WO2020002471A1 - Installation and method for producing energy - Google Patents

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WO2020002471A1
WO2020002471A1 PCT/EP2019/067077 EP2019067077W WO2020002471A1 WO 2020002471 A1 WO2020002471 A1 WO 2020002471A1 EP 2019067077 W EP2019067077 W EP 2019067077W WO 2020002471 A1 WO2020002471 A1 WO 2020002471A1
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WO
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boiler
produced
steam
water
superheater
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/067077
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French (fr)
Inventor
Frank Tabaries
Bernard Siret
Eddie MARCARIAN
Christophe Lehaut
Original Assignee
Constructions Industrielles De La Méditerranée - Cnim
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B33/00—Steam-generation plants, e.g. comprising steam boilers of different types in mutual association
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste

Definitions

  • the present invention relates to an installation and a method for producing energy from fuels.
  • the production of energy, in particular electricity, can be carried out by the combustion of a material, which delivers heat used to produce water vapor which is then turbinated to supply energy, in particular electricity.
  • Solid recovery waste or residues can also be recovered energetically, such as household waste, industrial residues, etc., grouped under the acronym CSR for "Solid Recovery Fuel”.
  • biomass such as wood or straw, can also be used as fuel.
  • the purpose of this is to propose a new installation and a new process, which make it possible to produce energy in an optimized way from two different fuels that are biomass and another fuel, the combustion of which generates more corrosive fumes or fouling than those resulting from the combustion of biomass.
  • WO 2015/059653 discloses an installation and a method for producing electricity, which combine a boiler and an external superheater.
  • the boiler is associated with a waste combustion furnace and comprises an exchanger making it possible to vaporize, at the outlet of the exchanger, water supplying the exchanger.
  • the external superheater comprises an exchanger placed in a combustion chamber where an auxiliary gas, which may result from biomass, is burned by a burner.
  • EP 3 130 770 discloses an installation and a method for producing electricity, which couple a boiler, supplied with heat by the combustion of biomass, and a system for producing steam, including both a vaporizer, supplied with heat by a solar unit, and a boiler supplied with heat by the combustion of an “auxiliary” fuel (coal, gas or fuel).
  • the biomass boiler includes an economizer, a vaporizer and a superheater.
  • the superheated steam from the biomass boiler is sent to a turbine.
  • the water vapor produced by the solar vaporizer and the water vapor produced by the auxiliary boiler are provided saturated to be mixed in a common pipe before joining the superheater of the biomass boiler, in which they are directly admitted in input, together with the water vapor produced by the evaporator of the biomass boiler.
  • the auxiliary boiler produces water vapor that complements or even replaces the water vapor produced by the solar evaporator, depending on the variations in solar energy received by the solar unit.
  • the invention relates to an energy production installation, as defined in claim 1.
  • the invention also relates to a method for producing energy, as defined in claim 8.
  • the idea underlying the invention is to couple a first system for producing steam, based on the combustion of biomass, and at least a second system for producing steam and / or superheated water, based on the combustion of another fuel, "less clean" than biomass, by providing that the coupling between these systems is done by sending the steam and / or the superheated water produced by the or the second systems, to the boiler of the first system.
  • the energy produced by the or each second system is in the form of steam, possibly slightly superheated, and / or superheated water, which are not sent directly to a turbine unit, but which are sent, together with the steam produced by the first system, to the superheater of the boiler of the first system, the output of this superheater being sent to a turbine unit.
  • the above-mentioned turbine unit is therefore common to production systems and can operate under optimal thermodynamic conditions, in particular at high temperature and pressure levels for the superheated steam which is produced by the superheater of the first system from the combination of water vapor, produced by the first system, and the steam and / or superheated water produced by the second system (s).
  • the invention makes it possible to couple one or more secondary systems, which use fuels which are less clean than biomass and which operate at lower temperatures to avoid their fouling or their corrosion by combustion fumes, with a main system which uses biomass as fuel and whose thermodynamic cycle is optimized for the turbination of the superheated steam it produces.
  • the invention can only be implemented if the production of water vapor of the first system, compared to the production of the second system, remains at a sufficient minimum level, below which the energy produced by combustion biomass will not be sufficient to ensure the overheating of the mixture of water vapors from the first and second systems respectively.
  • the pollutants contained in the combustion fumes resulting from less clean fuels than the biomass can thus be concentrated in the second system or systems, which advantageously makes it possible to optimize the treatment of these fumes.
  • the production of or at least one of the second systems passes through a balloon of the first system, this balloon making it possible to collect together the steam, produced by the vaporizer of the boiler of the first system, and the steam and / or the superheated water produced by the boiler of the second system.
  • the production of at least one other of the second systems can be directly admitted to the inlet of the superheater of the boiler of the first system when this second system produces water vapor.
  • the production of energy by the second system or systems can be continuous production or backup production, while being, in both cases, maximally valued.
  • the coupling according to the invention can make it possible to intervene on the second system or systems, the operating conditions of which are the source of more operational difficulties, without the production of energy being interrupted thanks to the maintenance of the first production system.
  • FIG. 1 shows an energy production installation, comprising a first system for producing steam 100 and a second system for producing steam and / or superheated water 200, as well as a turbine unit 300.
  • the system 100 includes a combustion unit 101 designed to burn biomass.
  • the biomass burned in the combustion unit 101 consists of wood, in particular in the form of chips, granules or fragments, straw, fodder and / or bagasse of sugar cane.
  • the biomass envisaged here consists of products, waste and residues, composed of an agricultural or forestry plant material capable of being used as fuel in order to use its energy content: in essence, biomass is a source of renewable energy and the products, wastes and residues which compose it contain little chlorine and make a fairly clean combustion in the sense that the fumes from their combustion are only slightly corrosive and not very fouling for the equipment through which these fumes, fumes thus requiring only a relatively simple treatment.
  • the fumes resulting from combustion by the combustion unit 101 are referenced 1 in the figure.
  • the system 100 also includes a boiler 102 which makes it possible to transfer the heat from the fumes 1 to the water 2 supplying this boiler.
  • the boiler 102 thus makes it possible to recover part of the thermal energy resulting from the combustion of the biomass.
  • the fumes, referenced 3 in the figure have a lower temperature than the fumes 1 and are sent to a smoke treatment unit 103 before being discharged.
  • the smoke treatment unit 103 is based on known technology and will not be detailed here further.
  • the boiler 102 produces, from the water 2 supplying it, steam 4 which, at the outlet of the boiler, is sent to the turbine unit 300 to be turbinated therein and thus produce energy, especially electrical energy.
  • the boiler 102 includes:
  • a superheater 102.3 making it possible to superheat the water vapor produced by the vaporizer 102.2, the superheated water vapor coming from the superheater 102.3 forming the water vapor 4.
  • Each of the elements 102.1, 102.2 and 102.3 corresponds to a heat exchanger, which is based on a technology known per se and which makes it possible to recover the thermal energy of the fumes 1.
  • the boiler 102 also includes a balloon 102.4 making it possible to collect the water vapor produced by the vaporizer 102.2 and to supply with this water vapor the superheater 102.3.
  • the balloon 102.4 serves both to store water vapor for the vaporizer 102.2 and as a nurse in water vapor for the superheater 102.3.
  • the water vapor contained in the balloon 102.4 is dry or wet steam: wet steam means water vapor which is at a temperature equal to the dew temperature for the pressure considered, or else which contains a little water in liquid form; dry vapor means water vapor which is entirely in gaseous form and whose temperature is higher than the dew point temperature for the pressure considered.
  • the water vapor 4 produced by the superheater 102.3 has a temperature between 450 and 550 ° C. and a pressure between 80 and 130 bars relative, the system 100, in particular its superheater 102.3 , being adapted to bring the water vapor 4 to these temperature and pressure levels.
  • the economizer 102.1, the vaporizer 102.2, the superheater 102.3 and the tank 102.4 form, within the boiler 102, an integrated block, capable of supplying the steam superheated 4 from the water 2 feeding this block.
  • the water vapor 4 is turbinated by the turbine unit 300, seeing its thermodynamic condition change there, until forming, at the output of the turbine unit 300, a flow 5 admitted into a cooling unit 400, such as an air condenser.
  • the turbine unit 300 comprises for example a turbine or a turbo-alternator.
  • the liquid water 6 leaving the cooling unit 400 is sent to a condensate tank 500.
  • the system 200 comprises, for its part, a combustion unit 201 designed to burn a fuel other than biomass.
  • the combustion unit 201 differs mainly from the combustion unit 101 in that the fumes 7 from the combustion unit 201 are more corrosive and fouling than those from the unit 101, which does not make it viable. '' send the fumes 7 to heat exchangers which would operate at a temperature level as high as the elements 102.1, 102.2 and 102.3 of the boiler 102.
  • the fuel supplied to the combustion unit 201 consists of chlorinated waste and / or CSR (Solid Recovery Fuels), the combustion unit 201 being adapted accordingly.
  • the system 200 also includes a boiler 202 which makes it possible to transfer the heat of the fumes 7 coming from the combustion unit 201 to the water 8 supplying this boiler.
  • the fumes, referenced 9 At the outlet of the boiler 202, the fumes, referenced 9, have a lower temperature than the fumes 7 and are sent to a smoke treatment unit 203 before being discharged.
  • the smoke treatment unit 203 Insofar as, as explained above, the fumes from the combustion unit 201 are dirtier than the fumes from the combustion unit 101, the treatment implemented by the smoke treatment unit 203 is usually more complex than that implemented by the smoke treatment unit 103.
  • the smoke treatment unit 203 is based on a technology known per se and will not be detailed here further.
  • the water 8 supplying the boiler 202 comes from the condensate tank 500 and forms, at the outlet of the boiler 202, a flow 10 consisting of water vapor and / or superheated water.
  • the boiler 202 includes an economizer 202.1, making it possible to raise the temperature of the water 8 supplying the boiler 202, and a vaporizer 202.2 making it possible to vaporize and / or overheat the water heated by the economizer 202.1, so as to produce steam and / or superheated water 10 leaving the boiler 202.
  • the steam and / or superheated water 10 are sent to the balloon 102.4 of the system 100, and this totally and directly, in the sense that all or part of this steam and / or this superheated water 10 n is not introduced into the turbine unit 300 without passing through the boiler 102 of the system 100.
  • the steam and / or superheated water 10 produced by the boiler 202 are found, in the balloon 102.4, mixed with the water vapor produced by the vaporizer 102.2 of the boiler 102, to form the water vapor supplying the superheater 102.3 of the boiler 102.
  • the tank 102.4 is thus designed to, in the same internal volume of this tank, contain together the water vapor produced by the vaporizer 102.4 and the water vapor and / or superheated water 10 produced by the boiler 202.
  • the steam d water and / or superheated water 10 are produced by the boiler 202 at a pressure higher, in particular slightly higher, than the pressure of the internal volume of the tank 102.4.
  • the balloon 102.4 is equipped, at its entrance, with a mixer, making it possible to separately receive then mix the water vapor produced by the vaporizer 102.2 and the vapor of water and / or superheated water 10 produced by the boiler 202, before sending the resulting mixture into the internal volume of the tank 102.4.
  • this flow 10 is mainly, or even exclusively, made up of steam, preferably steam d dry water.
  • the boiler 202 includes a superheater 202.3, which is indicated by dotted lines in FIG.
  • the superheater 202.3 is advantageously adapted to bring the superheated water vapor, thus constituting the flow 10 sent to the balloon 102.4, to a temperature of at least 10 ° C above its dew point temperature at the pressure concerned.
  • the superheater 202.3 form, within the boiler 202, an integrated block, capable of supplying the steam and / or the superheated water 10 sent to the cylinder 102.4, from water 8 feeding this block.
  • the element 202.1 and 202.2 as well as, where applicable, the element
  • the heat exchangers 202.3, of the boiler 202 are heat exchangers which operate at a lower temperature level than the elements 102.1, 102.2 and 102.3 of the boiler 102 because the fumes 7 are more corrosive and fouling than the fumes 1, the temperature of the flow of water vapor and / or superheated water 10 is necessarily less than that of water vapor 4 leaving the boiler 102 and feeding the turbine unit 300.
  • the vapor of water and / or superheated water 10 are thus produced by the boiler 202 at a temperature which is both between 250 and 400 ° C, preferably between 250 and 380 ° C, and lower by at least 100 ° C at the temperature of the steam 4: in this way, the elements 202.1 and 202.2, as well as, where appropriate, the element 202.3, of the boiler 202 operate at temperatures where the risk of their corrosion and / or fouling by deposits and molten salt is limited.
  • the system 200 is coupled to the system 100 in the sense that, on the one hand, the steam and / or the superheated water 10 produced by the boiler 202 are sent completely and directly to the tank 102.4 of the system 100 and , on the other hand, the water 8 feeding the boiler 202 comes from the condensate tank 500 collecting the condensed water resulting from the turbination of the water vapor 4 coming from the boiler 102.
  • a single turbine unit namely the turbine unit 300, is provided, being supplied exclusively by the boiler 102 in the form of the flow of water vapor 4 resulting from overheating the combination of all the steam and superheated water flows collected by the tank 102.4.
  • the coupling of systems 100 and 200 allows energy recovery from less noble fuels than biomass, such as chlorinated waste and CSR, while maintaining an optimized thermodynamic cycle for the turbine unit 300, and while limiting the risk of corrosion and fouling of the boiler 202.
  • combustion unit 101 can be operated so as to regulate the total production of energy by the installation coupling the systems 100 and 200.
  • This regulation can, for example, be provided to reach a target value, requested by a distributor. of electricity to which the electricity produced by the turbine unit 300 is delivered.
  • the supply of the turbine unit 300 with the superheated steam 4 produced by the boiler 102 is maintained at a value predetermined, linked to the aforementioned target value of energy production, by regulating the system 100 as a function of variations in the flow of steam and / or superheated water 10 sent by the boiler 202 to the boiler 102: in practice, the above-mentioned variations result from the actual level of production of water vapor and / or of superheated water by the system 200, in particular in relation to the nature of the fuels feeding the fuel unit ion 201, and also result from the possible shutdown of the system 200, in particular when the latter does not operate continuously but for additional production, or else when the system 200 must be shut down to intervene on all or part of this system 200. More overall, whatever the operating state of the system 200, the installation produces energy, in particular electricity, thanks to the system 100 and to the turbine unit 300.

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Abstract

In order to produce energy in an optimum manner from two different fuels, the plant according to the invention comprises a first steam generating system (100), having a first combustion unit (101) for biomass and a first boiler (102) including both a vaporizer (102.2) and a superheater (102.3). The plant also comprises a turbine unit (300) in order to turbine the superheated steam (4) produced by the superheater in order to produce energy, in particular electrical energy. The plant further comprises at least a second system for generating steam and/or superheated water (200), which is coupled to the first system, wherein the or each second system comprises a second combustion unit (201) for a fuel other than biomass, and a second boiler (202) producing steam and/or superheated water (10) which are sent to the first boiler so as to supply the superheater in conjunction with the steam produced by the vaporizer. The first boiler (102) includes a balloon (102.4) which is adapted to collect in a same internal volume of the balloon both the steam produced by the vaporizer (102.2) of the first boiler (102) and the steam and/or superheated water (10) produced by the second boiler (202), the balloon (102.4) also being adapted to supply the superheater (102.3) of the first boiler with the steam contained in the internal volume of the balloon.

Description

Installation et procédé de production d’énergie  Energy production plant and method
La présente invention concerne une installation et un procédé de production d’énergie, à partir de combustibles. The present invention relates to an installation and a method for producing energy from fuels.
La production d’énergie, en particulier d’électricité, peut être réalisée par la combustion d’un matériau, qui délivre de la chaleur servant à produire de la vapeur d’eau qui est ensuite turbinée pour fournir de l’énergie, en particulier de l’électricité.  The production of energy, in particular electricity, can be carried out by the combustion of a material, which delivers heat used to produce water vapor which is then turbinated to supply energy, in particular electricity.
De nombreux combustibles peuvent être utilisés. On peut mentionner d’abord les produits pétroliers, le gaz naturel, le charbon, le lignite ou le coke. Des déchets ou des résidus solides de récupération peuvent aussi être valorisés énergétiquement, comme les ordures ménagères, les résidus industriels, etc., regroupés sous le sigle CSR pour « Combustibles Solides de Récupération ». Enfin, la biomasse, telle que le bois ou la paille, peut aussi servir de combustible.  Many fuels can be used. We can first mention petroleum products, natural gas, coal, lignite or coke. Solid recovery waste or residues can also be recovered energetically, such as household waste, industrial residues, etc., grouped under the acronym CSR for "Solid Recovery Fuel". Finally, biomass, such as wood or straw, can also be used as fuel.
Chacun de ces modes de production d’énergie a ses avantages et ses inconvénients propres. En particulier, la combustion des CSR, qui sont des produits contenant souvent beaucoup de chlore, ne peut être opérée qu’en limitant les niveaux de température pour la vapeur produite, pour des raisons liées à la corrosion, à l’encrassement ou aux dépôts de sels fondus sur les équipements d’échange thermique entre les fumées de combustion et l’eau à vaporiser ; pourtant, la valorisation énergétique des CSR est un atout majeur dans le recyclage intelligent de ces déchets. De son côté, la combustion de biomasse, qui est plus propre, peut être opérée de manière à produire de la vapeur d’eau à plus haute température, ce qui permet d’atteindre un cycle thermodynamique optimal. On comprend donc que coupler des unités de combustion qui brûlent respectivement des combustibles différents, tels que des CSR et de la biomasse, s’avère difficile dans le sens où la différence de température entre les deux flux de vapeur d’eau respectivement générés par ces unités de combustion empêche de faire travailler dans des conditions thermodynamiques optimales une turbine à laquelle seraient envoyés directement et séparément les deux flux de vapeur d’eau. US 5 724 807 s’est d’ailleurs intéressé à optimiser ces conditions thermodynamiques.  Each of these modes of energy production has its own advantages and disadvantages. In particular, the combustion of CSRs, which are products often containing a lot of chlorine, can only be carried out by limiting the temperature levels for the steam produced, for reasons linked to corrosion, fouling or deposits. molten salts on the heat exchange equipment between the combustion fumes and the water to be vaporized; however, the energy recovery from CSR is a major asset in the intelligent recycling of this waste. On the other hand, the combustion of biomass, which is cleaner, can be operated in such a way as to produce water vapor at higher temperature, which makes it possible to reach an optimal thermodynamic cycle. It is therefore understood that coupling combustion units which respectively burn different fuels, such as CSR and biomass, proves difficult in the sense that the temperature difference between the two streams of water vapor respectively generated by these combustion units prevents a turbine from working under optimal thermodynamic conditions, to which the two streams of steam would be sent directly and separately. US 5,724,807 is also interested in optimizing these thermodynamic conditions.
Le but de la présente est de proposer une nouvelle installation et un nouveau procédé, qui permettent de produire de l’énergie de manière optimisée à partir de deux combustibles différents que sont la biomasse et un combustible autre, dont la combustion génère des fumées plus corrosives ou encrassantes que celles résultant de la combustion de la biomasse.  The purpose of this is to propose a new installation and a new process, which make it possible to produce energy in an optimized way from two different fuels that are biomass and another fuel, the combustion of which generates more corrosive fumes or fouling than those resulting from the combustion of biomass.
WO 2015/059653 divulgue une installation et un procédé de production d’électricité, qui associent une chaudière et un surchauffeur externe. La chaudière est associée à un four de combustion de déchets et comporte un échangeur permettant de vaporiser, à la sortie de l’échangeur, de l’eau alimentant l’échangeur. Avant d’être envoyée à une turbine, la vapeur d’eau sortant de l’échangeur transite par le surchauffeur externe pour y être surchauffée. A cet effet, le surchauffeur externe comporte un échangeur placé dans une chambre de combustion où un gaz auxiliaire, pouvant résulter d’une biomasse, est brûlé par un brûleur. WO 2015/059653 discloses an installation and a method for producing electricity, which combine a boiler and an external superheater. The boiler is associated with a waste combustion furnace and comprises an exchanger making it possible to vaporize, at the outlet of the exchanger, water supplying the exchanger. Before being sent to a turbine, the water vapor leaving the exchanger passes through the external superheater to be superheated. To this end, the external superheater comprises an exchanger placed in a combustion chamber where an auxiliary gas, which may result from biomass, is burned by a burner.
EP 3 130 770 divulgue une installation et un procédé de production d’électricité, qui couplent une chaudière, alimentée en chaleur par la combustion de biomasse, et un système de production de vapeur d’eau, incluant à la fois un vaporiseur, alimenté en chaleur par une unité solaire, et une chaudière alimentée en chaleur par la combustion d’un combustible « auxiliaire » (charbon, gaz ou fuel). La chaudière biomasse comprend un économiseur, un vaporiseur et un surchauffeur. La vapeur d’eau surchauffée, sortant de la chaudière biomasse, est envoyée à une turbine. La vapeur d’eau produite par le vaporiseur solaire et la vapeur d’eau produite par la chaudière auxiliaire sont prévues saturées pour être mélangées dans une conduite commune avant de rejoindre le surchauffeur de la chaudière biomasse, dans lequel elles sont directement admises en entrée, conjointement avec la vapeur d’eau produite par le vaporiseur de la chaudière biomasse. La chaudière auxiliaire permet de produire de la vapeur d’eau qui complète, voire se substitue à la vapeur d’eau produite par le vaporiseur solaire, en fonction des variations de l’énergie solaire reçue par l’unité solaire.  EP 3 130 770 discloses an installation and a method for producing electricity, which couple a boiler, supplied with heat by the combustion of biomass, and a system for producing steam, including both a vaporizer, supplied with heat by a solar unit, and a boiler supplied with heat by the combustion of an “auxiliary” fuel (coal, gas or fuel). The biomass boiler includes an economizer, a vaporizer and a superheater. The superheated steam from the biomass boiler is sent to a turbine. The water vapor produced by the solar vaporizer and the water vapor produced by the auxiliary boiler are provided saturated to be mixed in a common pipe before joining the superheater of the biomass boiler, in which they are directly admitted in input, together with the water vapor produced by the evaporator of the biomass boiler. The auxiliary boiler produces water vapor that complements or even replaces the water vapor produced by the solar evaporator, depending on the variations in solar energy received by the solar unit.
A cet effet, l’invention a pour objet une installation de production d’énergie, telle que définie à la revendication 1.  To this end, the invention relates to an energy production installation, as defined in claim 1.
L’invention a également pour objet un procédé de production d’énergie, tel que défini à la revendication 8.  The invention also relates to a method for producing energy, as defined in claim 8.
L’idée à la base de l’invention est de coupler un premier système de production de vapeur d’eau, reposant sur la combustion de la biomasse, et au moins un second système de production de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée, reposant sur la combustion d’un autre combustible, « moins propre » que la biomasse, en prévoyant que le couplage entre ces systèmes se fait en envoyant la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée, produites par le ou les seconds systèmes, à la chaudière du premier système. L’énergie produite par le ou chaque second système est sous forme de vapeur d’eau, éventuellement légèrement surchauffée, et/ou d’eau surchauffée, qui ne sont pas envoyées directement à une unité de turbinage, mais qui sont envoyées, conjointement avec la vapeur d’eau produite par le premier système, au surchauffeur de la chaudière du premier système, la sortie de ce surchauffeur étant envoyée à une unité de turbinage. L’unité de turbinage précitée est donc commune aux systèmes de production et peut opérer dans les conditions thermodynamiques optimales, notamment à des hauts niveaux de température et de pression pour la vapeur surchauffée qui est produite par le surchauffeur du premier système à partir de la combinaison de la vapeur d’eau, produite par le premier système, et de la vapeur d’eau et/ou de l’eau surchauffée produites par le ou les seconds systèmes. Autrement dit, l’invention permet de coupler un ou plusieurs systèmes secondaires, qui utilisent des combustibles moins propres que la biomasse et qui opèrent à des températures moindres pour éviter leur encrassement ou leur corrosion par les fumées de combustion, avec un système principal qui utilise la biomasse comme combustible et dont le cycle thermodynamique est optimisé pour le turbinage de la vapeur surchauffée qu’il produit. Bien entendu, l’invention ne peut être mise en oeuvre que si la production de vapeur d’eau du premier système, comparativement à la production du second système, reste à un niveau minimal suffisant, en deçà duquel l’énergie produite par la combustion de la biomasse ne sera pas suffisante pour assurer la surchauffe du mélange des vapeurs d’eau provenant respectivement des premier et second systèmes. Les polluants contenus dans les fumées de combustion résultant des combustibles moins propres que la biomasse peuvent ainsi être concentrés dans le ou les seconds systèmes, ce qui permet avantageusement d’optimiser le traitement des de ces fumées. La production du ou d’au moins un des seconds systèmes transite par un ballon du premier système, ce ballon permettant de collecter ensemble la vapeur d’eau, produite par le vaporiseur de la chaudière du premier système, et la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée, produites par la chaudière du second système. Le cas échéant, la production d’au moins un autre des seconds systèmes peut être directement admise à l’entrée du surchauffeur de la chaudière du premier système lorsque ce second système produit de la vapeur d’eau. Dans tous les cas, la production d’énergie par le ou les seconds systèmes peut être une production continue ou une production d’appoint, en étant, dans les deux cas, valorisée de façon maximale. Par ailleurs, le couplage selon l’invention peut permettre d’intervenir sur le ou les seconds systèmes, dont les conditions d’exploitation sont à l’origine de davantage de difficultés opérationnelles, sans que la production d’énergie ne soit interrompue grâce au maintien en service du premier système de production. The idea underlying the invention is to couple a first system for producing steam, based on the combustion of biomass, and at least a second system for producing steam and / or superheated water, based on the combustion of another fuel, "less clean" than biomass, by providing that the coupling between these systems is done by sending the steam and / or the superheated water produced by the or the second systems, to the boiler of the first system. The energy produced by the or each second system is in the form of steam, possibly slightly superheated, and / or superheated water, which are not sent directly to a turbine unit, but which are sent, together with the steam produced by the first system, to the superheater of the boiler of the first system, the output of this superheater being sent to a turbine unit. The above-mentioned turbine unit is therefore common to production systems and can operate under optimal thermodynamic conditions, in particular at high temperature and pressure levels for the superheated steam which is produced by the superheater of the first system from the combination of water vapor, produced by the first system, and the steam and / or superheated water produced by the second system (s). In other words, the invention makes it possible to couple one or more secondary systems, which use fuels which are less clean than biomass and which operate at lower temperatures to avoid their fouling or their corrosion by combustion fumes, with a main system which uses biomass as fuel and whose thermodynamic cycle is optimized for the turbination of the superheated steam it produces. Of course, the invention can only be implemented if the production of water vapor of the first system, compared to the production of the second system, remains at a sufficient minimum level, below which the energy produced by combustion biomass will not be sufficient to ensure the overheating of the mixture of water vapors from the first and second systems respectively. The pollutants contained in the combustion fumes resulting from less clean fuels than the biomass can thus be concentrated in the second system or systems, which advantageously makes it possible to optimize the treatment of these fumes. The production of or at least one of the second systems passes through a balloon of the first system, this balloon making it possible to collect together the steam, produced by the vaporizer of the boiler of the first system, and the steam and / or the superheated water produced by the boiler of the second system. If necessary, the production of at least one other of the second systems can be directly admitted to the inlet of the superheater of the boiler of the first system when this second system produces water vapor. In all cases, the production of energy by the second system or systems can be continuous production or backup production, while being, in both cases, maximally valued. Furthermore, the coupling according to the invention can make it possible to intervene on the second system or systems, the operating conditions of which are the source of more operational difficulties, without the production of energy being interrupted thanks to the maintenance of the first production system.
Des caractéristiques additionnelles avantageuses de l’installation et du procédé conformes à l’invention sont spécifiées aux revendications dépendantes.  Additional advantageous characteristics of the installation and of the process according to the invention are specified in the dependent claims.
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 à la figure unique qui est un schéma d’une installation conforme à l’invention, mettant en oeuvre un procédé conforme à l’invention. Sur la figure 1 est représentée une installation de production d’énergie, comportant un premier système de production de vapeur d’eau 100 et un second système de production de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée 200, ainsi qu’une unité de turbinage 300. The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the single figure which is a diagram of an installation according to the invention, implementing a process according to the invention. FIG. 1 shows an energy production installation, comprising a first system for producing steam 100 and a second system for producing steam and / or superheated water 200, as well as a turbine unit 300.
Le système 100 comporte une unité de combustion 101 conçue pour brûler de la biomasse. A titre d’exemples non limitatifs, la biomasse brûlée dans l’unité de combustion 101 est constituée de bois, notamment sous forme de copeaux, de granulés ou de fragments, de paille, de fourrage et/ou de bagasse de canne à sucre. Plus généralement, la biomasse envisagée ici est constituée de produits, déchets et résidus, composés d’une matière végétale agricole ou forestière susceptible d’être employée comme combustible en vue d’utiliser son contenu énergétique : par essence, la biomasse est une source d’énergie renouvelable et les produits, déchets et résidus qui la composent contiennent peu de chlore et font une combustion assez propre dans le sens où les fumées issues de leur combustion ne sont que peu corrosives et peu encrassantes pour les équipements traversés par ces fumées, ces fumées ne requérant ainsi qu’un traitement relativement simple. Les fumées résultant de la combustion par l’unité de combustion 101 sont référencées 1 sur la figure.  The system 100 includes a combustion unit 101 designed to burn biomass. By way of nonlimiting examples, the biomass burned in the combustion unit 101 consists of wood, in particular in the form of chips, granules or fragments, straw, fodder and / or bagasse of sugar cane. More generally, the biomass envisaged here consists of products, waste and residues, composed of an agricultural or forestry plant material capable of being used as fuel in order to use its energy content: in essence, biomass is a source of renewable energy and the products, wastes and residues which compose it contain little chlorine and make a fairly clean combustion in the sense that the fumes from their combustion are only slightly corrosive and not very fouling for the equipment through which these fumes, fumes thus requiring only a relatively simple treatment. The fumes resulting from combustion by the combustion unit 101 are referenced 1 in the figure.
Le système 100 comprend également une chaudière 102 qui permet de transférer la chaleur des fumées 1 à de l’eau 2 alimentant cette chaudière. La chaudière 102 permet ainsi de récupérer une partie de l’énergie thermique résultant de la combustion de la biomasse. En sortie de la chaudière 102, les fumées, référencées 3 sur la figure, présentent une température moindre que les fumées 1 et sont envoyées à une unité de traitement de fumées 103 avant d’être rejetées. L’unité de traitement de fumées 103 relève d’une technologie connue et ne sera pas détaillée ici plus avant.  The system 100 also includes a boiler 102 which makes it possible to transfer the heat from the fumes 1 to the water 2 supplying this boiler. The boiler 102 thus makes it possible to recover part of the thermal energy resulting from the combustion of the biomass. At the outlet of the boiler 102, the fumes, referenced 3 in the figure, have a lower temperature than the fumes 1 and are sent to a smoke treatment unit 103 before being discharged. The smoke treatment unit 103 is based on known technology and will not be detailed here further.
La chaudière 102 produit, à partir de l’eau 2 l’alimentant, de la vapeur d’eau 4 qui, en sortie de la chaudière, est envoyée à l’unité de turbinage 300 pour y être turbinée et produire ainsi de l’énergie, en particulier de l’énergie électrique. Pour produire la vapeur d’eau 4 à partir de l’eau 2, la chaudière 102 inclut :  The boiler 102 produces, from the water 2 supplying it, steam 4 which, at the outlet of the boiler, is sent to the turbine unit 300 to be turbinated therein and thus produce energy, especially electrical energy. To produce water vapor 4 from water 2, the boiler 102 includes:
- un économiseur 102.1 permettant d’élever la température de l’eau 2 alimentant la chaudière 102,  - an economizer 102.1 allowing the temperature of the water 2 supplying the boiler 102 to be raised,
- un vaporiseur 102.2 permettant de vaporiser l’eau chauffée par l’économiseur 102.1 , et  - a 102.2 vaporizer for vaporizing the water heated by the 102.1 economizer, and
- un surchauffeur 102.3 permettant de surchauffer la vapeur d’eau produite par le vaporiseur 102.2, la vapeur d’eau surchauffée issue du surchauffeur 102.3 formant la vapeur d’eau 4. Chacun des éléments 102.1 , 102.2 et 102.3 correspond à un échangeur de chaleur, qui relève d’une technologie connue en soi et qui permet de récupérer l’énergie thermique des fumées 1. a superheater 102.3 making it possible to superheat the water vapor produced by the vaporizer 102.2, the superheated water vapor coming from the superheater 102.3 forming the water vapor 4. Each of the elements 102.1, 102.2 and 102.3 corresponds to a heat exchanger, which is based on a technology known per se and which makes it possible to recover the thermal energy of the fumes 1.
La chaudière 102 inclut également un ballon 102.4 permettant de collecter la vapeur d’eau produite par le vaporiseur 102.2 et d’alimenter avec cette vapeur d’eau le surchauffeur 102.3. Autrement dit, le ballon 102.4 sert à la fois de stockage de vapeur d’eau pour le vaporisateur 102.2 et de nourrice en vapeur d’eau pour le surchauffeur 102.3. En pratique, la vapeur d’eau contenue dans le ballon 102.4 est de la vapeur sèche ou humide : on entend par vapeur humide de la vapeur d’eau qui est à une température égale à la température de rosée pour la pression considérée, ou bien qui contient un peu d’eau sous forme liquide ; on entend par vapeur sèche de la vapeur d’eau qui est entièrement sous forme gazeuse et dont la température est supérieure à la température de rosée pour la pression considérée.  The boiler 102 also includes a balloon 102.4 making it possible to collect the water vapor produced by the vaporizer 102.2 and to supply with this water vapor the superheater 102.3. In other words, the balloon 102.4 serves both to store water vapor for the vaporizer 102.2 and as a nurse in water vapor for the superheater 102.3. In practice, the water vapor contained in the balloon 102.4 is dry or wet steam: wet steam means water vapor which is at a temperature equal to the dew temperature for the pressure considered, or else which contains a little water in liquid form; dry vapor means water vapor which is entirely in gaseous form and whose temperature is higher than the dew point temperature for the pressure considered.
Suivant un mode opératoire préférentiel du système 100, la vapeur d’eau 4 produite par le surchauffeur 102.3 présente une température comprise entre 450 et 550°C et une pression comprise entre 80 et 130 bars relatifs, le système 100, en particulier son surchauffeur 102.3, étant adapté pour porter la vapeur d’eau 4 à ces niveaux de température et de pression.  According to a preferred operating mode of the system 100, the water vapor 4 produced by the superheater 102.3 has a temperature between 450 and 550 ° C. and a pressure between 80 and 130 bars relative, the system 100, in particular its superheater 102.3 , being adapted to bring the water vapor 4 to these temperature and pressure levels.
On notera que, d’un point de vue fonctionnel, l’économiseur 102.1 , le vaporiseur 102.2, le surchauffeur 102.3 et le ballon 102.4 forment, au sein de la chaudière 102, un bloc intégré, à même de fournir la vapeur d’eau surchauffée 4 à partir de l’eau 2 alimentant ce bloc.  It will be noted that, from a functional point of view, the economizer 102.1, the vaporizer 102.2, the superheater 102.3 and the tank 102.4 form, within the boiler 102, an integrated block, capable of supplying the steam superheated 4 from the water 2 feeding this block.
A l’extérieur de la chaudière 102, la vapeur d’eau 4 est turbinée par l’unité de turbinage 300, en y voyant changer sa condition thermodynamique, jusqu’à former, en sortie de l’unité de turbinage 300, un flux 5 admis dans une unité de refroidissement 400, telle qu’un aérocondenseur. L’unité de turbinage 300 comprend par exemple une turbine ou un turbo-alternateur. L’eau liquide 6 sortant de l’unité de refroidissement 400 est envoyée à un ballon de condensais 500. Un flux d’eau liquide, issu du ballon condensât 500, retourne à la chaudière 102, en constituant l’eau 2 alimentant cette chaudière, ce qui boucle ainsi le cycle thermodynamique de l’eau.  Outside the boiler 102, the water vapor 4 is turbinated by the turbine unit 300, seeing its thermodynamic condition change there, until forming, at the output of the turbine unit 300, a flow 5 admitted into a cooling unit 400, such as an air condenser. The turbine unit 300 comprises for example a turbine or a turbo-alternator. The liquid water 6 leaving the cooling unit 400 is sent to a condensate tank 500. A flow of liquid water, coming from the condensate tank 500, returns to the boiler 102, constituting the water 2 supplying this boiler , which thus completes the thermodynamic cycle of water.
Le système 200 comporte, quant à lui, une unité de combustion 201 conçue pour brûler un combustible autre que de la biomasse. L’unité de combustion 201 diffère principalement de l’unité de combustion 101 en ce que les fumées 7 issues de l’unité de combustion 201 sont plus corrosives et encrassantes que celles issues de l’unité 101 , ce qui ne rend pas viable d’envoyer les fumées 7 à des échangeurs de chaleur qui opéreraient à un niveau de température aussi élevé que les éléments 102.1 , 102.2 et 102.3 de la chaudière 102. Suivant une forme de réalisation, le combustible apporté à l’unité de combustion 201 est constitué de déchets chlorés et/ou de CSR (Combustibles Solides de Récupération), l’unité de combustion 201 étant adaptée en conséquence. The system 200 comprises, for its part, a combustion unit 201 designed to burn a fuel other than biomass. The combustion unit 201 differs mainly from the combustion unit 101 in that the fumes 7 from the combustion unit 201 are more corrosive and fouling than those from the unit 101, which does not make it viable. '' send the fumes 7 to heat exchangers which would operate at a temperature level as high as the elements 102.1, 102.2 and 102.3 of the boiler 102. According to one embodiment, the fuel supplied to the combustion unit 201 consists of chlorinated waste and / or CSR (Solid Recovery Fuels), the combustion unit 201 being adapted accordingly.
Le système 200 comporte également une chaudière 202 qui permet de transférer la chaleur des fumées 7 issues de l’unité de combustion 201 à de l’eau 8 alimentant cette chaudière. En sortie de la chaudière 202, les fumées, référencées 9, présentent une température plus basse que les fumées 7 et sont envoyées à une unité de traitement de fumées 203 avant d’être rejetées. Dans la mesure où, comme expliqué plus haut, les fumées issues de l’unité de combustion 201 sont plus sales que les fumées issues de l’unité de combustion 101 , le traitement mis en œuvre par l’unité de traitement de fumées 203 est usuellement plus complexe que celui mis en œuvre par l’unité de traitement de fumées 103. En pratique, l’unité de traitement de fumées 203 relève d’une technologie connue en soi et ne sera pas détaillée ici plus avant.  The system 200 also includes a boiler 202 which makes it possible to transfer the heat of the fumes 7 coming from the combustion unit 201 to the water 8 supplying this boiler. At the outlet of the boiler 202, the fumes, referenced 9, have a lower temperature than the fumes 7 and are sent to a smoke treatment unit 203 before being discharged. Insofar as, as explained above, the fumes from the combustion unit 201 are dirtier than the fumes from the combustion unit 101, the treatment implemented by the smoke treatment unit 203 is usually more complex than that implemented by the smoke treatment unit 103. In practice, the smoke treatment unit 203 is based on a technology known per se and will not be detailed here further.
L’eau 8 alimentant la chaudière 202 provient du ballon de condensais 500 et forme, en sortie de la chaudière 202, un flux 10 constitué de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée. A cet effet, la chaudière 202 inclut un économiseur 202.1 , permettant d’élever la température de l’eau 8 alimentant la chaudière 202, et un vaporiseur 202.2 permettant de vaporiser et/ou de surchauffer l’eau chauffée par l’économiseur 202.1 , de manière à produire la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 sortant de la chaudière 202.  The water 8 supplying the boiler 202 comes from the condensate tank 500 and forms, at the outlet of the boiler 202, a flow 10 consisting of water vapor and / or superheated water. To this end, the boiler 202 includes an economizer 202.1, making it possible to raise the temperature of the water 8 supplying the boiler 202, and a vaporizer 202.2 making it possible to vaporize and / or overheat the water heated by the economizer 202.1, so as to produce steam and / or superheated water 10 leaving the boiler 202.
La vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 sont envoyées au ballon 102.4 du système 100, et ce totalement et directement, dans le sens où tout ou partie de cette vapeur d’eau et/ou de cette eau surchauffée 10 n’est pas introduite à l’unité de turbinage 300 sans transiter par la chaudière 102 du système 100. Ainsi, la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 produites par la chaudière 202 se retrouvent, dans le ballon 102.4, mélangées avec la vapeur d’eau produite par le vaporisateur 102.2 de la chaudière 102, pour former la vapeur d’eau alimentant le surchauffeur 102.3 de la chaudière 102. Le ballon 102.4 est ainsi conçu pour, dans un même volume interne à ce ballon, contenir ensemble la vapeur d’eau produite par le vaporisateur 102.4 et la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 produites par la chaudière 202. En pratique, pour permettre la circulation et la régulation du flux de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée 10 entre les chaudières 102 et 202, la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 sont produites par la chaudière 202 à une pression supérieure, en particulier légèrement supérieure, à la pression du volume interne du ballon 102.4. Par ailleurs, suivant une disposition optionnelle avantageuse, le ballon 102.4 est équipé, à son entrée, d’un mélangeur, permettant de recevoir de manière distincte puis de mélanger la vapeur d’eau produite par le vaporiseur 102.2 et la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 produites par la chaudière 202, avant d’envoyer le mélange résultant dans le volume interne du ballon 102.4. The steam and / or superheated water 10 are sent to the balloon 102.4 of the system 100, and this totally and directly, in the sense that all or part of this steam and / or this superheated water 10 n is not introduced into the turbine unit 300 without passing through the boiler 102 of the system 100. Thus, the steam and / or superheated water 10 produced by the boiler 202 are found, in the balloon 102.4, mixed with the water vapor produced by the vaporizer 102.2 of the boiler 102, to form the water vapor supplying the superheater 102.3 of the boiler 102. The tank 102.4 is thus designed to, in the same internal volume of this tank, contain together the water vapor produced by the vaporizer 102.4 and the water vapor and / or superheated water 10 produced by the boiler 202. In practice, to allow circulation and regulation of the flow of water vapor and / or superheated water 10 between the boilers 102 and 202, the steam d water and / or superheated water 10 are produced by the boiler 202 at a pressure higher, in particular slightly higher, than the pressure of the internal volume of the tank 102.4. Furthermore, according to an advantageous optional arrangement, the balloon 102.4 is equipped, at its entrance, with a mixer, making it possible to separately receive then mix the water vapor produced by the vaporizer 102.2 and the vapor of water and / or superheated water 10 produced by the boiler 202, before sending the resulting mixture into the internal volume of the tank 102.4.
Notamment pour faciliter le transport du flux de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée 10 depuis la chaudière 202 jusqu’au ballon 102.4, ce flux 10 est majoritairement, voire exclusivement constitué de vapeur d’eau, de préférence de vapeur d’eau sèche. A cet égard, il est particulièrement avantageux que, à titre optionnel, la chaudière 202 inclut un surchauffeur 202.3, qui est indiqué en pointillés sur la figure 1 et qui permet de surchauffer la vapeur d’eau produite par le vaporiseur 202.2 avant que cette vapeur d’eau ne sorte de la chaudière 202 pour constituer le flux 10 envoyé au ballon 102.4 : en surchauffant ainsi la vapeur d’eau produite par le vaporiseur 202.2, on peut s’assurer que cette vapeur d’eau est sèche, évitant ainsi sa condensation entre sa sortie de la chaudière 202 et son entrée dans le ballon 102.4 ; à cet effet, le surchauffeur 202.3 est avantageusement adapté pour porter la vapeur d’eau surchauffée, constituant alors le flux 10 envoyé au ballon 102.4, à une température d’au moins 10°C au-dessus de sa température de rosée à la pression concernée.  In particular to facilitate the transport of the flow of steam and / or superheated water 10 from the boiler 202 to the balloon 102.4, this flow 10 is mainly, or even exclusively, made up of steam, preferably steam d dry water. In this regard, it is particularly advantageous that, as an option, the boiler 202 includes a superheater 202.3, which is indicated by dotted lines in FIG. 1 and which makes it possible to superheat the water vapor produced by the vaporizer 202.2 before this vapor of water does not leave the boiler 202 to constitute the flow 10 sent to the balloon 102.4: by thus superheating the water vapor produced by the vaporizer 202.2, it can be ensured that this water vapor is dry, thus avoiding its condensation between its exit from the boiler 202 and its entry into the tank 102.4; for this purpose, the superheater 202.3 is advantageously adapted to bring the superheated water vapor, thus constituting the flow 10 sent to the balloon 102.4, to a temperature of at least 10 ° C above its dew point temperature at the pressure concerned.
On notera que, d’un point de vue fonctionnel, l’économiseur 202.1 et le vaporiseur It will be noted that, from a functional point of view, the economiser 202.1 and the vaporizer
202.2, ainsi que, le cas échéant, le surchauffeur 202.3, forment, au sein de la chaudière 202, un bloc intégré, à même de fournir la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 envoyées au ballon 102.4, à partir de l’eau 8 alimentant ce bloc. De plus, dans tous les cas, dans la mesure où les éléments 202.1 et 202.2, ainsi que, le cas échéant, l’élément202.2, as well as, if necessary, the superheater 202.3, form, within the boiler 202, an integrated block, capable of supplying the steam and / or the superheated water 10 sent to the cylinder 102.4, from water 8 feeding this block. In addition, in all cases, insofar as elements 202.1 and 202.2, as well as, where applicable, the element
202.3, de la chaudière 202 sont des échangeurs de chaleur qui opèrent à un niveau de température moindre que les éléments 102.1 , 102.2 et 102.3 de la chaudière 102 du fait que les fumées 7 sont plus corrosives et encrassantes que les fumées 1 , la température du flux de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée 10 est nécessairement inférieure à celle de la vapeur d’eau 4 sortant de la chaudière 102 et alimentant l’unité de turbinage 300. Suivant un mode opératoire préférentiel, la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 sont ainsi produites par la chaudière 202 à une température qui est à la fois comprise entre 250 et 400°C, de préférence entre 250 et 380°C, et inférieure d’au moins 100°C à la température de la vapeur d’eau 4 : de cette façon, les éléments 202.1 et 202.2, ainsi que, le cas échéant, l’élément 202.3, de la chaudière 202 opèrent à des températures où le risque de leur corrosion et/ou encrassement par dépôts et sels fondus est limité. 202.3, of the boiler 202 are heat exchangers which operate at a lower temperature level than the elements 102.1, 102.2 and 102.3 of the boiler 102 because the fumes 7 are more corrosive and fouling than the fumes 1, the temperature of the flow of water vapor and / or superheated water 10 is necessarily less than that of water vapor 4 leaving the boiler 102 and feeding the turbine unit 300. According to a preferred operating mode, the vapor of water and / or superheated water 10 are thus produced by the boiler 202 at a temperature which is both between 250 and 400 ° C, preferably between 250 and 380 ° C, and lower by at least 100 ° C at the temperature of the steam 4: in this way, the elements 202.1 and 202.2, as well as, where appropriate, the element 202.3, of the boiler 202 operate at temperatures where the risk of their corrosion and / or fouling by deposits and molten salt is limited.
Ainsi, le système 200 est couplé au système 100 dans le sens où, d’une part, la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée 10 produites par la chaudière 202 sont envoyées totalement et directement au ballon 102.4 du système 100 et, d’autre part, l’eau 8 alimentant la chaudière 202 est issue du ballon de condensais 500 collectant l’eau condensée résultant du turbinage de la vapeur d’eau 4 issue de la chaudière 102. Dans l’installation couplant ainsi les systèmes 100 et 200, une unique unité de turbinage, à savoir l’unité de turbinage 300, est prévue, en étant alimentée exclusivement par la chaudière 102 sous forme du flux de vapeur d’eau 4 résultant du surchauffage de la combinaison de tous les flux de vapeur d’eau et d’eau surchauffée collectés par le ballon 102.4. Thus, the system 200 is coupled to the system 100 in the sense that, on the one hand, the steam and / or the superheated water 10 produced by the boiler 202 are sent completely and directly to the tank 102.4 of the system 100 and , on the other hand, the water 8 feeding the boiler 202 comes from the condensate tank 500 collecting the condensed water resulting from the turbination of the water vapor 4 coming from the boiler 102. In the installation thus coupling the systems 100 and 200, a single turbine unit, namely the turbine unit 300, is provided, being supplied exclusively by the boiler 102 in the form of the flow of water vapor 4 resulting from overheating the combination of all the steam and superheated water flows collected by the tank 102.4.
A titre de variante, plusieurs systèmes secondaires, qui sont chacun fonctionnellement similaires au système 200 de la figure 1 , peuvent être couplés au système 100. Dès lors, tous les flux de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée produits par les différents systèmes secondaires peuvent transiter par le ballon 102.4 ou bien au moins un de ces flux peut, lorsque ce flux est constitué de vapeur d’eau, de préférence de vapeur d’eau sèche, être directement admis à l’entrée du surchauffeur 102.3 pour alimenter ce dernier conjointement à la vapeur d’eau produite par le vaporiseur 102.2. Dans ces variantes, peuvent avantageusement s’appliquer des considérations similaires à celles développées plus haut, concernant les différentiels de température et de pression entre les chaudières 102 et 202.  As a variant, several secondary systems, which are each functionally similar to the system 200 of FIG. 1, can be coupled to the system 100. Consequently, all the flows of steam and / or superheated water produced by the different secondary systems can pass through the balloon 102.4 or at least one of these flows can, when this flow consists of water vapor, preferably dry water vapor, be directly admitted to the inlet of the 102.3 superheater for supply the latter jointly with the steam produced by the vaporizer 102.2. In these variants, considerations similar to those developed above can advantageously be applied, concerning the temperature and pressure differentials between the boilers 102 and 202.
L’installation décrite jusqu’ici et le procédé mis en oeuvre par cette installation présentent des avantages multiples.  The installation described so far and the method implemented by this installation have multiple advantages.
En particulier, le couplage des systèmes 100 et 200 permet une valorisation énergétique de combustibles moins nobles que la biomasse, telle que des déchets chlorés et des CSR, tout en conservant un cycle thermodynamique optimisé pour l’unité de turbinage 300, et tout en limitant les risques de corrosion et d’encrassement de la chaudière 202.  In particular, the coupling of systems 100 and 200 allows energy recovery from less noble fuels than biomass, such as chlorinated waste and CSR, while maintaining an optimized thermodynamic cycle for the turbine unit 300, and while limiting the risk of corrosion and fouling of the boiler 202.
Par ailleurs, l’unité de combustion 101 peut être opérée de manière à réguler la production totale d’énergie par l’installation couplant les systèmes 100 et 200. Cette régulation peut par exemple être prévue pour atteindre une valeur cible, demandée par un distributeur d’électricité auquel est délivrée l’électricité produite par l’unité de turbinage 300. Pour ce faire, l’alimentation de l’unité de turbinage 300 avec la vapeur d’eau surchauffée 4 produite par la chaudière 102 est maintenue à une valeur prédéterminée, liée à la valeur cible précitée de la production d’énergie, en régulant le système 100 en fonction de variations du flux de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée 10 envoyé par la chaudière 202 à la chaudière 102 : en pratique, les variations précitées résultent du niveau effectif de production de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée par le système 200, notamment en lien avec la nature des combustibles alimentant l’unité de combustion 201 , et résultent aussi du possible arrêt du système 200, notamment lorsque ce dernier ne fonctionne pas en continu mais pour une production d’appoint, ou bien lorsque le système 200 doit être arrêté pour intervenir sur tout ou partie de ce système 200. Plus globalement, quel que soit l’état de fonctionnement du système 200, l’installation assure une production d’énergie, notamment d’électricité, grâce au système 100 et à l’unité de turbinage 300. Furthermore, the combustion unit 101 can be operated so as to regulate the total production of energy by the installation coupling the systems 100 and 200. This regulation can, for example, be provided to reach a target value, requested by a distributor. of electricity to which the electricity produced by the turbine unit 300 is delivered. To do this, the supply of the turbine unit 300 with the superheated steam 4 produced by the boiler 102 is maintained at a value predetermined, linked to the aforementioned target value of energy production, by regulating the system 100 as a function of variations in the flow of steam and / or superheated water 10 sent by the boiler 202 to the boiler 102: in practice, the above-mentioned variations result from the actual level of production of water vapor and / or of superheated water by the system 200, in particular in relation to the nature of the fuels feeding the fuel unit ion 201, and also result from the possible shutdown of the system 200, in particular when the latter does not operate continuously but for additional production, or else when the system 200 must be shut down to intervene on all or part of this system 200. More overall, whatever the operating state of the system 200, the installation produces energy, in particular electricity, thanks to the system 100 and to the turbine unit 300.
Enfin, divers aménagements et variantes à l’installation et au procédé décrits jusqu’ici sont envisageables.  Finally, various arrangements and variants to the installation and to the process described so far are conceivable.

Claims

REVENDICATIONS
1.- Installation de production d’énergie, comportant : 1.- Energy production facility, comprising:
- un premier système de production de vapeur d’eau (100), qui comprend :  - a first water vapor production system (100), which includes:
- une première unité de combustion (101 ) adaptée pour brûler de la biomasse, et  a first combustion unit (101) adapted to burn biomass, and
- une première chaudière (102) adaptée pour transférer à de l’eau (2) alimentant la première chaudière la chaleur produite par la première unité de combustion, la première chaudière incluant à la fois un vaporiseur (102.2), adapté pour vaporiser l’eau alimentant la chaudière, et un surchauffeur (102.3), adapté pour surchauffer la vapeur d’eau produite par le vaporiseur de la première chaudière,  - A first boiler (102) adapted to transfer to the water (2) supplying the first boiler the heat produced by the first combustion unit, the first boiler including both a vaporizer (102.2), adapted to vaporize the water supplying the boiler, and a superheater (102.3), adapted to superheat the water vapor produced by the vaporizer of the first boiler,
- une unité de turbinage (300) adaptée pour turbiner la vapeur d’eau surchauffée (4) produite par le surchauffeur (102.3) de la première chaudière (102), afin de produire de l’énergie, notamment de l’énergie électrique, et  a turbine unit (300) adapted to turbine the superheated water vapor (4) produced by the superheater (102.3) of the first boiler (102), in order to produce energy, in particular electrical energy, and
- au moins un second système de production de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée (200), qui est couplé au premier système (100), le ou chaque second système comprenant :  - at least one second system for producing steam and / or superheated water (200), which is coupled to the first system (100), the or each second system comprising:
- une seconde unité de combustion (201 ) adaptée pour brûler un combustible autre que de la biomasse, et  a second combustion unit (201) adapted to burn a fuel other than biomass, and
- une seconde chaudière (202) adaptée pour transférer à de l’eau (8) alimentant la seconde chaudière la chaleur produite par la seconde unité de combustion, en produisant de la vapeur d’eau et/ou de l’eau surchauffée (10) qui sont envoyées à la première chaudière (102) de manière à, conjointement à la vapeur d’eau produite par le vaporiseur (102.2) de la première chaudière, alimenter le surchauffeur (102.3) de la première chaudière,  - a second boiler (202) adapted to transfer to water (8) supplying the second boiler the heat produced by the second combustion unit, by producing steam and / or superheated water (10 ) which are sent to the first boiler (102) so as, together with the steam produced by the vaporizer (102.2) of the first boiler, to supply the superheater (102.3) of the first boiler,
caractérisée en ce que la première chaudière (102) inclut en outre un ballon (102.4) qui est adapté pour collecter dans un même volume interne du ballon à la fois la vapeur d’eau, produite par le vaporiseur (102.2) de la première chaudière (102), et la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée (10), produites par la seconde chaudière (202), le ballon (102.4) étant également adapté pour alimenter le surchauffeur (102.3) de la première chaudière avec la vapeur d’eau contenue dans le volume interne du ballon.  characterized in that the first boiler (102) further includes a balloon (102.4) which is adapted to collect in the same internal volume of the balloon both the water vapor produced by the vaporizer (102.2) of the first boiler (102), and the steam and / or superheated water (10) produced by the second boiler (202), the tank (102.4) also being adapted to supply the superheater (102.3) of the first boiler with the water vapor contained in the internal volume of the balloon.
2.- Installation suivant la revendication 1 , caractérisée en ce que la seconde unité de combustion (201 ) est adaptée pour brûler des déchets chlorés et/ou des combustibles solides de récupération. 2.- Installation according to claim 1, characterized in that the second combustion unit (201) is adapted to burn chlorinated waste and / or solid recovery fuel.
3.- Installation suivant l’une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le surchauffeur (102.3) de la première chaudière (102) est adapté pour porter la vapeur d’eau surchauffée (4) qu’il produit à une première température, et en ce que la seconde chaudière (202) est adaptée pour porter la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée (10) qu’elle produit à une seconde température qui est à la fois comprise entre 250 et 400°C et inférieure d’au moins 100°C à la première température. 3.- Installation according to one of claims 1 or 2, characterized in that the superheater (102.3) of the first boiler (102) is adapted to carry the superheated steam (4) which it produces at a first temperature, and in that the second boiler (202) is adapted to bring the steam and / or the superheated water (10) which it produces to a second temperature which is both between 250 and 400 ° C and at least 100 ° C lower than the first temperature.
4.- Installation suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le surchauffeur (102.3) de la première chaudière (102) est adapté pour porter la vapeur d’eau surchauffée (4) qu’il produit à une température comprise entre 350 et 550°C et à une pression comprise entre 80 et 130 bars relatifs. 4.- Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the superheater (102.3) of the first boiler (102) is adapted to bring the superheated steam (4) which it produces at a temperature included between 350 and 550 ° C and at a pressure between 80 and 130 bar relative.
5.- Installation suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le ballon (102.4) est équipé, en entrée, d’un mélangeur qui est adapté pour recevoir de manière distincte puis mélanger la vapeur d’eau, produite par le vaporiseur (102.2) de la première chaudière (102), et la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée (10), produites par la seconde chaudière (202), avant d’envoyer le mélange résultant dans le volume interne du ballon. 5.- Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the balloon (102.4) is equipped, at the inlet, with a mixer which is adapted to receive separately and then mix the water vapor produced by the vaporizer (102.2) of the first boiler (102), and the steam and / or superheated water (10) produced by the second boiler (202), before sending the resulting mixture into the internal volume of the ball.
6.- Installation suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le second système (200) est couplé au premier système (100) de manière que la vapeur d’eau (10), produite par la seconde chaudière (202), est envoyée directement à l’entrée du surchauffeur (102.3) de la première chaudière (102). 6.- Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the second system (200) is coupled to the first system (100) so that the water vapor (10) produced by the second boiler (202 ), is sent directly to the superheater inlet (102.3) of the first boiler (102).
7.- Installation suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la seconde chaudière (202) inclut à la fois un vaporiseur (202.2), adapté pour vaporiser l’eau (8) alimentant la seconde chaudière, et un surchauffeur (202.3), adapté pour surchauffer la vapeur d’eau produite par le vaporiseur de la seconde chaudière, en produisant de la vapeur d’eau surchauffée, qui constitue la vapeur d’eau (10) envoyée par la seconde chaudière à la première chaudière (102) et qui présente une température d’au moins 10°C au-dessus de sa température de rosée. 7.- Installation according to any one of the preceding claims, characterized in that the second boiler (202) includes both a vaporizer (202.2), adapted to vaporize the water (8) supplying the second boiler, and a superheater (202.3), adapted to superheat the water vapor produced by the vaporizer of the second boiler, by producing superheated water vapor, which constitutes the water vapor (10) sent by the second boiler to the first boiler (102) and which has a temperature of at least 10 ° C above its dew point temperature.
8.- Procédé de production d’énergie, dans lequel on utilise : 8.- Energy production process, in which we use:
- un premier système de production de vapeur d’eau (100), qui comprend :  - a first water vapor production system (100), which includes:
- une première unité de combustion (101 ) adaptée pour brûler de la biomasse, et - une première chaudière (102) adaptée pour transférer à de l’eau (2) alimentant la première chaudière la chaleur produite par la première unité de combustion, la première chaudière incluant à la fois un vaporiseur (102.2), adapté pour vaporiser l’eau alimentant la première chaudière, et un surchauffeur (102.3), adapté pour surchauffer la vapeur d’eau produite par le vaporiseur de la première chaudière, a first combustion unit (101) adapted to burn biomass, and - A first boiler (102) adapted to transfer to the water (2) supplying the first boiler the heat produced by the first combustion unit, the first boiler including both a vaporizer (102.2), adapted to vaporize the water supplying the first boiler, and a superheater (102.3), adapted to superheat the water vapor produced by the vaporizer of the first boiler,
- au moins un second système de production de vapeur d’eau et/ou d’eau surchauffée (200), le ou chaque second système comprenant :  - at least one second system for producing steam and / or superheated water (200), the or each second system comprising:
- une seconde unité de combustion (201 ) adaptée pour brûler un combustible autre que de la biomasse, et  a second combustion unit (201) adapted to burn a fuel other than biomass, and
- une seconde chaudière (202) adaptée pour transférer à de l’eau (8) alimentant la seconde chaudière la chaleur produite par la seconde unité de combustion, en produisant de la vapeur d’eau et/ou de l’eau surchauffée (10), et  - a second boiler (202) adapted to transfer to water (8) supplying the second boiler the heat produced by the second combustion unit, by producing steam and / or superheated water (10 ), and
- une unité de turbinage (300) adaptée pour turbiner la vapeur d’eau surchauffée (4) produite par le surchauffeur (102.3) de la première chaudière (102), afin de produire de l’énergie,  a turbine unit (300) adapted to turbine the superheated water vapor (4) produced by the superheater (102.3) of the first boiler (102), in order to produce energy,
dans lequel la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée (10), produites par la seconde chaudière (202), sont envoyées à la première chaudière (102) de manière à, conjointement à la vapeur d’eau produite par le vaporiseur (102.2) de la première chaudière, alimenter le surchauffeur (102.3) de la première chaudière et  wherein the steam and / or superheated water (10) produced by the second boiler (202) is sent to the first boiler (102) so as, together with the steam produced by the evaporator (102.2) from the first boiler, supply the superheater (102.3) from the first boiler and
dans lequel, avant d’alimenter, conjointement à la vapeur d’eau produite par le vaporiseur (102.2) de la première chaudière (102), le surchauffeur (102.3) de la première chaudière, la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée (10) produites par la seconde chaudière (202) transitent par un ballon (102.4) de la première chaudière, dans un même volume interne duquel sont collectées la vapeur d’eau, produite par le vaporiseur de la première chaudière, et la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée, produites par la seconde chaudière.  in which, before supplying, jointly with the water vapor produced by the vaporizer (102.2) of the first boiler (102), the superheater (102.3) of the first boiler, the water vapor and / or the superheated water (10) produced by the second boiler (202) pass through a balloon (102.4) of the first boiler, in the same internal volume from which the water vapor produced by the vaporizer of the first boiler is collected, and the steam and / or superheated water produced by the second boiler.
9.- Procédé suivant la revendication 8, dans lequel la vapeur d’eau et/ou l’eau surchauffée (10) produites par la seconde chaudière (202) présentent une température, qui est à la fois comprise entre 250 et 400°C et inférieure d’au moins 100°C à la température de la vapeur d’eau surchauffée (4) produite par le surchauffeur (102.3) de la première chaudière. 9.- The method of claim 8, wherein the steam and / or superheated water (10) produced by the second boiler (202) have a temperature, which is both between 250 and 400 ° C. and lower by at least 100 ° C than the temperature of the superheated steam (4) produced by the superheater (102.3) of the first boiler.
10.- Procédé suivant l’une des revendications 8 ou 9, dans lequel la vapeur d’eau surchauffée (4) produite par le surchauffeur (102.3) de la première chaudière (102) présente une température comprise entre 350 et 550°C et une pression comprise entre 80 et 130 bars relatifs. 10.- Method according to one of claims 8 or 9, wherein the superheated steam (4) produced by the superheater (102.3) of the first boiler (102) has a temperature between 350 and 550 ° C and a pressure between 80 and 130 bar relative.
1 1.- Procédé suivant l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la vapeur d’eau (10) produite par la seconde chaudière (202) est admise directement à l’entrée du surchauffeur (102.3) de la première chaudière (102). 1 1.- A method according to any one of claims 8 to 10, wherein the steam (10) produced by the second boiler (202) is admitted directly to the inlet of the superheater (102.3) of the first boiler (102).
12.- Procédé suivant l’une quelconque des revendications 8 à 1 1 , dans lequel l’énergie produite par l’unité de turbinage (300) est électrique, et dans lequel le premier système (100) est régulé en fonction de variations de la vapeur d’eau et/ou de l’eau surchauffée (10) envoyées par la seconde chaudière (202) à la première chaudière (102), de manière à maintenir à une valeur prédéterminée l’alimentation de l’unité de turbinage (300) avec la vapeur d’eau surchauffée (4) produite par le surchauffeur (102.3) de la première chaudière. 12.- Method according to any one of claims 8 to 1 1, wherein the energy produced by the turbine unit (300) is electric, and wherein the first system (100) is regulated according to variations in the steam and / or superheated water (10) sent by the second boiler (202) to the first boiler (102), so as to maintain the supply to the turbine unit at a predetermined value ( 300) with the superheated steam (4) produced by the superheater (102.3) of the first boiler.
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