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Installation thermique dans laquelle un fluide de travail gazeux, avantageusement de l'air, décrit constamment un cycle fermé.
La présente invention se rapporte à une installation thermique dans laquelle un fluide de travail gazeux, avantageusement de l'air, décrit constamment un cycle fermé, la partie du courant de fluide de travail rechauffée par apport de chaleur de l'exté- rieure étant amenée à se détendre, en cédant de la puissance à l'extérieure, pour être ensuite recomprimée. Dans les installations
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de ce genre, il est souvent désirable de disposer d'un milieu auxi- liaire chauffé, tel que de la vapeur d'eau, afin qu'on puisse par ce moyen chauffer, effectuer des opérations chimiques, etc. Un tel milieu chauffé, en premier lieu la vapeur d'eau, permet aussi d'actionner des turbines si on le désire.
On peut alors augmenter la puissance d'accumulation de l'installation du fait que si de la vapeur se trouve accumulée dans une chaudière, on dispose passagère- ment et rapidement de quantités d'énergie relativement importantes.
Suivant l'invention, afin de tenir compte de ces nécessités, dans une installation de l'espèce envisagée ci-dessus, une partie de la chaleur contenue dans la portion détendue du courant de fluide de travail est cèdée, avant la recompression de celui-ci, à un milieu auxiliaire, la chaleur contenue dans ce dernier étant utilisée postérieurement. On peut utilement faire passer tout ou partie du courant de fluide de travail détendu à travers les tubes chauffants d'une chaudière à vapeur intercalée dans le cycle fermé du fluide de travail de l'installation.
Quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention sont à titre d'exemple représententées de façon simplifiée au dessin ci-joint où:
La fig. 1 représente une installation thermique dans laquelle la totalité du courant de fluide de travail détendu tra- verse les tubes chauffants, intercalés dans le circuit du fluide de travail, d'une chaudière à vapeur qui fournit la vapeur néces- saireau fonctionnement d'une turbine.
La fig. 2 montre une installation dans laquelle une portion du courant de fluide de travail détendu traverse les tubes chauffants, intercalés dans le circuit du fluide de travail, d'une chaudière à vapeur tandis que le restant traverse un échangeur de chaleur également intercalé dans ledit circuit et où cette
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seconde portion du courant de fluide de travail cède de la chaleur à la portion du courant de fluide de travail qui se trouve déjà re- comprimée mais qu'on n'a pas encore rechauffée par apport de chaleur de l'extérieur;
enfin,
La fig. 3 montre une installation dans laquelle la totalité du courant de fluide de travail détendu traverse d'abord les tubes chauffants, intercalés dans le circuit du fluide de travail de l'installation, d'une chaudière à vapeur et ensuite un échangeur de chaleur également intercalé dans ce circuit et où il cède de la chaleur à la portion du courant de fluide de travail qui se trouve déjà recomprimée mais qui n'a pas encore été rechauffée par apport de chaleur de l'extérieur.
Sur les diverses figures, 1 désigne un chauffeur dans le- quel doit être chauffé un fluide de travail, avantageusement de l'air, assurant le fonctionnement d'une installation thermique et qui décrit sous une pression supérieure à celle de l'atmosphère un cycle fermé. Le chauffage du fluide de travail s'effectue dans un échangeur de chaleur tubulaire 2. Le fluide de travail ainsi échauffé se rend par une conduite 3 dans une turbine 4 où il se détend tout en fournissant de la puissance à une machine 5 qui peut être consti- tuée par exemple par une génératrice. La turbine 4 actionne en même temps un turbo-compresseur 6.
Dans le cas de la forme d'exécution représentée à la fig. 1 la totalité du fluide de travail qui sort, détendu, de la turbine 4 se rend par une conduite 7 dans les tubes chauffants 8, intercalés dans le circuit du fluide de travail, d'une chaudière à vapeur 9 où ledit fluide cède de la chaleur à l'eau y contenue. Des tubes chauffants 8 le fluide de travail se rend ensuite par une conduite 10,un refroidiss eur 11, monté en amont du compresseur 6, et une conduite 12, dans le compresseur 6 où il est recomprimé. Le raccord de sortie du compresseur 6 communique par une conduite 13 avec le chauffeur tubulaire 2.14 désigne une pompe d'alimentation
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qui, d'un- réservoir 15, envoie par une conduite 16 de l'eau d'alimen- tation dans le prérefroidisseur 11.
L'eau qui s'y écnauffe se rend par une conduite 17 dans le refroidisseur intermédiaire 18 du com- presseur 6 où elle subit un supplément de chauffage, à la suite de quoi elle afflue par une conduite 19 à la chaudière à vapeur 9. La chaleur soutirée au fluide de travail dans le prérefroidisseur 11 et dans le refroidisseur intermédiaire 18 est ainsi utilisée pour préchauffer l'eau destinée à alimenter la chaudière à vapeur 9. La vapeur engendrée dans celle-ci sert à actionner une turbine 40 qui à son tour entraîne une génératrice 41. A la turbine à vapeur 40 est affecté un condenseur 42 ; le condensat qui se forme dans ce dernier est @ nouveau refoulé dans le réservoir d'eau d'alimentation 15 par une pompe 43.
Dans le cas de la forme d'exécution représentée à la fig. 2 le fluide de travail qui s'est détendu dans la turbine 4 s'écoule dans une conduite 20 d'où il se rend en partie, par une con- duite 21, dans les tubes chauffants 22, intercalés dans le circuit du fluide de travail, d'une chaudière à vapeur 23 tandis que l'autre partie est amenée par une conduite 24 dans un échangeur de chaleur 25 également intercalé dans ce circuit. Dans cet échangeur de chaleur la partie considérée du fluide de travail cède, avant d'être recom- primée dans le compresseur 6, de la chaleur à la partie du courant de fluide de travail déjà comprimée mais non encore chauffée par apport de chaleur de l'extérieur dans le chauffeur 1.
La partie du courant de fluide de travail qui s'écoule à travers les tubes chauf- fants 22 de la chaudière 23, après qu'elle a cèdé de la chaleur à ces tubes, se rend par une conduite 26 dans une conduite 27, dans la- quelle passe également la portion du courant de fluide de travail qui a fourni de la chaleur dans l'échangeur de chaleur 25. La conduite 27 se raccorde à un prérefroidisseur 28 pour le fluide de travail qui doit être recomprimé dans le compresseur 6, et ce prérefroidisseur 28 est à son tour relié par une conduite 29 au compresseur 6.
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301 désigne une pompe qui refoule leau alimentant la chaudière à vapeur 23, par une conduite 302, dans le prérefroidisseur 28 d'où cette eau préchauffée se rend par une conduite 31 dans la chaudière à vapeur 23. Il y a lieu d'indiquer, pour complèter, que 32 désigne une conduite par laquelle le fluide de travail recomprimé dans le compresseur 6 se rend dans l'échangeur de chaleur 25, et que 33 dé- signe une conduite par laquelle le fluide de travail préchauffé dans l'échangeur de chaleur 25 se rend à l'échangeur de chaleur tubu- laire 2.
La forme d'exécution représentée à la fig. 3 se diffé- rencie de celles qui viennent d'être décrites en ce qu'après s'être détendu dans la turbine 4 le courant de fluide de travaitraverse en totalité les tubes chauffants d'une chaudière à vapeur 34, puis un échangeur de chaleur 35, où il cèdde la chaleur à la portion du courant de fluide de travail déjà recomprimée, qui afflue à cet échangeur de chaleur 35 par une conduite 36, mais qui n'a pas encore été réchauffée par apport de chaleur de l'extérieur dans l'échangeur de chaleur tubulaire 2, pour se rendre ensuite par une conduite 37 et un prérefroidisseur 38, dans le compresseur 6.
La totalité du courant de fluide de travail peut égale- ment, après qu'il s'est détendu dans une turbine, traverser d'abord un échangeur de chaleur intercalé dans le circuit du fluide de tra- vail et où il cède de la chaleur à la portion du fluide de travail déjà recomprimée mais non encore réchauffée par apport de chaleur de l'extérieure, pour ne traverser qu'ensuite les tubes chauffants d'une chaudière à vapeur et se rendre de là, éventuellement après avoir traversé un prérefroidisseur, dans le compresseur.
Les angencements décrits comportant une chaudière à vapeur offrent cet avantage que le fluide cédant de la chaleur à l'eau se trouve sous une pression d'au moins plusieurs atmosphères, ce qui assure un bon échange de chaleur, de sorte que des dimensions relativement restreintes peuvent être choisies pour les surfaces
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d'échange thermique d'une telle chaudière.
Comme milieux auxiliaires auxquelles le courant de fluide de travail détendu cède de la chaleur on peut envisager non seule- ment des gaz mais aussi des substances solides, et la chaleur ab- sorbée par ces milieux peut être utilisée non seulement pour pro- duire de la force mais à n'importe quels autres usages.
Revend! ca tiens: ------------------------------
1. Installation thermique dans laquelle un fluide de travail gazeux, avantageusement de l'air, décrit constamment un cycle fermé, la partie du courant de fluide de travail rechauffée par apport de chaleur de l'extérieure étant amenée à se détendre, en cédant de la puissance à l'extérieure, pour être ensuite recomprimée, caracté- risée en ce qu'une partie de la chaleur contenue dans la portion détendue du courant de fluide de travail est cèdée, avant la recom- pression de celui-ci, à. un milieu auxiliaire, la chaleur contenue dans ce dernier étant utilisée postérieurement.