15 fonctionnement Pmax -au moins une deuxième ligne d'alimentation (25) apte à alimenter en deuxième gaz l'enceinte étanche et l'entrée de la deuxième chambre, la deuxième ligne d'alimentation comprenant un deuxième régulateur de débit apte à réguler le débit du deuxième gaz Do entre une valeur nulle et une valeur maximale Damax ; 20 -au moins une ligne de sortie (29), apte à évacuer le deuxième gaz de l'intérieur de l'enceinte étanche, ladite ligne de sortie comprenant un troisième régulateur de débit apte à réguler le débit du deuxième gaz Dbalayage entre une valeur nulle et une valeur maximale Dbalayage,max; - des capteurs de pression (PH, Po), aptes à mesurer la pression dans chacune 25 des première et deuxième chambres, entre la pression atmosphérique et la valeur de pression maximale Pmax ; - au moins deux vannes de régulation (VH, Vo), agencées à l'extérieur de l'enceinte et respectivement sur la ligne de sortie (26 ;\n<CLM>\1\tde la ou des premières chambres, de la ou des deuxièmes chambres, chaque vanne étant apte à fonctionner 30 chacune à une température supérieure à la température de condensation du gaz humide à la pression maximale Pmax considérée, chaque vanne étant apte à être ouverte de 0% à 100% 3047743 21 et présentant une capacité K, adaptée à la pression maximale Pmax et au débit moyen du gaz considéré sur chacune des deux lignes de sortie (26 ; 27); - des moyens de chauffage des lignes contenant le gaz humide à une température supérieure à la température de condensation de ce gaz humide à la pression 5 maximale Pmax considérée ; - des moyens de commande et d'asservissement pour commander et asservir les vannes de régulation (VH, Vo) en fonction des différences de valeurs de pression mesurées par les capteurs de pression de sorte à obtenir une différence minimale de pression entre la ou les premières chambres, la ou les deuxièmes chambres. 10\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1, comprenant un condenseur (50) du gaz humide, agencé en aval de la vanne de régulation VH, sur la ligne de sortie (26) de la ou des premières chambres.\n<CLM>\1\tSystème selon la revendication 1 ou 2, les moyens de commande et d'asservissement étant aptes en outre à commander et asservir les régulateurs de débit du deuxième gaz Do en fonction de l'état d'ouverture des vannes de régulation du deuxième gaz Vo, afin d'éviter les états d'ouverture ou de fermeture complète des vannes du deuxième gaz Vo.\n<CLM>\1\tSystème selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant un réacteur d'électrolyse ou de co-électrolyse à haute température (EHT) comprenant un empilement (20) de cellules d'(de co-)électrolyse élémentaires à oxydes solides comprenant chacune une anode, une cathode, et un électrolyte intercalé entre l'anode et la cathode, les cellules étant connectées électriquement en série, l'empilement comprenant deux bornes électriques pour l'alimentation en courant des cellules et définissant des chambres de circulation de vapeur d'eau et d'hydrogène ou de vapeur d'eau, d'hydrogène et dioxyde de carbone (CO2) sur les cathodes en tant que premières chambres et, des chambres de circulation en air ou en azote ou en oxygène ou un mélange de gaz contenant de l'oxygène sur les anodes en tant que deuxièmes chambres.\n<CLM>\1\tSystème selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant une pile à combustible (SOFC) à haute température comprenant un empilement (20) de cellules électrochimiques élémentaires à oxydes solides comprenant chacune une anode, une cathode, et un électrolyte intercalé entre l'anode et la cathode, les cellules étant connectées électriquement en série, l'empilement comprenant deux bornes électriques pour la 3047743 22 récupération en courant des cellules et définissant des chambres de circulation en dihydrogène ou un autre gaz combustible ou un mélange contenant un gaz combustible sur les anodes en tant que premières chambres et des chambres de circulation en air ou en azote ou en oxygène ou un mélange de gaz contenant de l'oxygène sur les cathodes en tant 5 que deuxièmes chambres.\n<CLM>\1\tSystème selon l'une des revendications précédentes, comprenant au moins deux capteurs de pression absolue (PH, Po), aptes à mesurer chacun la pression respectivement dans chacune des première chambres, dans chacune des deuxième chambres. 10\n<CLM>\1\tSystème selon l'une des revendications 1 à 5, comprenant au moins un capteur de pression absolue PH, apte à mesurer chacun la pression dans chacune des première chambres, et comprenant au moins un capteur de pression différentiel aptes à mesurer respectivement la différence de pression entre la ou les deuxième chambres et la ou les première chambres AP0-(Po-PH). 15\n<CLM>\1\tSystème selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre des vannes de by-pass VH,bypass, VO,bypass agencées chacune en parallèle respectivement des vannes de régulation VH, Vo .\n<CLM>\1\tProcédé de fonctionnement du système selon l'une des revendications précédentes, comprenant les étapes suivantes : 20 a/ définir les consignes de fonctionnement suivantes : al/ définir un débit DH qui correspond à la quantité de gaz potentiellement humide nécessaire pour un point de fonctionnement électrochimique prédéterminé; a2/ définir un débit Do qui correspond à la quantité de deuxième gaz 25 nécessaire pour un point de fonctionnement électrochimique prédéterminé et le balayage de l'enceinte étanche; a3/ définir un débit Dbalayage qui correspond à la quantité de deuxième gaz nécessaire pour assurer la détection et la sécurité vis-à-vis des fuites et éviter la formation d'une atmosphère explosive dans l'enceinte; 30 a4/ définir une pression Pconsigne pour le point de fonctionnement prédéterminé ; 3047743 23 a5/ définir la pression différentielle APo,consigne correspondant à l'écart de pressions entre celle régnant dans la ou les deuxièmes chambres ainsi que dans l'enceinte étanche, et celle dans la ou les premières chambres; b/ appliquer les régulations suivantes : 5 bl/ actionner le (ou les) régulateur(s) de débit de gaz humide, afin de réguler le débit DH du gaz humide ; b2/ actionner le (ou les) régulateur(s) de débit de deuxième gaz, afin de réguler le débit Do entrant dans la ou les secondes chambres et dans l'enceinte; b3/ actionner le (ou les) régulateur(s) de débit du gaz de balayage, afin 10 de réguler le débit Dbalayage sortant de l'enceinte; b4/ actionner la vanne de régulation VH du gaz humide pour réguler la pression PH réelle de la ou des premières chambres sur la valeur de consigne Pconsigne ; b5/ actionner la vanne Vo du deuxième gaz de sorte que la pression différentielle réelle entre la ou les deuxièmes chambres et dans l'enceinte d'une part, et la 15 ou les premières chambres AP0=(Po-PH) d'autre part, soit régulée en fonction de l'erreur mesurée par rapport à la consigne (APO,consigne -AP0), afin que la pression Po du deuxième gaz suive celle PH de la ou des premières chambres avec la pression différentielle de consigne APo,consigne-\n<CLM>\1\tProcédé de fonctionnement selon la revendication 9, comprenant en outre 20 une étape d'augmentation de débit du deuxième gaz Do si la vanne de régulation du deuxième gaz Vo, est proche d'un état de fermeture complète.\n<CLM>\1\tProcédé de fonctionnement selon la revendication 9, comprenant en outre une étape de diminution de débit du deuxième gaz Do si la vanne de régulation du deuxième gaz Vo, est proche d'un état d'ouverture complète.