INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Lorsque le catalyseur colloïdal ou moléculaire est formé in situ dans la deuxième charge hydrocarbonée lourde conditionnée à l’étape (c), la deuxième charge conditionnée chauffée 106 contient déjà le catalyseur colloïdal ou moléculaire, en partie ou en totalité, lorsqu’elle est introduite dans l’au moins un réacteur à lit hybride bouillonnant-entraîné 240.
Le réacteur à lit hybride bouillonnant-entraîné 240 comprend une phase solide qui comporte un catalyseur supporté poreux sous la forme d’un lit expansé, une phase hydrocarbonée liquide comprenant ladite deuxième charge hydrocarbonée lourde conditionnée chauffée 106 contenant le catalyseur colloïdal ou moléculaire dispersé dans celle-ci, et une phase gazeuse comprenant de l’hydrogène.
Le procédé comprend également une étape de mise en place du capot 40 sur le couvercle 31. Le capot 40 est installé de manière que la paroi de fond 41 soit en contact avec la portée annulaire 36 du couvercle 31. Les quatrièmes trous 50 du capot 40 sont également positionnés de manière à être en regard avec les trous 49 du couvercle 31.
Le procédé comprend en outre une étape de fixation du capot 40 sur le couvercle 31. Lors de cette étape, les organes de fixation 48 tels que des vis sont engagés dans les trous du couvercle 31 et du capot 40.
L’air de refroidissement en sortie des injecteurs 17 pénètre dans chaque canal 56 puis est guidé vers la veine d’écoulement V d’air de refroidissement et en maintenant sa vitesse depuis la sortie des injecteurs 17. La vitesse d’écoulement de l’air de refroidissement est supérieure à toute vitesse de flamme générée dans la cavité par un éventuel départ de feu.
CAPOT ANTI-OBSTRUCTION POUR UN SYSTEME ANTI-INCENDIE D’UNE TURBOMACHINE ET SYSTEME ANTI-INCENDIE CORRESPONDANT Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine général des turbomachines. Elle vise en particulier un capot anti-obstruction pour un système anti-incendie installé dans une cavité alimentée en air de refroidissement et proche d’une zone chaude d’une turbomachine. L’invention concerne également un système anti-incendie équipé d’un tel capot et turbomachine comprenant un tel système anti-incendie et un procédé de montage du système anti-incendie.
Arrière-plan technique Une turbomachine pour un aéronef comprend généralement, d’amont en aval et suivant le sens d’écoulement des gaz dans la turbomachine, une section de compresseur, une chambre de combustion, une section de turbine. La section de compresseur comprend par exemple un compresseur basse pression et un compresseur haute pression et la section de turbine comprend par exemple une turbine haute pression et une turbine basse pression. La turbomachine peut comprendre une turbine libre qui est entrainée par les gaz en sortie de la turbine haute pression ou de la turbine basse pression située en amont de celle-ci. Les pièces tournantes de ces compresseurs et/ou turbines telles que des arbres et des roues sont entrainées et/ou guidées en rotation à l’aide de paliers à roulements qui sont logés dans des enceintes de refroidissement et de lubrification. Les enceintes de refroidissement et de lubrification sont agencées à proximité de zones dites chaudes qui sont exposées de manière générale à des températures élevées car ces pièces sont traversées par les gaz de la turbomachine.
A cet effet, les turbomachines sont équipées d’un système de lubrification permettant de lubrifier et/ou de refroidir le ou les palier(s) à roulements nécessaires au guidage des arbres et qui sont montés dans les enceintes de refroidissement et de lubrification. Les turbomachines sont également équipées d’un dispositif de refroidissement permettant le refroidissement des pièces situées dans des zones chaudes de la turbomachine et la pressurisation des enceintes. De manière générale, le système de lubrification et le dispositif de refroidissement sont agencés dans des espaces restreints favorisant la proximité du circuit de lubrification du système de lubrification avec des pièces de rotors situées dans la zone chaude de la turbomachine. En cas de fuite, le lubrifiant peut rencontrer dans ces zones, des conditions de température, de pression, de vitesse d’écoulement de l’air de refroidissement et de niveau de turbulence de l’air de refroidissement qui sont favorables à une auto-inflammation. Ce risque d’auto-inflammation pourrait engendrer des dégradations des pièces de rotors, voire la rupture et/ou libération des pièces tournant à haute vitesse.
L’invention a pour but d’éviter les inconvénients précités.
L’objectif de l’invention est de fournir une solution optimale permettant de garantir la circulation d’un air de refroidissement dans une zone chaude de la turbomachine et de limiter, voire d’empêcher une inflammation d’un fluide combustible dans ladite zone chaude tout en étant simple et économique.
On parvient à cet objectif conformément à l’invention grâce à un capot anti-obstruction annulaire d’axe C pour un système anti-incendie d’une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'aéronef, la turbomachine comprenant un couvercle annulaire destiné à être agencé dans une cavité annulaire de la turbomachine dans laquelle circule un air de refroidissement, le couvercle comprenant une première bride radiale fixée sur une deuxième bride radiale au moyen de premiers organes de fixation répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X, le capot étant destiné être fixé sur une portée annulaire du couvercle et à couvrir les premiers organes de fixation, le capot comprenant une paroi de fond annulaire comportant un alésage centrale destiné à être traversé par une paroi annulaire du couvercle et une jupe annulaire s’étendant depuis la paroi de fond suivant l’axe C, et en ce que la jupe annulaire comprend des organes de positionnement destiné à s’engager dans des éléments de réception du couvercle, les organes de positionnement et l’élément de réception formant des moyens de fixation complémentaires qui sont configurés de manière à maintenir axialement le capot sur le couvercle.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, le capot ainsi maintenu fermement sur le couvercle évite en cas de desserrage des premiers organes de fixation, que le capot n’obstrue la cavité et la veine d’écoulement d’air de refroidissement vers l’alésage interne du disque. Un tel capot permet également de guider l’air de refroidissement vers l’alésage et d’éviter la recirculation d’air dans la cavité autour des premiers organes de fixation qui pourrait générer des conditions favorables pour un départ de feu.
Le capot comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- les moyens de fixation complémentaires comprennent des rainures circonférentielles qui sont agencées sur le couvercle et une pluralité d’ergots qui sont agencés sur le capot et qui s’étendent radialement vers l’axe C depuis une surface interne de la jupe annulaire, les ergots étant régulièrement répartis autour de l’axe C et étant destinés à s’engager par glissement dans les rainures circonférentielles.
- la première bride radiale comprend une pluralité de premiers trous et la deuxième bride radiale comprend une pluralité de seconds trous destinés à coopérer entre eux et à recevoir les premiers organes de fixation.
- la paroi de fond comprend une pluralité de troisièmes trous traversants destinés à coopérer avec des quatrièmes trous formés dans la portée annulaire du couvercle, les troisièmes et quatrièmes trous étant destinés à recevoir des deuxièmes organes de fixation.
- les deuxièmes organes de fixation comprennent chacun une tête et la paroi de fond comprend des logements qui débouchent chacun dans un troisième trou, chaque logement étant destiné à loger et à contenir la tête des deuxièmes organes de fixation.
- le nombre des organes de fixation est compris entre 4 et 8.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, la quantité d’hydrogène mélangée avec la charge hydrocarbonée lourde 106 est préférablement comprise entre 50 et 5 000 mètres cubes normaux (Nm 3 ) par mètre cube (m 3 ) de charge hydrocarbonée lourde liquide, telle qu’entre 100 et 3 000 Nm 3 /m 3 et préférablement entre 200 et 2 000 Nm 3 /m 3 .
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, l’étape d’hydroconversion (d) est mise en œuvre dans un ou plusieurs réacteurs d’hydroconversion à lit hybride, qui peuvent être en série et/ou en parallèle.
Étape ( e ) : traitement ultérieur de la matière valorisée de l’étape d’hydroconversion (d)
Des exemples d’un tel traitement ultérieur comprennent, sans limitation, au moins l’un des traitements suivants : une séparation de fractions hydrocarbonées de la matière valorisée, une hydroconversion plus profonde dans un ou plusieurs réacteurs à lit hybride bouillonnant-entraîné ou réacteurs à lit bouillonnant supplémentaires pour produire une matière davantage valorisée, un fractionnement en fractions hydrocarbonées de la matière davantage valorisée, un désasphaltage d’au moins une partie de la matière valorisée 107 ou d’une fraction liquide lourde résultant d’un fractionnement de la matière valorisée ou d’une matière davantage valorisée, une purification dans un lit de garde de la matière valorisée ou davantage valorisée pour éliminer au moins une partie du catalyseur colloïdal ou moléculaire et des impuretés métalliques.
Les diverses fractions hydrocarbonées qui peuvent être produites à partir de la matière valorisée 107 peuvent être envoyées à différents procédés dans la raffinerie, et des détails de ces post-traitements ne sont pas décrits ici puisque qu’ils sont généralement connus de l’homme de l’art et compliqueront la description inutilement. Par exemple, des fractions gazeuses, du naphta, des distillats moyens, du VGO, de la DAO peuvent être envoyés à des procédés d’hydrotraitement, de vapocraquage, de craquage catalytique en lit fluidisé (FCC), d’hydrocraquage, d’extraction d’huile lubrifiante, etc., des résidus (des résidus atmosphériques ou sous vide) peuvent également être post-traités, ou utilisés pour d’autres applications comme la gazéification, la production de bitume etc. Les fractions lourdes, y compris les résidus, peuvent également être recyclé(e)s dans le procédé d’hydroconversion, par exemple dans le réacteur à lit hybride.
Selon un ou plusieurs modes de réalisation, comme illustré dans la , le procédé comprend en outre : - une deuxième étape d’hydroconversion dans un deuxième réacteur à lit hybride bouillonnant-entraîné 260 en la présence d’hydrogène 204 d’au moins une partie de, ou de toute, la matière valorisée résultant de l’étape d’hydroconversion (d) ou optionnellement d’une fraction lourde liquide 203 qui bout de manière prédominante à une température supérieure ou égale à 350°C résultant d’une étape de séparation optionnelle séparant une partie de, ou toute, la matière valorisée résultant de l’étape d’hydroconversion (d), ledit réacteur à lit hybride bouillonnant-entraîné 260 comprenant un deuxième catalyseur supporté poreux et opérant dans des conditions d’hydroconversion pour produire un effluent liquide hydroconverti 205 doté d’une fraction de résidu lourd réduite, d’un résidu de carbone Conradson réduit, et éventuellement d’une quantité réduite de soufre et/ou d’azote, et/ou de métaux ; - une étape de fractionnement d’une partie de, ou de tout, ledit effluent liquide hydroconverti 205 dans une section de fractionnement 270 pour produire au moins une fraction lourde 207 qui bout de manière prédominante à une température supérieure ou égale à 350°C, ladite fraction lourde contenant une fraction résiduelle qui bout à une température supérieure ou égale à 540°C ; - une étape optionnelle de désasphaltage d’une partie de, ou de toute, ladite fraction lourde 207 dans un désasphalteur 280 avec au moins un solvant hydrocarboné pour produire une huile désasphaltée DAO 208 et un asphalte résiduel 209.
Ladite deuxième étape d’hydroconversion est réalisée d’une manière similaire à celle qui a été décrite pour l’étape d’hydroconversion (d), et sa description n’est par conséquent pas répétée ici. Ceci s’applique notamment aux conditions d’opération, aux équipements utilisées, aux catalyseurs supportés poreux d’hydroconversion utilisés, à l’exception des spécifications mentionnées ci-dessous.
Comme pour l’étape d’hydroconversion (d), la deuxième étape d’hydroconversion est réalisée dans un deuxième réacteur à lit hybride bouillonnant-entraîné 260 similaire au réacteur à lit hybride 240.
Dans cette étape d’hydroconversion supplémentaire, les conditions d’opération peuvent être similaires ou différentes de celles dans l’étape d’hydroconversion (d), la température restant dans la plage comprise entre 300°C et 550°C, préférablement entre 350°C et 500°C, plus préférablement entre 370°C et 450°C, plus préférablement entre 400°C et 440°C, et encore plus préférablement entre 410°C et 435°C, et la quantité d’hydrogène introduite dans le réacteur reste dans la plage comprise entre 50 et 5 000 Nm 3 /m 3 de charge liquide, préférablement entre 100 et 3 000 Nm 3 /m 3 , et encore plus préférablement entre 200 et 2 000 Nm 3 /m 3 . Les autres paramètres de pression et de VVH sont dans des plages identiques à celles décrites pour l’étape hydroconversion (d).
Le catalyseur supporté poreux d’hydroconversion utilisé dans le deuxième réacteur à lit hybride 260 peut être le même que celui utilisé dans le réacteur à lit hybride 240, ou peut également être un autre catalyseur supporté poreux également approprié pour l’hydroconversion de charges hydrocarbonées lourdes, tel que défini pour le catalyseur supporté utilisé dans l’étape hydroconversion (d).
Dans cette seconde exécution, la feuille 41 munie des picots 32 est fixée à la plaque arrière 16 comme visible à la . Cette fixation permet à la feuille de rester en place peu importe l’orientation du panneau. Cette fixation peut se faire par cloutage, agrafage, collage, vissage ou par un système d’encliquetage.
Dans une variante visible à la , la feuille 41 souple à partir de laquelle les picots s’étendent est ajourée c’est-à-dire qu’elle comprend une multitude d’ouverture 42. Ces ouvertures 42 sont réalisées pour premièrement alléger la structure 40. En effet, cette feuille 41 souple apporte un poids supplémentaire inutile.
Deuxièmement, cet ajourage permet de limiter l’influence de la feuille souple 41 sur les performances thermiques. En effet, il est possible que le matériau utilisé pour la feuille souple 41 ne soit pas un bon isolant thermique de sorte à dégrader les performances thermiques du panneau isolant. Pour limiter cette dégradation, les ouvertures 42 permettent de limiter la quantité de matériau peu performant.
Dans cette seconde exécution, les picots 32 et la feuille souple 41 sont fixés à la plaque arrière, avant ou après son assemblage avec le cadre, mais avant le remplissage avec le matériau isolant.
Dans un troisième mode d’exécution, les picots 32 des moyens de rétention 30 sont fixés via une structure double 40’. Cette structure double 40’ comprend deux feuilles souples 41’ entre lesquelles des picots 32 s’étendent comme visible aux figures 10a et 10b. Ces deux feuilles sont, préférentiellement, parallèles l’une à l’autre.
Comme pour la seconde exécution, les feuilles souples 41’ et les picots 32 peuvent être réalisés dans des matériaux différents : bois, plastique, métal ou être fait du même matériau, être fait de matière ou être rapportés les uns avec les autres par collage, cloutage, agrafage, vissage, encliquetage ou par tout autres moyens.
Etant donné que le matériau isolant est placé dans le panneau après la mise en place des moyens de rétention, ceux-ci doivent être conçus pour permettre au matériau isolant de remplir ledit panneau. Pour cela, la feuille souple non fixée ou en contact avec la plaque arrière est ajourée c’est-à-dire comprend des multiples ouvertures permettant au matériau isolant de s’insérer entre les deux feuilles souples 41’.
Dans une exécution préférée, cet ajourage est aussi réalisé sur la feuille souple 41’ fixée ou en contact avec la plaque arrière. Cet ajourage permet de limiter le poids des feuilles souples 41’ mais aussi de permettre de limiter les dégradations de performances. En effet, avec une feuille souple 41’ pleine en contact avec la plaque arrière, il existe le risque d’une dégradation des performances du panneau ci cette feuille souple 41’ est réalisée dans un matériau ayant lui-même une mauvaise performance thermique.
Avec un ajourage, l’influence de ce matériau diminue et donc la dégradation des performances diminue aussi.
Dans le cas où les deux feuilles souples 41’ sont ajourées comme visible à la c’est-à-dire comprennent des ouvertures, il est nécessaire que cet ajourage ne perturbe pas l’agencement des picots 32. Pour cela, les deux feuilles souples 41’ sont, de préférence, ajourées de façon similaire de sorte que les ouvertures des deux feuilles souples 41’ soient en regard deux à deux.
Dans une exécution encore plus préférée, les deux feuilles souples 41’ sont remplacées chacun par une grille formée de fils entrecroisés comme visible à la . Ces deux grilles sont reliées entre elles par les picots, ceux–ci s’étendant depuis les fils formant les grilles.
Cette configuration en forme de grille permet avantageusement de limiter la quantité de matériau susceptible de dégrader les performances du panneau tout en permettant un bon remplissage du panneau avec le matériau isolant.
Pour cette troisième exécution, s’il est possible que la totalité des picots s’étendent entre les deux feuilles ou grilles c’est-à-dire soient en contact avec les deux feuilles ou grilles, il est alternativement possible que cela ne soit pas le cas.
En effet, il est envisageable qu’une partie des picots 32 s’étendent soient en contact des deux feuilles ou grilles et que l’autre partie des picots ne le soient pas. Ainsi, il serait possible d’avoir des picots s’étendant depuis l’une ou l’autre des feuilles ou grilles sans être en contact avec les deux feuilles ou grilles.
Les picots en contact des deux feuilles ou grilles ont une fonction supplémentaire, structurelle, qui consiste à maintenir les deux feuilles ou grilles espacées l’une de l’autre.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art.
Lorsque l’on souhaite recycler une partie de la fraction de résidus lourds (e.g. une partie de la fraction liquide lourde 207 et/ou une partie de l’asphalte résiduel 209, ou une partie de la DAO 208) dans le système d’hydroconversion (e.g. dans le réacteur à lit hybride 240 ou en amont), il peut être avantageux de laisser le catalyseur colloïdal ou moléculaire dans les résidus, et/ou la fraction d’asphalte résiduelle. Une purge sur le flux recyclé peut être mise en œuvre, en général pour éviter que certains composés ne s’accumulent à des niveaux excessifs.
La présente invention concerne également un système de lit bouillonnant-entraîné 200 configuré pour hydroconvertir la charge hydrocarbonée lourde 101 comme détaillé ci-dessus. Les références numériques mentionnées ci-dessous concernent la , qui illustre schématiquement un exemple d’un système d’hydroconversion en lit hybride selon l’invention. Ledit système 200 comprend : - le premier mélangeur conditionneur 210 configuré pour préparer une première charge hydrocarbonée lourde conditionnée 103 en mélangeant ladite charge hydrocarbonée lourde 101 avec un composé chimique organique 102 comprenant au moins une fonction acide carboxylique et/ou au moins une fonction ester et/ou une fonction anhydride d’acide ; - un deuxième mélangeur conditionneur 220 configuré pour préparer une deuxième charge hydrocarbonée lourde conditionnée 105 en mélangeant une composition de précurseur de catalyseur 104 avec ladite première charge hydrocarbonée lourde conditionnée 103 ; - au moins un dispositif de préchauffage 230 configuré pour chauffer la deuxième charge conditionnée 105 ; - l’au moins un réacteur à lit hybride bouillonnant-entraîné 240 configuré pour comprendre : -- un lit de catalyseur expansé comprenant une phase solide qui comporte un catalyseur supporté poreux en tant qu’une phase solide, -- une phase hydrocarbonée liquide comprenant ladite deuxième charge hydrocarbonée lourde conditionnée chauffée 106 contenant le catalyseur colloïdal ou moléculaire dispersé dans celle-ci ; -- et une phase gazeuse comprenant de l’hydrogène.
Ledit au moins un réacteur à lit hybride bouillonnant-entraîné 240 est configuré pour opérer en la présence d’hydrogène et dans des conditions d’hydroconversion afin de causer un craquage thermique d’hydrocarbures dans ladite deuxième charge hydrocarbonée lourde conditionnée pour fournir une matière valorisée 107.
Ledit au moins un dispositif de préchauffage 230 et/ou ledit au moins un réacteur à lit hybride bouillonnant-entraîné 240 sont également configurés pour former le catalyseur colloïdal ou moléculaire dans ladite deuxième charge hydrocarbonée lourde conditionnée.
Des détails concernant chaque appareil/dispositif/section utilisé(e) dans le système en lit bouillonnant-entraîné ont déjà été mentionnés ci-dessus en rapport avec le procédé et ne sont pas répétés.
L’exemple est basé sur un essai utilisant un dispositif analytique, appelé Alcor Hot Liquid Process Simulator, ou HLPS, simulant l’effet d’encrassement de résidus atmosphériques (AR) dans des échangeurs de chaleur. L’AR est pompé à travers un tube chauffant (échangeur de chaleur à tube-dans-coque à écoulement laminaire) dans des conditions contrôlées et des dépôts d’encrassement sont formés sur le tube chauffant. La température de l’AR qui sort de l’échangeur de chaleur est liée à l’effet des dépôts sur l’efficacité de l’échangeur de chaleur. La diminution de la température de sortie de liquide d’AR depuis sa valeur maximale initiale est appelée Delta T et est corrélée à la quantité de dépôts. Plus la diminution de Delta T est grande, plus la quantité d’encrassement et de dépôts est élevée.
La charge hydrocarbonée lourde (« Charge ») est un résidu atmosphérique (AR) dont la composition principale et les propriétés sont données dans le tableau 1 ci-dessous.
En référence aux figures 8 à 10, le diffuseur 52 comprend une pluralité de canaux 56 qui sont formés dans l’épaisseur de la paroi annulaire 53. Les canaux 56 sont destinés à être en communication fluidique avec les moyens d’injection (en particulier les injecteurs 17) du boitier 15. Il y a autant de canaux que d’injecteurs 17. Ici, il y a donc trente-deux canaux 56 qui sont répartis régulièrement autour de l’axe D. Chaque injecteur 17 débouche dans un canal 56. Les canaux 56 forment une paroi radialement interne 53a et une paroi radialement externe 53b. La paroi radialement interne 53b présente une longueur L2 inférieure à la longueur de la paroi radialement externe 53b. La longueur L2 est mesurée entre une première extrémité amont et une première extrémité aval. La longueur de la paroi radialement externe 53b correspond à la longueur L1 de la paroi annulaire 53. La paroi radialement externe comprend une deuxième extrémité aval en aval de la première extrémité aval. La deuxième extrémité aval forme le bord aval 55 du diffuseur 52. Chaque canal 56 est délimité par la paroi radialement interne 53b et la paroi radialement externe 53a qui sont reliées par un premier flanc 57a et un deuxième flanc 57b. Les premier et deuxième flancs 57a, 57b sont opposés suivant la direction circonférentielle (autour de l’axe D).