FR3001254A1 - Installation et procede pour produire de l'energie mecanique ou electrique a partir d'un fluide a temperature superieure a la temperature ambiante - Google Patents

Installation et procede pour produire de l'energie mecanique ou electrique a partir d'un fluide a temperature superieure a la temperature ambiante Download PDF

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Abstract

Installation pour produire de l'énergie mécanique ou électrique à partir d'un fluide (9) à une température supérieure à la température ambiante, comportant successivement : - au moins un échangeur de chaleur air-fluide (17) pour recevoir au moins une partie du fluide et transférer de la chaleur du fluide reçu à de l'air entrant dans l'échangeur de chaleur, afin d'obtenir de l'air chauffé et du fluide refroidi (13), - au moins une turbine (21) pour détendre l'air chauffé et obtenir l'énergie mécanique ou électrique, - au moins un premier conduit intermédiaire pour acheminer l'air chauffé de l'échangeur de chaleur jusqu'à la turbine, et - une cheminée (5) pour recevoir l'air détendu et le mettre à l'atmosphère. L'installation comprend au moins un conduit d'admission (15) sensiblement convergent pour prélever de l'air extérieur (27) et délivrer à l'échangeur de chaleur au moins une fraction de l'air entrant, et un second conduit intermédiaire (23) pour acheminer l'air détendu de la turbine à la cheminée. Procédé correspondant.

Description

Installation et procédé pour produire de l'énergie mécanique ou électrique à partir d'un fluide à température supérieure à la température ambiante. Domaine technique.
La présente invention concerne une installation pour produire de l'énergie mécanique ou électrique à partir d'un fluide à température supérieure à la température ambiante, du type comportant successivement : - au moins un échangeur de chaleur air-fluide pour recevoir au moins une partie du fluide et transférer de la chaleur du fluide reçu à de l'air entrant dans l'échangeur de chaleur, afin d'obtenir de l'air chauffé et du fluide refroidi, l'échangeur de chaleur définissant une direction longitudinale de circulation de l'air dans l'échangeur de chaleur, - au moins une turbine pour détendre l'air chauffé et obtenir de l'air détendu et l'énergie mécanique ou électrique, - au moins un premier conduit intermédiaire pour acheminer l'air chauffé de l'échangeur de chaleur jusqu'à la turbine, et - une cheminée, de préférence divergente, pour recevoir l'air détendu et le mettre à l'atmosphère. L'invention concerne également un procédé correspondant de production d'énergie mécanique ou électrique, et une centrale de production d'énergie comprenant l'installation précitée. L'invention s'applique en particulier à la conversion en électricité de la chaleur perdue par une centrale de production d'énergie, par exemple une centrale solaire, thermique ou nucléaire.
Etat de la technique. La chaleur est en général perdue sous forme d'eau résiduelle à une température supérieure à la température ambiante, mais peu élevée, typiquement comprise entre 45°C et 100°C. La chaleur de l'eau résiduelle est le plw souvent évacuée dans l'environnement, par exemple dans une rivière ou dans la mer par échange thermique. Dans le cas des centrales nucléaires, le refroidissement de l'eau résiduelle a lieu dans une ou plusieurs tours de refroidissement. La chaleur ainsi perdue par une centrale représente typiquement 50 à 65% de la chaleur produite par la centrale et limite son rendement thermique.
Dans quelques cas favorables, une partie de la chaleur dissipée est utilisée en chauffage direct, en cogénération, mais elle n'est pas transformée en énergie mécanique ou électrique. Le plus souvent, le refroidissement de l'eau résiduelle reste une opération qui consomme de l'énergie.
Dans les pays où l'eau naturelle est rare, typiquement en Afrique du Sud, il est connu d'utiliser des systèmes de refroidissement à air se présentant généralement sous forme de condenseurs en forme de toit, refroidis par des ventilateurs placés en dessous, Pour produire de l'électricité, une cheminée a été construite en 1983 à Manzanarès, Espagne, puis démantelée en 1988. Son fonctionnement consistait à chauffer l'air en transit sous une serre transparente de 122 m de rayon, occupant une surface au sol de 46 760 m2, au moyen de la chaleur du soleil, et à canaliser l'air chaud vers une cheminée de 200 m de hauteur située au centre de la serre. Le mouvement de l'air était obtenu du fait que la densité de l'air chaud est plus faible que celle de l'air froid, l'air réchauffé se dirigeant naturellement vers la cheminée et actionnant lors de son passage une turbine située dans la cheminée. La vitesse maximale de l'air observée dans ce dispositif était de 12 m/s dans le col de la cheminée. La cheminée de Manzanarès produisait une puissance électrique maximale de 50 kW. Le brevet FR-B-2 903 740 appartenant au présent demandeur décrit une cheminée divergente, télescopique, auto-sustentée en fibre de carbone produisant de l'électricité grâce au déplacement d'air dans la cheminée dû (i) à une différence de pression entre le sol et l'altitude, (ii) au refroidissement de l'air dans la cheminée ayant pour effet d'augmenter sa vitesse par conservation de l'énergie. Toutefois, ni à Manzanarès, ni dans le document précité il n'est envisagé de récupérer la chaleur présente dans l'eau résiduelle d'une centrale thermique.
Le document DE-A-198 21 659 décrit également une serre de 4 km x 4 km au sol chauffant de l'air. L'air est chauffé la nuit par des serpentins dans lesquels circule de l'eau en provenance d'une centrale solaire voisine. L'air est évacué par une cheminée de 1000 m de haut. Des calculs montrent que, dans une telle installation, l'air circule à faible vitesse, inférieure à 10 m/s dans la serre et entre 10 et 20 m/s dans la cheminée, la puissance thermique dissipée en provenance de la centrale solaire restant faible, malgré une emprise au sol très importante de la serre et une grande hauteur de la cheminée. Description sommaire de l'invention.
Un but de l'invention est donc de proposer une installation permettant de valoriser la chaleur présente dans un fluide, par exemple une eau résiduelle en provenance d'une centrale de production d'énergie, pour produire de l'énergie mécanique ou électrique, et avec une emprise au sol et une hauteur modérées. A cet effet, l'invention a pour objet une installation pour produire de l'énergie mécanique ou électrique à partir d'un fluide à température supérieure à la température ambiante du type décrit ci-dessus, l'installation comprenant au moins un conduit d'admission sensiblement convergent pour prélever de l'air extérieur et délivrer à l'échangeur de chaleur au moins une fraction de l'air entrant, et un second conduit intermédiaire pour acheminer l'air détendu de la turbine à la cheminée. Selon des modes particuliers de réalisation, l'installation comprend l'une ou 10 plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le premier conduit intermédiaire est sensiblement convergent et propre à accélérer l'air acheminé à la turbine à une vitesse en sortie du premier conduit intermédiaire comprise entre 150 m/s et 250 m/s, de préférence égale à environ 210 m/s ; 15 - le conduit d'admission est propre à accélérer l'air à une vitesse en sortie du conduit d'admission comprise entre 50 m/s et 100 m/s, de préférence égale à environ 64 m/s ; - le conduit d'admission définit en entrée une surface de passage de l'air extérieur et en sortie une surface de passage de l'air vers l'échangeur de chaleur, le rapport obtenu 20 en divisant l'aire de la surface de passage en entrée par l'aire de la surface de passage en sortie étant compris entre 2 et 3, de préférence entre 2,3 et 2,7 ; - le conduit d'admission comprend : une enveloppe latérale comportant une paroi supérieure et une paroi inférieure sensiblement planes et parallèles entre elles, et deux parois latérales s'étendant chacune entre la paroi supérieure et la paroi inférieure, et une 25 pluralité de guides de flux répartis transversalement entre les deux parois latérales et définissant pour l'air extérieur une pluralité de passages sensiblement convergents, chacun des guides de flux et chacune des deux parois latérales comportant une portion aval s'orientant sensiblement selon la direction longitudinale ; - l'échangeur de chaleur comprend des tuyaux sensiblement parallèles à la 30 direction longitudinale pour faire circuler le fluide dans une zone d'échange thermique de l'échangeur de chaleur ; - l'échangeur de chaleur comprend une entrée d'air située longitudinalement du côté du conduit d'admission, une sortie d'air située longitudinalement du côté opposé à l'entrée d'air, chacun des tuyaux étant connecté fluidiquement à un autre des tuyaux pour 35 former une pluralité de tuyaux en « U », chaque tuyau en « U » comportant une entrée destinée à admettre une fraction du fluide et une sortie destinée à évacuer une fraction du fluide refroidi, tous les tuyaux en « U » étant orientés de manière à ce que les entrées et les sorties des tuyaux en « U » pointent longitudinalement vers l'un de l'entrée d'air et de la sortie d'air de l'échangeur de chaleur, de préférence vers l'entrée d'air de l'échangeur de chaleur ; - les tuyaux sont agencés aux noeuds d'un réseau à mailles rectangulaires, l'échangeur de chaleur comportant des entretoises métalliques reliant les tuyaux les uns aux autres selon les côtés des mailles du réseau, chacune des entretoises comportant deux bords longitudinaux fixés sur les tuyaux, les entretoises et les tuyaux définissant dans l'échangeur de chaleur des couloirs de circulation d'air longitudinaux ; - l'échangeur de chaleur comprend un ensemble de distribution du fluide et un ensemble collecteur du fluide refroidi, l'ensemble de distribution comportant au moins un collecteur d'entrée et des tuyaux de distribution connectés à intervalles réguliers sur le collecteur d'entrée selon une direction de circulation du fluide dans le collecteur d'entrée, l'ensemble collecteur comportant au moins un collecteur de sortie et des tuyaux collecteurs connectés à intervalles réguliers sur le collecteur de sortie selon une direction de circulation du fluide refroidi dans le collecteur de sortie, le collecteur d'entrée présentant une section transversale de passage du fluide se rétrécissant jusqu'à une extrémité du collecteur d'entrée dans le sens de circulation du fluide, la section de passage ayant une aire augmentant proportionnellement à la distance entre la section de passage et l'extrémité du collecteur d'entrée, le collecteur de sortie présentant une section de passage augmentant selon la direction de circulation du fluide refroidi dans le collecteur de sortie à partir d'une extrémité du collecteur de sortie, la section de passage du collecteur de sortie ayant une aire augmentant proportionnellement à la distance entre la section de passage du collecteur de sortie et l'extrémité du collecteur de sortie ; - l'échangeur de chaleur comporte des ailettes métalliques fixées sur les tuyaux, les ailettes s'étendant longitudinalement et faisant saillie radialement à partir des tuyaux. - les enveloppes externes de l'un ou plusieurs des éléments suivants sont démontables pour en permettre la maintenance : le conduit d'admission d'air, l'échangeur de chaleur air-fluide, le premier conduit intermédiaire, la turbine, le second conduit intermédiaire et la cheminée. L'invention a également pour objet un procédé de production d'énergie mécanique ou électrique à partir d'un fluide à une température supérieure à la température ambiante, le procédé comportant au moins les étapes suivantes : - transfert de chaleur dans au moins un échangeur de chaleur air-fluide d'au moins une partie du fluide vers de l'air entrant dans l'échangeur de chaleur pour obtenir de l'air chauffé et du fluide refroidi, l'échangeur de chaleur définissant une direction longitudinale de circulation de l'air dans l'échangeur de chaleur, - acheminement par un premier conduit intermédiaire de l'air chauffé de l'échangeur de chaleur à au moins une turbine, - détente de l'air chauffé dans la turbine pour obtenir de l'air détendu et l'énergie mécanique ou électrique, et - mise à l'atmosphère de l'air détendu par une cheminée, de préférence divergente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes : - prélèvement d'air extérieur par au moins un conduit d'admission sensiblement convergent et livraison de l'air prélevé à l'échangeur de chaleur, l'air délivré par le conduit d'admission fournissant au moins une fraction de l'air entrant, et - acheminement par un second conduit intermédiaire de l'air détendu de la turbine à une cheminée.
Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé met en oeuvre une installation telle que décrite ci-dessus, y compris dans les modes de réalisation particuliers de l'installation décrits ci-dessus. L'invention concerne enfin une centrale de production d'énergie produisant un fluide à température supérieure à la température ambiante, par exemple une centrale solaire, thermique ou nucléaire, la centrale : - comprenant une installation telle que décrite ci-dessus, l'installation produisant de l'énergie mécanique ou électrique à partir du fluide produit par la centrale de production d'énergie, ou - mettant en oeuvre un procédé tel que décrit ci-dessus, le procédé produisant de l'énergie mécanique ou électrique à partir du fluide produit par la centrale de production d'énergie. Description des Figures.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est vue de dessus d'une installation selon l'invention comportant six lignes de production d'énergie analogues les unes aux autres ; - la Figure 2 est une vue de profil d'une des lignes de production d'énergie de l'installation représentées sur la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue dessus de la ligne de production d'énergie représentée sur la Figure 2 ; - la Figure 4 est une vue de profil de la ligne de production d'énergie représentée sur les Figures 2 et 3, sans une partie de la cheminée ; - la Figure 5 est une vue de dessus du conduit d'admission d'air et d'une partie amont de l'échangeur de chaleur de la ligne de production d'énergie représentée sur les Figures 2 à 4 ; - la Figure 6 est une vue en coupe selon un plan longitudinal vertical d'une partie de l'échangeur de chaleur de la ligne de production représentée sur le Figures 2 à 4 ; - la Figure 7 est une vue en coupe selon un plan transversal d'une partie de l'échangeur de chaleur de la ligne de production représentée sur le Figures 2 à 4 ; et - la Figure 8 est une vue de dessus du collecteur de fluide de l'échangeur de chaleur de la ligne de production représentée sur le Figures 2 à 4.
Description détaillée de l'invention. En référence à la Figure 1, on décrit une installation 1 de production d'électricité. L'installation 1 comprend six lignes de production 3A à 3F et une cheminée 5 commune aux six lignes de production 3A à 3F. Selon des variantes non représentées, l'installation 1 comprend un nombre de lignes de production quelconque, allant par exemple de un à douze. L'installation 1 comprend des canalisations 7 alimentant chacune des lignes de production 3A à 3F en un fluide 9 provenant d'une centrale thermique (non représentée), et des canalisations 11 évacuant de chacune des lignes de production 3A à 3F un fluide refroidi 13. Le fluide 9 est par exemple de l'eau distillée. Le fluide 9 provient par exemple d'un condenseur (non représenté) de la centrale thermique. Le fluide 9 est à une température comprise entre 45°C et 100°C, par exemple à enviror54°C. Le fluide refroidi 13 est à une température comprise entre 5°C et 45°C, par exemple environ 33°C. Les lignes de production 3A à 3F sont avantageusement analogues. Elles sont disposées radialement à partir de la cheminée 5. Les lignes de production 3A à 3F sont réparties angulairement de manière régulière autour de la cheminée 5. Dans l'exemple représenté, deux lignes de production successives forment un angle a de 60°.
Les lignes de productions 3A à 3F étant analogues, seule la ligne de production 3A sera décrite ci-après, en référence aux Figures 2 à 4.
La ligne de production 3A comprend successivement un conduit 15 d'admission d'air dans l'installation 1, un échangeur de chaleur 17 définissant une direction longitudinale L de circulation d'air, un premier conduit intermédiaire d'air 19, une turbine 21 de détente d'air, et un second conduit intermédiaire d'air 23 débouchant dans la cheminée 5. La ligne de production 3A comprend en outre un générateur d'électricité 25 relié mécaniquement à la turbine 21. On définit aussi une direction transversale T sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale L et sensiblement horizontale. Le conduit 15 d'admission d'air se situe en périphérie de l'installation 1 (Figure 1).
Comme visible sur la Figure 5, le conduit 15 d'admission d'air prélève de l'air extérieur 27 et délivre de l'air 29 entrant dans l'échangeur de chaleur 17. Le conduit 15 comprend une enveloppe externe 31 délimitant en entrée une surface de passage 33 de l'air extérieur 27 et en sortie une surface de passage 35 de l'air 29 entrant dans l'échangeur de chaleur 17.
Par « surface de passage » ou « section de passage » d'un flux, on entend une surface qui est en chacun de ses points sensiblement perpendiculaire aux lignes du flux. La « vitesse » de l'air s'entend par exemple comme la vitesse moyenne de l'air sur une surface de passage de l'air. Les termes « amont » et « aval » s'entendent par rapport au sens de la circulation d'air dans l'installation 1 et non par rapport à la circulation du fluide 9. Le conduit 15 est sensiblement convergent, c'est-à-dire que les surfaces de passage de l'air successives ont des aires sensiblement décroissantes dans le sens de circulation de l'air. Le conduit 15 est avantageusement profilé aérodynamiquement pour réduire les pertes de charge dans l'air circulant dans le conduit 15.
Le conduit 15 est propre à accélérer l'air en sortie du conduit 15 à une vitesse comprise entre 50 m/s et 100 m/s. La surface de passage 33 est située du côté de la périphérie de l'installation 1. La surface de passage 33 présente une convexité tournée vers l'extérieur du conduit 15. La surface de passage 35 est sensiblement plane et perpendiculaire à la direction longitudinale L. Le rapport de l'aire de la surface de passage 33 en entrée par l'aire de la surface de passage 35 en sortie est compris entre 2 et 3. Avantageusement, il est compris entre 2,3 et 2,7 et vaut par exemple 2,5. La paroi externe 31 du conduit 15 comprend une paroi supérieure 37 (Figure 4), une paroi inférieure 39 et deux parois latérales 41, 43 (Figure 5) reliant la paroi supérieure 37 à la paroi inférieure 39. Le conduit 15 comporte en outre des guides de flux 45A à 45D pour réduire les pertes de charge de l'air dans le conduit 15 et en aval du conduit 15. La paroi supérieure 37 et la paroi inférieure 39 sont sensiblement horizontales et planes.
Les parois latérales 41, 43 sont verticales. Les parois latérales 41, 43 sont par exemple hautes de 2,5 m environ et s'étendent longitudinalement sur environ 5 à 6 m par exemple. Elles sont en outre incurvées, avec une convexité tournée vers l'intérieur du conduit 15. Les parois latérales 41, 43 comportent chacune une portion aval 45, 47 orientée sensiblement longitudinalement. Dit autrement, chacune des portions aval 47, 49 est tangente à un plan vertical parallèle à la direction longitudinale L. Les guides de flux 45A à 45D s'étendent de la surface de passage 33 de l'air extérieur 27 à la surface de passage 35 de l'air 29 entrant dans l'échangeur de chaleur 17. Les guides de flux 45A à 45D sont verticaux et disposés transversalement en éventail entre les parois latérales 41, 43, avantageusement de manière régulière. Les guides de flux 45A à 45D présentent avantageusement des dimensions similaires à celles des parois latérales 41, 43. Les guides de flux 45A à 45D définissent avec la paroi externe 31 du conduit 15 des passages d'air 51A à 51E sensiblement convergents. Les guides de flux 45A à 45D comprennent en outre une portion aval 53A à 53D orientée sensiblement longitudinalement. Dit autrement, chacune des portions aval 53A à 53D est sensiblement tangente à un plan vertical parallèle à la direction longitudinale L. L'échangeur de chaleur 17 comprend une enveloppe externe 55 définissant une veine de circulation d'air sensiblement selon la direction longitudinale L. L'échangeur de chaleur 17 comprend en outre une entrée d'air 57 connectant l'échangeur de chaleur 17 au conduit 15 d'admission d'air, et une sortie d'air 59 connectant l'échangeur de chaleur 17 au premier conduit intermédiaire 19. L'échangeur de chaleur 17 comprend un ensemble 61 d'échange thermique entre l'air et le fluide 9, un ensemble 63 de distribution du fluide 9 dans l'ensemble d'échange 61, et un ensemble collecteur 64 pour collecter le fluide refroidi 13 provenant de l'ensemble d'échange 61. L'enveloppe externe 55 présente une section transversale constante. L'enveloppe externe 55 est en fibre de verre. Selon des variantes, l'enveloppe externe 55 est en tout autre matériau étanche à l'air, isolant, et propre à résister à une dépression à l'intérieur de l'échangeur de chaleur 17, par exemple de l'ordre de 4 à 5 kPa.
L'entrée 57 et la sortie 59 ont par exemple une section carrée.
L'ensemble d'échange 61 s'étend selon la direction longitudinale L dans une zone d'échange thermique 62, par exemple sur une longueur L1 d'environ 10 m. Sur la Figure 6, l'ensemble d'échange 61 comprend une pluralité de tuyaux d'échange 65 en « U ».
Chaque tuyau d'échange 65 (Figures 6 et 7) s'étend dans un plan sensiblement vertical. La base du « U » est orientée vers la sortie d'air 59 de l'échangeur de chaleur 17. Les branches du « U » sont orientées vers l'entrée d'air 57 de l'échangeur de chaleur 17. Chaque tuyau d'échange 65 comporte un tuyau 67 de circulation du fluide 9 à cocourant avec l'air, un tuyau 69 de circulation du fluide 9 à contre-courant de l'air, et un tuyau de connexion 71 reliant le tuyau 67 au tuyau 69 et formant la base du « U ». Les tuyaux de connexion 71 sont par exemple en demi-cercle. Les tuyaux à co-courant 67 sont par exemple organisés selon trente-huit plans horizontaux superposés P1 comportant soixante-seize tuyaux 67 s'étendant longitudinalement. Les tuyaux 67 sont connectés du côté amont de l'échangeur de chaleur 17 à l'ensemble 63 de distribution du fluide 9. Chaque tuyau à contre-courant 69 est par exemple situé au dessus du tuyau à cocourant 67 appartenant au même tuyau d'échange 65 en « U ». Les tuyaux à contre-courant 69 sont par exemple organisés selon trente-huit plans horizontaux superposés P2 comportant soixante-seize tuyaux 69 s'étendant longitudinalement. Les tuyaux 69 sont connectés du côté amont de l'échangeur de chaleur 17 à l'ensemble collecteur 64. Les plans P1 et P2 alternent verticalement. Les tuyaux 67, 69, 71 ont par exemple un diamètre extérieur de 19 mm environ et une épaisseur de 1 mm. Ils sont par exemple en aluminium ou en cuivre. Les tuyaux 67, 69 s'étendent sensiblement selon la direction longitudinale L sur la longueur L1. Comme visible sur la Figure 7, les tuyaux 67, 69 sont agencés aux noeuds d'un réseau à mailles 73 rectangulaires, par exemple carrées. Les tuyaux 71 sont avantageusement profilés aérodynamiquement selon la direction longitudinale L pour réduire les pertes de charge de l'air dans l'échangeur de chaleur 17. Les tuyaux 67, 69 comportant des ailettes métalliques 72 fixées sur les tuyaux 67, 69. Les ailettes 72 s'étendent longitudinalement et font saillie radialement à partir des tuyaux 67, 69. Les ailettes 72 sont par exemple au nombre de vingt par tuyau 67, 69, et réparties en quatre groupes de cinq ailettes 72 par maille 73 du réseau. Les ailettes 72 ont par exemple une section perpendiculairement à la direction longitudinale L de forme triangulaire. Par exemple, la section triangulaire des ailettes 72 présente une base épaisse d'environ 1 mm et une extension radiale d'environ 4 mm. Des entretoises 75 relient les tuyaux 67, 69 selon les côtés des mailles 73 du réseau. Chaque entretoise 75 comporte deux bords longitudinaux 77 fixés sur deux des tuyaux 67, 69. Les entretoises 75 présentent par exemple la longueur L1 selon la direction longitudinale L, une largeur de 28 mm entre deux tuyaux 67, 69, et une épaisseur de 3 mm. Les entretoises 75 sont en aluminium ou en cuivre. Les entretoises horizontales 75 sont formées de deux demi-entretoises 75A et 75B fixées l'une dans le prolongement de l'autre pendant le montage de l'échangeur de chaleur 17 grâce à un système 75C d'engravures mâle-femelle. Les tuyaux 67, 69 situés au voisinage de l'enveloppe externe 55 sont reliés à l'enveloppe externe 55 par des entretoises 79 suivant les côtés des mailles 73 du réseau. Les entretoises 75, 79 comportent avantageusement un bord profilé 80 situé du côté amont de l'échangeur de chaleur 17, afin de réduire les pertes de charge dans l'air à l'endroit où l'air se divise sur les entretoises 75, 79. Les tuyaux 67, 69 et les ailettes 75, 79 définissent pour l'air des couloirs de circulation longitudinaux 81. Les couloirs de circulation 81 sont, dans l'exemple représenté, au nombre de 77 x 77. Les couloirs de circulation 81 présentent une largeur L2 selon la direction transversale T d'environ 44 mm et ont une hauteur H d'environ 44 mm. Avantageusement, les couloirs de circulation 81 présentent une enveloppe latérale en tous points sensiblement parallèle à la direction longitudinale L. Comme visible sur les Figures 5 et 8, l'ensemble 63 de distribution du fluide 9 se situe longitudinalement en amont de l'ensemble d'échange 61. L'ensemble 63 de distribution du fluide 9 comprend des collecteurs d'entrée 83 connectés à la canalisation 7 alimentant la ligne de production 3A en fluide 9, et des tuyaux de distribution 85 reliant les collecteurs d'entrée 83 à chaque tuyaux à co-courant 67 de l'ensemble d'échange 61. Les collecteurs d'entrée 83 sont, dans l'exemple représenté, au nombre de trente-huit. Les collecteurs d'entrée 83 s'étendent sensiblement dans des plans horizontaux P1.
Les collecteurs d'entrée 83 sont orientés sensiblement horizontalement selon une direction D1 formant un angle d'environ 45° avec la direction longitudinale L. Chaque collecteur d'entrée 83 comporte une entrée 86 de fluide 9, et une extrémité 87 opposée à l'entrée 86 selon la direction D1. L'extrémité 87 est plus proche des tuyaux d'échange 65 que l'entrée 86 et située longitudinalement plus en aval que l'entrée 85.
En outre, chaque collecteur d'entrée 83 définit, de l'entrée 86 à l'extrémité 87, des sections de passage perpendiculairement à la direction D1 ayant une aire se réduisant proportionnellement en fonction de la distance selon la direction D1. En d'autres termes, l'aire d'une section de passage 89 se situant à une distance d de l'extrémité 87 a une aire sensiblement proportionnelle à la distance d. Les tuyaux de distribution 85 s'étendent dans les trente-huit plans P1 et sont au nombre de trente-huit dans chaque plan P1. Chaque tuyau de distribution 85 comporte une première portion 91 transversale, et une seconde portion 93 longitudinale séparée de la première portion 91 par un coude à environ 90°.
Les premières portions 91 de tous les tuyaux de distribution 85 d'un des plans P1 sont connectées à intervalles réguliers selon la direction longitudinale L au collecteur d'entrée 83 s'étendant dans le plan P1 en question. Les premières portions 91 sont avantageusement profilées aérodynamiquement selon la direction longitudinale L pour réduire les pertes de charge de l'air dans l'échangeur de chaleur 17.
Les secondes portions 93 sont connectées aux tuyaux à co-courant 67 du plan P1 en question. L'ensemble collecteur 64 du fluide refroidi 13 présente une structure analogue à celle de l'ensemble 63 de distribution du fluide 9. L'ensemble collecteur 64 ne sera pas décrit en détail. L'ensemble collecteur 64 (Figure 5) comprend des collecteurs de sortie 95 s'étendant sensiblement dans des plans horizontaux P2 et orientés selon une direction D2, au nombre de trente-huit, et des tuyaux collecteurs 97 pour collecter le fluide refroidi 13 en provenance des tuyaux à contre-courant 69. Les collecteurs de sortie 95 comportent une sortie 99 pour le fluide refroidi 13 et une extrémité 101. Chaque collecteur de sortie 95 définit, de l'extrémité 101 à la sortie 99, des sections de passage du fluide refroidi 13 perpendiculairement à la direction D2 ayant une aire augmentant proportionnellement avec la distance selon la direction D2. Selon un mode de réalisation alternatif, les collecteurs d'entrée 83 et les collecteurs de sortie 95 sont remplacés par un collecteur unique d'entrée et un collecteur unique de sortie (non représentés), tous deux avantageusement en forme de dièdre.
Le premier conduit intermédiaire 19 comporte une enveloppe 103 située dans le prolongement de l'enveloppe 55 de l'échangeur de chaleur 17. L'enveloppe 103 définit une entrée 105 du premier conduit intermédiaire 19 correspondant à la sortie 59 de section carrée de l'échangeur de chaleur 17, et une sortie 107 située en entrée de la turbine 21 et de section sensiblement circulaire.
L'enveloppe 103 possède avantageusement une forme aérodynamique permettant de passer de la forme carrée de l'entrée 105 à la forme sensiblement circulaire de la sortie 107. L'enveloppe 103 est de forme sensiblement convergente. L'enveloppe 103 est propre à augmenter la vitesse de l'air entre l'entrée 105 et la sortie 107 d'un facteur d'environ trois, par exemple d'environ 64 m/s à environ 210 m/s. La turbine 21 se situe à un col de la ligne de production 3A, c'est-à-dire à l'endroit présentant la section de passage de l'air la plus petite. La turbine 21 peut comprendre un ou plusieurs étages, comportant par exemple un stator 109, un rotor 111, et un arbre 113 reliant mécaniquement le rotor 111 au générateur d'électricité 25. Le second conduit intermédiaire 23 comporte une enveloppe externe 115, une enveloppe interne 117 en forme de goutte, et une section de sortie 119 par laquelle le second conduit intermédiaire débouche dans la cheminée 5.
L'enveloppe interne 117 entoure le générateur d'électricité 25 et divise le flux d'air sortant de la turbine 21 autour du générateur d'électricité 25. La section de sortie 119 est sensiblement horizontale. L'enveloppe externe 115 et l'enveloppe interne 117 définissent un passage 121 sensiblement divergent pour l'air. L'enveloppe externe 115 et l'enveloppe interne 117 possèdent une forme générale avantageusement aérodynamique pour réduire les pertes de charge dans l'air. La forme générale de l'enveloppe externe 115 est incurvée vers le haut du côté de la section de sortie 119 pour faire passer l'air d'une circulation horizontale à une circulation sensiblement verticale. Le passage 121 est propre à réduire la vitesse de l'air entre la sortie de la turbine 21 et la section de sortie 119 du second conduit intermédiaire 23 d'un facteur d'environ 2. La cheminée 5 comprend une embase 123 fixée dans le sol et une partie tronconique 125 fixée sur l'embase 123. La cheminée 5 présente une hauteur comprise entre 10 m et 200 m. L'embase 123 comprend six secteurs 127A à 127F (Figure 3) disposés angulairement autour d'un axe vertical V, et un bulbe 129 situé entre les six secteurs 127A à 127F. Chaque secteur 127A à 127F reçoit le second conduit intermédiaire 23 de la ligne de production 3A à 3F correspondante. La partie tronconique 125 est divergente vers le haut. Par exemple, son diamètre inférieur est de 7 m environ et son diamètre supérieur est de 21 m environ. La partie tronconique 125 est avantageusement sensiblement adiabatique. Par exemple, la partie tronconique 125 est en fibres de carbone. Le fonctionnement de l'installation 1 va maintenant être décrit. Le fonctionnement des lignes de production 3A à 3F étant analogue, seul le fonctionnement de la ligne de production 3A sera décrit. Le fluide 9, dans l'exemple de l'eau, arrive à la ligne de production 3A par la canalisation 7 (Figures 1, 3 et 5) en provenance de la centrale thermique (non représentée). Le fluide 9 provient par exemple d'un ou plusieurs condenseurs (non représentés) et a une température de 54°C environ.
Le fluide 9 pénètre dans le système de distribution 63 de l'échangeur de chaleur 17 (Figure 5). Le fluide 9 arrive d'abord dans les trente-huit collecteurs d'entrée 83, dans lesquels il circule depuis l'entrée 86 vers l'extrémité 87 selon la direction D1. Le fluide 9 se répartit alors dans les premières portions 91 (Figure 8) des tuyaux de distribution 85. Grâce au fait que la section de passage 89 des collecteurs d'entrée 83 est sensiblement proportionnelle à la distance d, le fluide 9 circule sensiblement à la même vitesse dans toutes les premières portions 91 des tuyaux de distribution 85. Le fluide 9 parcourt les secondes portions 93 des tuyaux de distribution 85 et entre dans les tuyaux à co-courant 67 des tuyaux d'échange 65 (Figures 6 et 8). Le fluide 9 circule alors longitudinalement selon les plans P1 et à co-courant avec l'air circulant dans l'échangeur de chaleur 17. Arrivé au niveau de la sortie d'air 59 de l'échangeur de chaleur 17, le fluide 9 emprunte les tuyaux de connexion 71 et entre dans les tuyaux à contre-courant 69. Le fluide 9 circule alors longitudinalement selon les plans P2 à contre-courant avec l'air circulant dans l'échangeur de chaleur 17. Le fluide 9 cède de la chaleur à l'air circulant dans l'échangeur de chaleur 17 et devient le fluide refroidi 13. Les entretoises 75, 79 et les ailettes 72 assurent un bon contact thermique entre le fluide 9 et l'air circulant dans l'échangeur de chaleur 17. Chaque tuyau 67, 69 permet de transférer environ 5 kW de puissance thermique. Les tuyaux 67, 69 étant au nombre de 76 x 76, soit 5776, la puissance thermique totale transférée à l'air par la ligne de production 3A est d'environ 29 MW. Pour l'installation 1, comportant les six lignes de production 3A à 3F, la puissance thermique transférée à l'air par les échangeurs de chaleurs 17 est donc de 174 MW environ. En sortie des tuyaux à contre-courant 69, le fluide refroidi 13 est environ à 33°C. Le fluide refroidi 13 pénètre ensuite dans l'ensemble collecteur 64 (Figure 5). Le fluide refroidi 13 parcourt les tuyaux collecteurs 97 et arrive dans les collecteurs de sortie 95.
Le fluide refroidi 13 circule dans les collecteurs de sortie 95 depuis l'extrémité 101 jusqu'à la sortie 99 selon la direction D2. Grâce au fait que les collecteurs de sortie 95 possèdent une section de passage dont l'aire augmente proportionnellement avec la distance, le fluide refroidi 13 circule sensiblement à la même vitesse dans les tuyaux collecteurs 97. Les tuyaux de distribution 85 et les tuyaux collecteurs 97 traversent l'enveloppe 55 de l'échangeur de chaleur 17. La contrainte d'étanchéité à l'air et à l'eau de l'échangeur de chaleur 17 est plus simple à satisfaire du fait que l'ensemble de distribution 63 et l'ensemble collecteur 64 sont situés en amont de l'ensemble d'échange 61. La dépression à l'intérieur de l'échangeur 17 est la plus faible en amont de l'ensemble d'échange 61. Le fluide refroidi 13 sortant des collecteurs de sortie 95 est enfin retourné à la centrale thermique par la canalisation 11 (Figures 1, 3 et 5). L'air extérieur 27 entre dans le conduit d'admission 15 (Figures 2 à 5) par la surface de passage 33. Au niveau de la surface de passage 33, l'air possède une vitesse d'environ 25 m/s. L'air entré dans le conduit d'admission 15 emprunte les passages convergents 51A à 51 E et sort par la surface de passage 35. La surface de passage 35 est aussi l'entrée d'air 57 dans l'échangeur de chaleur 17. Au niveau de la surface de passage 35, l'air 29 entrant dans l'échangeur de chaleur 17 possède une vitesse d'environ 64 m/s. La vitesse de l'air est multipliée par environ 2,5 entre la surface de passage 33 et la surface de passage 35 du conduit d'admission 15. La température de l'air baisse d'environ 10°C entre la surface de passage 33 et la surface de passage 35, ce qui améliore l'efficacité thermique de l'échangeur de chaleur 17. En outre, grâce à l'orientation longitudinale des portions aval 45, 47, et 53A à 53D du conduit d'admission 15, l'air entre dans l'échangeur de chaleur 17 au niveau de la surface de passage 35 sensiblement parallèlement à la direction longitudinale L. L'air entré dans l'échangeur de chaleur 17 passe entre les tuyaux 85, 97 de l'ensemble de distribution 63 et de l'ensemble collecteur 64. L'air entre ensuite dans les couloirs de circulation longitudinaux 81 (Figures 6 et 7) dans lesquels il échange de la chaleur avec le fluide 9. La température de l'air augmente d'environ 34°C durant cet échange. L'enthalpie de l'air, entre l'entrée 57 et la sortie 59 de l'échangeur de chaleur 17, augmente de 34 kJ/kg environ. Grâce à la conformation de l'échangeur de chaleur 17, l'air traverse l'échangeur de chaleur 17 avec une perte de charge réduite, avantageusement inférieure à environ 11 kPa.
La vitesse de l'air dans l'échangeur de chaleur 17 accroît considérablement l'échange de chaleur entre le fluide 9 et l'air. En effet, l'échange thermique est normalement plus faible entre un liquide tel que l'eau et un gaz tel que l'air. Grâce à la vitesse de l'air dans l'échangeur de chaleur 17, l'échange de chaleur est comparable à celui existant entre deux liquides. L'air chauffé sortant de l'échangeur de chaleur 17 entre dans le premier conduit intermédiaire 19 (Figures 3 et 4). Entre l'entrée 105 et la sortie 107 du premier conduit intermédiaire 19, la vitesse de l'air est multipliée par trois environ. Dans l'exemple représenté, elle passe de 64 m/s environ à 210 m/s environ.
L'air entre donc dans la turbine 21 à environ 210 m/s et cède une partie de son énergie à la turbine 21. L'énergie cédée est récupérée sous forme d'énergie mécanique sur l'arbre 113 et transformée en énergie électrique par le générateur d'électricité 25. La production d'électricité de l'installation 1 est d'environ 16 MW. La centrale thermique produisant environ 174 MW d'électricité, la puissance électrique de 16 MW produite par l'installation 1 représente un gain de production d'environ 9%. Selon les conditions opératoires, le gain de production électrique va jusqu'à 25%. En outre, il n'y a pas d'émission de CO2 supplémentaire liée à ce gain de production. De plus, l'installation 1 permet à la centrale thermique de se passer de l'eau d'une rivière en tant que source froide. L'air extérieur 27 joue en effet le rôle de source froide. L'air, après son passage dans la turbine 21, emprunte le second conduit intermédiaire 23. En passant sur l'enveloppe interne 117, l'air récupère la chaleur produite par le générateur d'électricité 25.
Grâce au second conduit intermédiaire 23, l'air passe d'une circulation sensiblement longitudinale à une circulation verticale entre la sortie de la turbine 21 et la section de sortie 119 du second conduit intermédiaire 23. Le passage 121 du second conduit intermédiaire 23 étant divergent, la vitesse de l'air est réduite entre la sortie de la turbine 21 et la section de sortie 119. La vitesse de l'air est par exemple de 96 m/s environ à l'entrée de la cheminée 5. En sortie de la partie tronconique 125 de la cheminée 5, l'air a une vitesse réduite par rapport à la vitesse en entrée de la partie tronconique. La vitesse en sortie de la partie tronconique 125 est par exemple d'environ 11 m/s. La pression de l'air en sortie de la partie tronconique 125 est sensiblement égale à la pression atmosphérique à 200 m d'altitude.
Le fonctionnement expliqué ci-dessus correspond à un régime permanent de l'installation 1, lorsque l'air a atteint les vitesses élevées mentionnées ci-dessus. Afin de démarrer les lignes de production 3A à 3F, les turbines 21 sont mises en marche en apportant de l'énergie électrique aux générateurs 25 qui fonctionnent alors comme des moteurs d'entraînement des turbines 21. Ensuite, le fluide 9 en provenance de la centrale thermique est mis en circulation dans les échangeurs de chaleur 17. L'énergie cinétique de l'air traversant chaque turbine 21 augmente progressivement. Les générateurs 25 cessent alors d'entraîner les turbines 21 qui sont entraînées par la circulation d'air.
On va maintenant décrire une méthode avantageuse pour construire l'installation 1, plus spécifiquement l'échangeur de chaleur 17. Pour fabriquer l'échangeur de chaleur 17, on réalise d'abord par soudage des panneaux verticaux 127 rigides (Figure 8) comportant les tuyaux d'échange 65 en « U » et les entretoises 75, 79 verticales qui sont destinés à être situés sensiblement dans un même plan longitudinal vertical de l'échangeur de chaleur 17. Puis, pour chaque panneau 127, les demi-entroises 75A, 75B horizontales destinées à être situées de part et d'autre d'un des panneaux 127 transversalement sont soudées sur les panneaux 127 pour obtenir des panneaux complets 129. Ensuite, les panneaux complets 129, au nombre de soixante-seize dans l'exemple représenté, sont soudés les uns sur les autres le long des engravures 75C des demi- entretoises 75A, 75B. L'assemblage des panneaux complets 129 est par exemple renforcé par des cerclages en aluminium (non représentés) s'étendant dans des plans transversaux, répartis sur la longueur de l'échangeur de chaleur 17. Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, l'installation 1 utilise la chaleur présente dans le fluide 9 pour produire environ 16 MW d'électricité. Des calculs montrent que, pour une emprise au sol comparable, l'énergie fournie par l'installation 1 est environ 4120 fois plus importante que celle de la cheminée de Manzanarès. La hauteur de la cheminée 5 n'est en outre pas plus importante que celle de la cheminée de Manzanarès. Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, l'installation 1 est donc beaucoup plus performante que les installations de l'art antérieur précitées. En variante (non représentée), l'installation 1 est dépourvue de générateur d'électricité. L'énergie mécanique récupérée sur les arbres 113 est alors utilisée directement, par exemple au moyen d'un circuit hydraulique pour tout usage.35 Applications industrielles. La présente invention permet d'accroître la production d'électricité de toute centrale thermique à partir de la chaleur rejetée dans l'environnement, sans aucun carburant supplémentaire, en ne produisant aucun déchet industriel ni aucun effet de serre supplémentaire, et en ne puisant pas l'eau douce des rivières, qui constitue la source froide traditionnelle des centrales thermiques. Sur le plan écologique, l'invention permet d'une part de préserver l'eau douce naturelle en évitant qu'elle ne soit évaporée dans un processus industriel, et d'autre part d'éviter de rejeter des effluents chauds dans les rivières occasionnant des perturbations dans le milieu naturel. L'invention permet également d'accroître la production d'électricité garantie sans aucune émission de 002. Sur le plan industriel, l'invention permet d'accroître la production nette d'électricité de toute centrale thermique de 10% à 25%, sans utiliser de combustible additionnel, pour un coût d'investissement par kW équivalent à celui d'une centrale au gaz.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1.- Installation (1) pour produire de l'énergie mécanique ou électrique à partir d'un fluide (9) à une température supérieure à la température ambiante, l'installation (1) comportant successivement : - au moins un échangeur de chaleur air-fluide (17) pour recevoir au moins une partie du fluide (9) et transférer de la chaleur du fluide (9) reçu à de l'air (29) entrant dans l'échangeur de chaleur (17), afin d'obtenir de l'air chauffé et du fluide refroidi (13), l'échangeur de chaleur (17) définissant une direction longitudinale (L) de circulation de l'air dans l'échangeur de chaleur (17), - au moins une turbine (21) pour détendre l'air chauffé et obtenir de l'air détendu et l'énergie mécanique ou électrique, - au moins un premier conduit intermédiaire (19) pour acheminer l'air chauffé de l'échangeur de chaleur (17) jusqu'à la turbine (21), et - une cheminée (5), de préférence divergente, pour recevoir l'air détendu et le mettre à l'atmosphère, caractérisée en ce que l'installation (1) comprend au moins un conduit d'admission (15) sensiblement convergent pour prélever de l'air extérieur (27) et délivrer à l'échangeur de chaleur (17) au moins une fraction de l'air entrant (29), et un second conduit intermédiaire (23) pour acheminer l'air détendu de la turbine (21) à la cheminée (5).
  2. 2.- Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le premier conduit intermédiaire (19) est sensiblement convergent et propre à accélérer l'air acheminé à la turbine (21) à une vitesse en sortie (107) du premier conduit intermédiaire (19) comprise entre 150 m/s et 250 m/s, de préférence égale à environ 210 m/s.
  3. 3.- Installation (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le conduit d'admission (15) est propre à accélérer l'air à une vitesse en sortie du conduit d'admission (15) comprise entre 50 m/s et 100 m/s, de préférence égale à environ 64 m/s.
  4. 4.- Installation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le conduit d'admission (15) définit en entrée une surface (33) de passage de l'air extérieur (27) et en sortie une surface (35) de passage de l'air vers l'échangeur de chaleur (17), le rapport obtenu en divisant l'aire de la surface (33) de passage en entrée par l'aire de la surface (35) de passage en sortie étant compris entre 2 et 3, de préférence entre 2,3 et 2,7.
  5. 5.- Installation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le conduit d'admission (15) comprend :- une enveloppe latérale (31) comportant une paroi supérieure (37) et une paroi inférieure (39) sensiblement planes et parallèles entre elles, et deux parois latérales (41, 43) s'étendant chacune entre la paroi supérieure (37) et la paroi inférieure (39), et - une pluralité de guides de flux (45A, 45B, 45C, 45D) répartis transversalement entre les deux parois latérales (41, 43) et définissant pour l'air extérieur (27) une pluralité de passages (51A, 53B, 53C, 53D, 53E) sensiblement convergents, chacun des guides de flux (45A, 45B, 45C, 45D) et chacune des deux parois latérales (41, 43) comportant une portion aval (47A, 47B, 47C, 47D, 47, 49) s'orientant sensiblement selon la direction longitudinale (L).
  6. 6.- Installation (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (17) comprend des tuyaux (67, 69) sensiblement parallèles à la direction longitudinale (L) pour faire circuler le fluide (9) dans une zone d'échange thermique (62) de l'échangeur de chaleur (17).
  7. 7.- Installation (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (17) comprend une entrée d'air (57) située longitudinalement du côté du conduit d'admission (15), une sortie d'air (59) située longitudinalement du côté opposé à l'entrée d'air (57), chacun des tuyaux (67, 69) étant connecté fluidiquement à un autre des tuyaux (67, 69) pour former une pluralité de tuyaux en « U » (65), chaque tuyau en « U » (65) comportant une entrée destinée à admettre une fraction du fluide (9) et une sortie destinée à évacuer une fraction du fluide refroidi (13), tous les tuyaux en « U » (65) étant orientés de manière à ce que les entrées et les sorties des tuyaux en « U » pointent longitudinalement vers l'un de l'entrée d'air (57) et de la sortie d'air (59) de l'échangeur de chaleur (17), de préférence vers l'entrée d'air (57) de l'échangeur de chaleur (17).
  8. 8.- Installation (1) selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que les tuyaux (67, 69) sont agencés aux noeuds d'un réseau à mailles (73) rectangulaires, l'échangeur de chaleur (17) comportant des entretoises métalliques (75) reliant les tuyaux (67, 69) les uns aux autres selon les côtés des mailles (73) du réseau, chacune des entretoises (75) comportant deux bords longitudinaux (77) fixés sur les tuyaux (67, 69), les entretoises (75) et les tuyaux (67, 69) définissant dans l'échangeur de chaleur (17) des couloirs (81) de circulation d'air longitudinaux.
  9. 9.- Installation (1) selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que l'échangeur de chaleur (17) comprend un ensemble (63) de distribution du fluide (9) et un ensemble collecteur (64) du fluide refroidi (13), l'ensemble de distribution (63) comportant au moins un collecteur d'entrée (83) et des tuyaux de distribution (85) connectés à intervalles réguliers sur le collecteur d'entrée (83) selon une direction (D1) de circulation du fluide (9) dans le collecteur d'entrée (83), l'ensemble collecteur (64)comportant au moins un collecteur de sortie (95) et des tuyaux collecteurs (97) connectés à intervalles réguliers sur le collecteur de sortie (95) selon une direction (D2) de circulation du fluide refroidi (13) dans le collecteur de sortie (95), le collecteur d'entrée (83) présentant une section transversale (89) de passage du fluide (9) se rétrécissant jusqu'à une extrémité (87) du collecteur d'entrée (83) dans le sens de circulation du fluide, la section de passage (89) ayant une aire augmentant proportionnellement à la distance (d) entre la section de passage (89) et l'extrémité (87) du collecteur d'entrée (83), le collecteur de sortie (95) présentant une section de passage augmentant selon la direction (D2) de circulation du fluide refroidi (13) dans le collecteur de sortie (95) à partir d'une extrémité (101) du collecteur de sortie (95), la section de passage du collecteur de sortie (95) ayant une aire augmentant proportionnellement à la distance entre la section de passage du collecteur de sortie (95) et l'extrémité (101) du collecteur de sortie (95).
  10. 10.- Procédé de production d'énergie mécanique ou électrique à partir d'un fluide (9) à une température supérieure à la température ambiante, le procédé comportant au moins les étapes suivantes : - transfert de chaleur dans au moins un échangeur de chaleur air-fluide (17) d'au moins une partie du fluide (9) vers de l'air (29) entrant dans l'échangeur de chaleur (17) pour obtenir de l'air chauffé et du fluide refroidi (13), l'échangeur de chaleur (17) définissant une direction longitudinale (L) de circulation de l'air dans l'échangeur de chaleur (17), - acheminement par un premier conduit intermédiaire (19) de l'air chauffé de l'échangeur de chaleur (17) à au moins une turbine (21), - détente de l'air chauffé dans la turbine (21) pour obtenir de l'air détendu et l'énergie mécanique ou électrique, et - mise à l'atmosphère de l'air détendu par une cheminée (5), de préférence divergente, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes : - prélèvement d'air extérieur (27) par au moins un conduit d'admission (15) sensiblement convergent et livraison de l'air prélevé à l'échangeur de chaleur (17), l'air délivré par le conduit d'admission (15) fournissant au moins une fraction de l'air entrant (29), et - acheminement par un second conduit intermédiaire (23) de l'air détendu de la turbine (21) à une cheminée (5).
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