FR2482205A1 - Electric power station using solar energy - which heats molten salt eutectic circulating through steam generator, so steam is obtd. to drive turbo:alternator - Google Patents
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Abstract
Description
Centrale de conversion thermodynamique
utilisant le rayonnement solaire.Thermodynamic conversion plant
using solar radiation.
La présente invention a pour objet une centrale électrique de conversion thermodynamique dont la source d'énergie est constituée par le rayonnement solaire, comprenant plusieurs héliostats disposés de façon à concentrer le rayonnement solaire sur un récepteur placé à une altitude supérieure à celle d'une partie au moins des héliostats et disposé dans une boucle de circulation de caloporteur en phase liquide munie de moyens pour faire circuler le caloporteur d 'un récipient de stockage froid à gn récipient de stockage chaud à travers le récepteur. The subject of the present invention is a thermodynamic conversion power station, the energy source of which is constituted by solar radiation, comprising several heliostats arranged so as to concentrate the solar radiation on a receiver placed at an altitude higher than that of a part at least heliostats and arranged in a liquid phase coolant circulation loop provided with means for circulating the coolant from a cold storage container to a hot storage container through the receiver.
L'invention vise à fournir une centrale du type cidessus défini permettant d'atteindre un rendement élevé aussi bien en régime permanent, c'est-à-dire lorsque la centrale fournit une puissance de sortie correspondant à l'énergie solaire absorbée, que lors des phases de restitution de la chaleur stockée. The invention aims to provide a power plant of the above defined type, making it possible to achieve a high efficiency both under steady state conditions, that is to say when the power plant provides an output power corresponding to the absorbed solar energy, as well as during phases of restoring the stored heat.
Dans ce but, l'invention propose notamment une centrale du genre ci-dessus défini qui comprend une boucle primaire de transfert de chaleur comprenant des moyens de circulation du caloporteur liquide du récipient de stockage chaud au récipient de stockage froid à travers un générateur de vapeur, et une boucle secondaire eau-vapeur comprenant ledit générateur de vapeur, des moyens d'admission d'eau au générateur de vapeur et des moyens de détente et de condensation de la vapeur d'eau formée dans le géné-rateur. To this end, the invention proposes in particular a plant of the kind defined above which comprises a primary heat transfer loop comprising means for circulating the liquid coolant from the hot storage container to the cold storage container through a steam generator , and a secondary water-steam loop comprising said steam generator, means for admitting water to the steam generator and means for expanding and condensing the water vapor formed in the generator.
Le récepteur étant directement bouclé sur le récipient de stockage chaud qui alimente la boucle primaire, cette dernière conserve une température de source chaude élevée aussi bien en régime permanent que lors de la res titution. Le caloporteur sera avantageusement un mélange de sel fondu, dont la tension de vapeur est suffisamment faible à la température de fonctionnement pour éviter des pressions élevées dans la boucle de circulation et la boucle primaire. On utilisera avantageusement un mé lange eutectique stable à température élevée, ayant un bon coefficient de transfert thermique et un coût faible, n exerçant pas d'effet corrosif sur des matériaux métalliques appropriés. The receiver being directly looped on the hot storage container which feeds the primary loop, the latter retains a high hot source temperature both in steady state and during restitution. The coolant will advantageously be a mixture of molten salt, the vapor pressure of which is sufficiently low at operating temperature to avoid high pressures in the circulation loop and the primary loop. Advantageously, a eutectic mixture stable at high temperature, having a good coefficient of heat transfer and a low cost, not having a corrosive effect on suitable metallic materials, will be used.
La centrale suivant l'invention sera fréquemment implantée dans une zone à faible ressource en eau. Dans ce cas, on utilisera avantageusement un aérocondenseur sec, à tirage naturel, comme source de condensation. The plant according to the invention will frequently be located in an area with low water resources. In this case, it is advantageous to use a dry air condenser, with natural draft, as a source of condensation.
Le mélange de sel utilisé comme caloporteur aura généralement un point de solidification très supérieur à la température ambiante normale. Il est donc nécessaire de disposer de moyens de préchauffage des composants et des tuyauteries contenant -le caloporteur lors des démarrages. On utilisera avantageusement dans ce but un circuit parcouru par un fluide en phase liquide et utilisant comme source chaude des héliostats à concentration. Lorsque le point de solidification du caloporteur sera supérieur à loe0C, on aura intéret à utiliser comme fluide, dans le circuit auxiliaire de préchauffage, un fluide organique qui reste stable jusqu'à une température élevée, tel que celui commercialisé sous la marque "Gilotherm", qui permet sans difficulté d'atteindre une température de 3000C. The salt mixture used as a coolant will generally have a solidification point much higher than normal room temperature. It is therefore necessary to have means for preheating the components and the pipes containing the coolant during start-ups. A circuit advantageously used for this purpose will be used, traversed by a fluid in the liquid phase and using concentration heliostats as hot source. When the solidification point of the coolant is greater than loe0C, it will be advantageous to use as fluid, in the auxiliary preheating circuit, an organic fluid which remains stable up to a high temperature, such as that sold under the brand "Gilotherm" , which allows without difficulty to reach a temperature of 3000C.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'une centrale qui en constitue un mode particulier de mise en oeuvre, donné à titre d'exemple non limitatif. The invention will be better understood on reading the following description of a power station which constitutes a particular mode of implementation thereof, given by way of nonlimiting example.
La description se réfère au dessin qui l'accompagne, dans lequel la figure unique est un schéma de principe de l'installation. The description refers to the accompanying drawing, in which the single figure is a block diagram of the installation.
La Centrale dont le schéma thermodynamique est représenté sur la figure unique peut etre regardé comme comprenant une boucle thermodynamique de circulation d'un caloporteur en phase liquide, une boucle primaire de transfert de chaleur parcouru par le meme caloporteur, une boucle secondaire eau-vapeur, et divers auxiliaires. The plant, the thermodynamic diagram of which is shown in the single figure, can be viewed as comprising a thermodynamic circulation loop for a coolant in the liquid phase, a primary heat transfer loop traversed by the same coolant, a secondary water-vapor loop, and various auxiliaries.
Les trois boucles seront successivement décrites. The three loops will be successively described.
La boucle de circulation comporte un récep- teur solaire 10 relié par une branche froide 11 à un récipient de stockage froid 12 et par une branche chaude 13 à un récipient de stockage chaud 14, destiné à stocker l'énergie sous forme thermique. Une pompe 15 immergée dans le récipient de stockage froid 12 permet de faire circulerle caloporteur liquide du récipient 1-2 vers le récepteur 10 et, de là, vers la branche chaude 13. Une vanne à trois voies 16 placée sur la conduite chaudel3 permet d'orienter normalement l'écoulement de caloporteur vers le récipient 14, et, en cas de besoin, de ramener vers le récipient 12 le caloporteur qui a parcouru le récepteur. Les récipients seront constitués par des réservoirs de plusieurs centaines de m3. The circulation loop comprises a solar receiver 10 connected by a cold branch 11 to a cold storage container 12 and by a hot branch 13 to a hot storage container 14, intended to store energy in thermal form. A pump 15 immersed in the cold storage container 12 makes it possible to circulate the liquid coolant from the container 1-2 to the receiver 10 and, from there, to the hot branch 13. A three-way valve 16 placed on the boiler line 3 allows 'Normally direct the flow of coolant to the container 14, and, if necessary, bring back to the container 12 the coolant that has passed through the receiver. The containers will be made up of tanks of several hundred m3.
Le caloporteur est constitué par un liquide qui reste monophasique à la température de fonctionnement la plus élevée. Ce choix permet de faire fonctionner la boucle de circulation et la boucle primaire à pression modérée et à température élevée, ce qui ne serait pas le cas si on utilisait une chaudière solaire à vapeur haute pression. Le caloporteur sera généralement un mélange de sels fondu, typiquement l'eutectique 53% KN03, 40% NaN02, 7S NaN03 qui a l'avantage - d'autoriser une température d'emploi élevée, jusqu'à
5000C environ, sans décomposition ni effets corrosifs
excessifs, - de permettre des flux thermiques élevés dans le récep-
teur, du fait de ses qualités de transfert thermique, - d'être peu coûteux.The coolant consists of a liquid which remains monophasic at the highest operating temperature. This choice makes it possible to operate the circulation loop and the primary loop at moderate pressure and at high temperature, which would not be the case if a high pressure steam solar boiler was used. The coolant will generally be a mixture of molten salts, typically the eutectic 53% KN03, 40% NaN02, 7S NaN03 which has the advantage - of allowing a high temperature of use, up to
5000C approx, without decomposition or corrosive effects
excessive, - to allow high heat fluxes in the receiver
due to its thermal transfer qualities, - to be inexpensive.
En contre-partie, cet eutectique a un point de solidification élevé, l420C environ, ce qui. oblige à prévoir des moyens de pré chauffage qui seront décrits plus loin et qui permettent de fondre le caloporteur avant démarrage de l'installation. In return, this eutectic has a high solidification point, around 1420C, which. requires the provision of preheating means which will be described later and which allow the heat transfer fluid to melt before starting the installation.
On voit que la boucle de circulation alimente le récipient chaud 14 de stockage thermique directement. It can be seen that the circulation loop supplies the hot container 14 for thermal storage directly.
L'absence d'échangeur de chaleur évite une perte de température et une perte de pression; Le montage en boucle ouverte ne permet évidemment pas de récupérer la pression hydrostatique de retour, mais l'augmentation d'énergie de pompage globale qui en résulte reste faible.The absence of a heat exchanger prevents loss of temperature and loss of pressure; The open loop assembly obviously does not make it possible to recover the hydrostatic return pressure, but the overall increase in pumping energy which results therefrom remains small.
Le récepteur 10 sera avantageusement constitué par une cavité prismatique, typiquement parallélépipédique, présentant une face ouverte. Les parois internes de cette 'cavité sont tapissées de faisceaux de tubes montés en parallèle. Cette cavité peut être munie d'une porte (non représentée) destinée à diminuer les pertes pendant la nuit ou, plus généralement, les périodes de non ensoleillement. La face ouverte de la cavité est dirigée vers un champ d'héliostats orientables 17, dont la constitution est quelconque et peut par exemple être celle décrite dans le brevet français nO 76 18 953 de l'organisme demandeur. The receiver 10 will advantageously consist of a prismatic cavity, typically parallelepiped, having an open face. The internal walls of this cavity are lined with bundles of tubes mounted in parallel. This cavity can be provided with a door (not shown) intended to reduce losses during the night or, more generally, periods of non-sunshine. The open face of the cavity is directed towards a field of orientable heliostats 17, the constitution of which is arbitrary and can for example be that described in French patent No. 76 18 953 of the applicant organization.
La disposition relative du récepteur 10 et des héliostats 17 est choisie en fonction de la latitude du lieu de la centrale et du relief local. En général, le récepteur 10 sera placé sur une tour de façon à être à une altitude supérieure à celle d'une partie au moins des héliostats. La cavité sera alors inclinée vers le bas, son axe étant dirigé vers le centre énergétique du champ. The relative arrangement of the receiver 10 and the heliostats 17 is chosen as a function of the latitude of the location of the power station and of the local relief. In general, the receiver 10 will be placed on a tower so as to be at an altitude higher than that of at least part of the heliostats. The cavity will then be tilted downwards, its axis being directed towards the energy center of the field.
La boucle de circulation comporte encore un réservoir 18a à niveau libre en atmosphère inerte, permettant de maintenir la boucle pleine de caloporteur à toutes les charges. The circulation loop also includes a reservoir 18a at free level in an inert atmosphere, making it possible to keep the loop full of coolant at all loads.
L'emploi de deux récipients distincts 12 et 14, contenant des masses variables de caloporteur, permet d'éviter les problèmes de stratification rencontrés dans les installations de stockage à un seul réservoir, tout en autorisant un transvasement à l'aide de pompesnon representéessi cela est nécessaire. The use of two separate containers 12 and 14, containing variable masses of coolant, makes it possible to avoid the stratification problems encountered in storage installations with a single tank, while allowing transfer by means of pumps which are not shown here. is necessary.
La boucle primaire, parcourue par le caloporteur, comporte un générateur de vapeur 18 relié au récipient chaud 14 par une conduite munie d'une pompe de refoulement immergée 19 à vitesse variable et au récipient froid 12 par une conduite de retour 20. En règle genérale, chaque pompe sera placée en parallèle avec une autre et munie de vannes d'isolement, de façon à éviter une mise hors service de la centrale en cas de panne d'une pompe. The primary loop, traversed by the coolant, comprises a steam generator 18 connected to the hot container 14 by a pipe fitted with an immersed delivery pump 19 at variable speed and to the cold container 12 by a return pipe 20. As a general rule , each pump will be placed in parallel with another and fitted with isolation valves, so as to avoid shutting down the unit in the event of a pump failure.
Des conduites supplémentaires, indiquées en traits fins et également munies de pompes(non représentées)peuvent être prévues pour transvaser du caloporteur d'un récipient à l'autre.Additional pipes, indicated in thin lines and also fitted with pumps (not shown) can be provided for transferring the coolant from one container to another.
La boucle secondaire eau-vapeur comporte les faisceaux de tubes secondaires du générateur de vapeur 18, qui assure les fonctions d'économiseur,dévorateur et de surchauffeur. La vapeur surchauffée produite dans le générateur de vapeur 18 est admise à la turbine 20 d'un groupe turbo-alternateur où elle se détend, avant d'arriver à un aérocondenseur sec à tirage naturel 21. L'eau recueillie dans un ballon 22 est renvoyée par les pompes d'extraction 23 vers le générateur de vapeur 18. De façon classique, la boucle secondaire comprend des échangeurs 24 de réchauffage d'eau alimentaire alimentés par des soutirages 25 sur la turbine.L'eau sortant des échangeurs 24 est collectée dans une bâche alimentaire 33 d'où une.pompe-ali- mentaire 34, placée comme les précédentes en parallèle avec une pompe de secours, la renvoie au générateur de vapeut 18 par l'intermédiaire d'un échangeur 31 de réchauffage qui sera décrit plus loin. The secondary water-steam loop includes the bundles of secondary tubes of the steam generator 18, which performs the functions of economizer, devourer and superheater. The superheated steam produced in the steam generator 18 is admitted to the turbine 20 of a turbo-alternator group where it relaxes, before arriving at a dry air condenser with natural draft 21. The water collected in a balloon 22 is returned by the extraction pumps 23 to the steam generator 18. Conventionally, the secondary loop includes exchangers 24 for heating food water supplied by withdrawals 25 on the turbine. The water leaving the exchangers 24 is collected in a food cover 33 from which a food pump 34, placed like the previous ones in parallel with a backup pump, returns it to the vapor generator 18 via a heat exchanger 31 which will be described further.
Les auxiliaires de la centrale comprennent X notamment une boucle auxiliaire, qui est nécessaire pour porter lecaloporteur à son point de fusion avant démarrage effectif de la centrale. La source d'énergie de cette boucle auxiliaire peut etre constituée par un groupe électrogène à moteur diesel. I1 est toutefois préférable d'utiliser, comme source d'énergie primaire, l'énergie solaire. The plant auxiliaries include X in particular an auxiliary loop, which is necessary to bring the coolant to its melting point before the plant actually starts. The energy source of this auxiliary loop can be constituted by a generator set with diesel engine. However, it is preferable to use solar energy as the primary energy source.
Dans le mode de réalisation schématisé sur la figure, la boucle auxiliaire, prévue pour fournir une source chaude utilisable dans une large bande de température, typiquement de 1800C à 3000C lorsque le caloporteur est l'eutec tique mentionné plus haut, qui fond à 1420C, comporte une batterie de capteurs ou héliostats à concentration 26. Chaque héliostat, constitué par un réflecteur parabolique et un faisceau de chauffage 26 placé au foyer du réflecteur, constitue avec sa moto-pompe électrique de circulation 27 et son organe de réglage de débit pour contrôle de la température un module indépendant.Les motopoJnpes 27 peuvent etre remplacées par une pompe unique associée à un réglage de débit global par re cîrculateur pour maintenir constante la température de sortie finale.In the embodiment shown diagrammatically in the figure, the auxiliary loop, intended to provide a hot source usable in a wide temperature band, typically from 1800C to 3000C when the coolant is the eutec tick mentioned above, which melts at 1420C, comprises a battery of concentrating sensors or heliostats 26. Each heliostat, constituted by a parabolic reflector and a heating beam 26 placed at the focal point of the reflector, constitutes with its electric circulation motor-pump 27 and its flow adjustment member for control of temperature an independent module. MotopoJnpes 27 can be replaced by a single pump associated with a global flow adjustment by recirculator to maintain constant the final outlet temperature.
Tous les modules ainsi constitués sont placets en parallèle dans la boucle. Cette dernière comprend un réservoir He stockage à stratification 28 maintenu rempli en permanence par un vase d'expansion 29. Le fluide remplissant la boucle auxiliaire est avantageusement un liquide organique capable de supporter sans décomposition une température de l'ordre de 3300C, nécessaire pour fondre le mélange de sels fondu dans de bonnes conditions et assurer une production d'eau surchauffée. On peut notamment utiliser le liquide organique commercialisé sous la marque "Gilotherm TH".All the modules thus formed are placed in parallel in the loop. The latter comprises a stratified storage tank He 28 kept permanently filled by an expansion tank 29. The fluid filling the auxiliary loop is advantageously an organic liquid capable of withstanding without decomposition a temperature of the order of 3300C, necessary for melting the salt mixture melted under good conditions and ensure production of superheated water. It is possible in particular to use the organic liquid sold under the brand "Gilotherm TH".
Une pompe 30, encore doublée par une pompe de secours, permet de faire circuler le caloporteur de la boucle auxiliaire de la partie haute du réservoir 28 à la partie basse dans un circuit qui alimente plusieurs organes placés en parallèle et qui seront maintenant décrits. A pump 30, further doubled by a backup pump, makes it possible to circulate the coolant of the auxiliary loop from the upper part of the reservoir 28 to the lower part in a circuit which supplies several members placed in parallel and which will now be described.
L'un de ces orqanes est constitué par un échangeur 32 de première fusion du sel caloporteur de la centrale. Cet échangeur 32 est placé dans un bac de fusion 35 associé au récipient de stockage froid 12. Un thermoplongeur électrique (non représenté) permet de fondre une première charge et de remplir le bac de fusion, après quoi l'échangeur 32 prend la relève. One of these orqanes is constituted by an exchanger 32 of primary fusion of the heat transfer salt of the power station. This exchanger 32 is placed in a melting tank 35 associated with the cold storage container 12. An electric immersion heater (not shown) makes it possible to melt a first charge and fill the melting tank, after which the exchanger 32 takes over.
Dans le mode de réalisation illustré, liéchan- geur 31 de réchauffage d'eau du générateur de vapeur est disposé en série entre les pompes alimentaires 34 et le générateur 18, de façon à réduire la robinetterie nécessaire. Cet échangeur 31 pourrait évidemment etre disposé à d'autres emplacements. Si la capacité de stockage du réservoir 28 est suffisante pour qu'on dispose encore d'un appoint thermique après démarrage, le réchauffeur 31 peut etre utilisé comme réchauffeur haute pression complémentaire d'eau alimentaire, notamment aux basses charges. In the illustrated embodiment, the water heater reheater 31 of the steam generator is arranged in series between the food pumps 34 and the generator 18, so as to reduce the necessary fittings. This exchanger 31 could obviously be arranged in other locations. If the storage capacity of the reservoir 28 is sufficient for there to still be a thermal backup after start-up, the heater 31 can be used as a high-pressure heater complementary to drinking water, especially at low loads.
L'installation représentée comporte encore une conduite munie d'une vanne 36 qui permet d'effectuer le réchauffage d'eau alimentaire au démarrage,en deux temps: on monte d'abord en température jusqu'à 1000C par recirculation entre le générateur de vapeur 18 et la bâche alimentaire 33; on alimente ensuite le générateur de vapeur 18 en eau surchauffée à partir du réchauffeur 31 au moment de la mise en service de la partie du générateur de vapeur 18 parcourue parle sel fondu. En variante, cette opération s'effectue également par traçage en générateur de vapeur vide et admission d'eau rechauffée pour l'échangeur 31. The installation shown also comprises a pipe fitted with a valve 36 which makes it possible to reheat food water at start-up, in two stages: the temperature is first raised to 1000C by recirculation between the steam generator 18 and the food cover 33; then the steam generator 18 is supplied with superheated water from the heater 31 when the part of the steam generator 18 traversed by molten salt is put into service. As a variant, this operation is also carried out by tracing in an empty steam generator and admission of heated water for the exchanger 31.
L'installation comporte enfin un échangeur 37 liquide organique-eau permettant de fournir de l'eau surchauffée à un circuit dont seule une fraction est représentée. Ce circuit, qui comporte une pompe de circulation 38 et un pressuriseur 39, alimente les serpentins de préchauffage des récipients 12 et 14 du générateur de vapeur et des conduites de circulation du caloporteur primaire, et éventuellement des moyens de chauffage des divers batiments. The installation finally comprises an organic liquid-water exchanger 37 making it possible to supply superheated water to a circuit of which only a fraction is shown. This circuit, which comprises a circulation pump 38 and a pressurizer 39, supplies the preheating coils of the receptacles 12 and 14 of the steam generator and of the circulation pipes of the primary coolant, and possibly of the means for heating the various buildings.
Naturellement, certaines au moins de ses fonctions peuvent utiliser d'autres sources d'énergie. On peut par exemple utiliser des conduites dites "tracées", munies de cordons électriques de chauffage.Naturally, at least some of its functions can use other sources of energy. One can for example use so-called "traced" pipes, provided with electric heating cords.
Enfin, la centrale peut comporter des auxiliaires à alimentation électrique à partir,du secteur. Elle devra enfin incorporer un système de commande destiné à orienter les héliostats, à commander les pompes et à conduire l'installation. Finally, the central unit may include auxiliaries with electrical supply from the sector. Finally, it must incorporate a control system intended to orient the heliostats, control the pumps and control the installation.
A titre d'exemple, on donnera maintenant des caractéristiques acceptables pour une centrale implantée en-un lieu où l'éclairement maximum est de 1040 W/m2 et dont la chaudière 10 reçoit une puissance thermique maximale de 9 MW. By way of example, we will now give acceptable characteristics for a power plant located in a place where the maximum illumination is 1040 W / m2 and whose boiler 10 receives a maximum thermal power of 9 MW.
Les héliostats 17, au nombre de 200, sont constitués de miroirs concaves en verre sandwich de 54 m2 environ, portés par une structure métallique en treillis orientable en site et en azimuth et représentant donc une surface réfléchissante totale de 10.740 m2. The heliostats 17, 200 in number, consist of concave sandwich glass mirrors of approximately 54 m2, carried by a metallic lattice structure orientable in elevation and in azimuth and therefore representing a total reflecting surface of 10,740 m2.
Les héliostats sont implantés sur le terrain naturel au nord de la tour en tenant compte à la fois de la typographie exacte des lieux et des données d'ensoleillement détaillées du site. The heliostats are located on the natural terrain to the north of the tower, taking into account both the exact typography of the places and the detailed sunshine data of the site.
La chaudière 10 de la boucle de circulation comporte une cavité de 4x4x3,5m, située à 80 m d'altitude sur une tour. C'est une chaudière à circulation forcée, capable d'admettre le flux solaire concentré jusqu'à 700 fois. Les températures nominales d'entrée et de sortie de la -chaudière sont de 2500C et 4500cri Les récipients de stockage 12 et 14 sont constitués par des cuves dont le volume est choisi pour correspondre à six heures d'ensoleillement à environ 80 % de l'éclairement maximum. Dans le cas envisagé plus haut d'un mélange de sels, on peut prévoir deux cuves 12 et 14 de 15 m de long et 5 m de diamètre et une masse totale de caloporteur de 540 T. The boiler 10 of the circulation loop has a 4x4x3.5m cavity, located at an altitude of 80 m on a tower. It is a forced circulation boiler, capable of admitting concentrated solar flux up to 700 times. The nominal inlet and outlet temperatures of the boiler are 2500C and 4500cri The storage containers 12 and 14 are constituted by tanks whose volume is chosen to correspond to six hours of sunshine at about 80% of the maximum illumination. In the case considered above of a mixture of salts, it is possible to provide two tanks 12 and 14 of 15 m long and 5 m in diameter and a total mass of coolant of 540 T.
La boucle de circulation comporte deux pompes de refoulement 15 à vitesse variable, permettant de faire circuler un débit nominal de 104 t/h sous une pression de 40 bars, à travers la chaudière 10. Ces deux pompes correspondent chacune à 100% de la puissance maximale et sont capables de surdebit de 15% par rapport au débit nominal. The circulation loop comprises two discharge pumps 15 at variable speed, making it possible to circulate a nominal flow rate of 104 t / h under a pressure of 40 bars, through the boiler 10. These two pumps each correspond to 100% of the power maximum and are capable of 15% overflow compared to the nominal flow.
La présence des cuves de stockage 12 et 14 et la séparation de la boucle primaire et de la boucle de circulation permettent de découpler la puissance du générateur de vapeur 18 de celle de la chaudière 10. Le géne- rateur 18, de 2 MW thermiques dans exemple ci-dessus, est parcouru par le caloporteur refoulé par deux pompes "chaudes" 19 capables d'assurer un débit nominal de 92 t/h sous 10 bars et un surdébit de 15% par rapport au débit nominal. The presence of the storage tanks 12 and 14 and the separation of the primary loop and the circulation loop make it possible to decouple the power of the steam generator 18 from that of the boiler 10. The generator 18, of 2 MW thermal in example above, is traversed by the pumped coolant by two "hot" pumps 19 capable of ensuring a nominal flow of 92 t / h under 10 bars and an overflow of 15% compared to the nominal flow.
La boucle secondaire eau-vapeur comporte un groupe turbo-alternateur dont la puissance nominale est de 2,5 MWe. Le générateur de vapeur 18 est prévu pour une température d'entrée d'eau nominale de 2000C et minimale de 165"C. I1 fournit normalement de la vapeur à 43O0C sous 40 bars. The secondary water-steam loop includes a turbo-generator group with a nominal power of 2.5 MWe. The steam generator 18 is designed for a nominal inlet water temperature of 2000 ° C. and a minimum of 165 "C. It normally supplies steam at 43 ° C. at 40 bars.
La boucle auxiliaire est prévue pour fournir une puissance de 4à5tSth. Elle comporte une cuve 28 destinée à stocker jusqu'à 80 m3 de liquide organique dont la température nominale est de 1800C en bas et 320 OC en haut de la cuve. The auxiliary loop is designed to provide a power of 4à5tSth. It includes a tank 28 intended to store up to 80 m3 of organic liquid whose nominal temperature is 1800C at the bottom and 320 OC at the top of the tank.
Enfin un groupe électrogène de 300 KVA est prévu pour assurer les fonctions de sécurité et de secours. Finally, a 300 KVA generator set is provided to provide safety and emergency functions.
La centrale est susceptible d'etre utilisée suivant plusieurs modes de fonctionnement. The control unit can be used in several operating modes.
En cas d'arrêt de longue durée, les appareils contenant du caloporteur susceptible de figer sont vidangés par gravité dans les cuves 12 et 14. Lors du premier démarrage , la boucle auxiliaire est d'abord mise en service. Lorsqu'on dispose de liquide organique chaud, l'é- changeur 32 est mis en service pour fondre le caloporteur et permettre aux pompes 15 de remplir la boucle de circulation. Les appareils de cette dernière sont de leur côté réchauffés par leurs serpentins ou cordons de traçage. In the event of a long-term shutdown, the devices containing coolant liable to freeze are drained by gravity into the tanks 12 and 14. At the first start, the auxiliary loop is first put into service. When hot organic liquid is available, the exchanger 32 is put into service to melt the coolant and allow the pumps 15 to fill the circulation loop. The devices of the latter are heated by their coils or tracing cords.
Avant de mettre en service la boucle secondaire, l'eau d'alimentation est de son côté réchauffée à l'aide de l'échangeur 31. Before putting the secondary loop into service, the supply water is warmed up using exchanger 31.
En fonctionnement sous ensoleillement normal, l'énergie solaire absorbée dans la chaudière 10 chauffe le caloporteur dont le débit est réglé pour que la température d'amenée au récipient 14 soit de 4500C. Le stockage chaud s'effectue ainsi à température constante. Si l'ensoleillement est trop faible pendant une courte durée (matin, soir et passages nuageux courts), la vanne à trois voies 16 di rige le caloporteur vers la cuve 12 où le stockage froid s'effectue à température variable. In normal sunshine operation, the solar energy absorbed in the boiler 10 heats the coolant, the flow rate of which is adjusted so that the temperature of supply to the container 14 is 4500C. The hot storage is thus carried out at constant temperature. If the sunshine is too low for a short time (morning, evening and short cloudy periods), the three-way valve 16 directs the coolant to the tank 12 where the cold storage is carried out at variable temperature.
Dans un premier mode d'utilisation, le fonctionnement du groupe turbo-alternateur est continu, suivant une courbe de charge imposée qui doit évidemment tenir compte des possibilités de stockage. In a first mode of use, the operation of the turbo-generator group is continuous, according to an imposed load curve which must obviously take account of the storage possibilities.
Un second mode d'utilisation, en report, consiste à stocker l'énergie par accumulation de caloporteur chaud dans le récipient 14 et à ne mettre en service la boucle secondaire qu'aux heures de pointe ou aux heures pleines. A second mode of use, carried forward, consists in storing energy by accumulation of hot coolant in the container 14 and in putting the secondary loop into service only at peak hours or at peak hours.
L'invention est évidemment susceptible de nombreux modes de réalisation autres que ceux qui ont été representés et décrits à titre d'exemples et il doit etre entendu que la partie du présent brevet s'étend à toute variante restant dans le cadre des équivalences. The invention is obviously susceptible of numerous embodiments other than those which have been shown and described by way of examples and it should be understood that the part of this patent extends to any variant remaining within the framework of equivalences.
Claims (10)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2482205B1 (en) | 1983-07-01 |
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