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REVENDICATIONS
1. Centrale électrique exploitant l'énergie thermique d'une étendue d'eau, notamment de la mer, caractérisée par un générateur de vapeur sous vide dont la prise d'eau primaire est disposée sous le niveau de l'eau, par un condenseur qui récupére une partie de la chaleur de vaporisation et réchauffe l'eau primaire, par une machine frigorifique refroidissant l'eau du condenseur, par une coupole ensoleillée réchauffant l'eau primaire, et par une turbine couplée à un générateur de courant électrique.
2. Centrale selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un serpentin dans lequel circule l'eau primaire qui s'échauffe grâce à la chaleur de liquéfaction de la vapeur introduite en même temps que l'eau déjà condensée dans le condenseur.
3. Centrale selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un ou plusieurs ajutages disposés entre le générateur de vapeur et la turbine.
4. Centrale selon la revendication 3, caractérisée en ce que la
machine frigorifique est actionnée par un turbocompresseur et
utilise la chaleur de liquéfaction des vapeurs du fluide frigorigène
condensés dans le condenseur et la chaleur produite par le turbo
compresseur, tandis que le condenseur de la machine frigorifique
est refroidi par l'eau primaire qui s'échauffe.
5. Centrale selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle
comprend un mélangeur où l'eau primaire est mélangée avec l'eau
réchauffée venant d'un serpentin de la coupole ensoleillée et de la machine frigorifique.
La présente invention a pour objet une centrale électrique
exploitant l'énergie thermique d'une étendue d'eau, notamment de
la mer.
L'utilisation de l'énergie thermique des mers a fait l'objet
d'une communication à l'Académie des Sciences de Paris en 1926
par G. Claude et Boucherot. En 1929, G. Claude a réalisé une
installation à Cuba faisant tourner une turbine pendant 11 j avec
l'énergie extraite de l'eau de mer. Les études et essais ont été
repris en 1941 par le Gouvernement français en vue d'une réalisa
tion à Abidjan. En 1957/8, les études ont été concluantes et
favorables. La réalisation fut toutefois différée, entre autres, parce
que la Côte-d'Ivoire se trouvait pourvue en électricité par la
construction récente d'une centrale hydro-électrique.
Néanmoins, les études et essais ont fait apparaître de grandes
difficultés, notamment la pose en mer, à des profondeurs de 300 à
600 m, de conduites de grand diamètre pour amener les eaux -froides des profondeurs, le raccordement des conduites et le
pompage sous l'eau, le pompage sans perturbations mélangeant
les eaux froides des profondeurs aux eaux chaudes de surface et
les eaux tièdes de retour, les dispositions des dégazeurs et enfin la
rentabilité industrielle à un moment ou le prix du pétrole était
assez bas. De ce dernier point de vue pourtant, même au prix
pratiqué à ce moment, la rentabilité pouvait être acquise du seul
fait de la vente de l'électricité s'il y avait des clients, ce qui n'était
pas le cas en ces lieux et à ce moment (1958).
Le but de l'invention est d'éliminer ces difficultés en rendant
possible l'installation d'une centrale électrique en employant
même des eaux superficielles dont la température est assez basse.
A cet effet, la centrale électrique selon l'invention est agencée
tel que défini dans la revendication 1.
Une forme d'exécution de la centrale, objet de l'invention, sera décrite, à titre d'exemple, en se référant au dessin, dans lequel:
la fig. 1 est une vue schématique de la centrale,
la fig. 2 est une vue schématique d'un ajutage, et
la fig. 3 est un diagramme des coefficients de vitesse dans l'ajutage.
La centrale électrique représentée à la fig. 1 comprend un générateur de vapeur 1 qui est surmonté d'une coupole en Plexiglas 15 captant les rayons solaires pour chauffer l'eau primaire circulant dans un serpentin; une pompe 1 4c crée un vide poussé dans la coupole 15. Dans la partie supérieure du générateur de vapeur 1 est disposée une rampe de buses 17 qui reçoit de l'eau se trouvant à une température comprise entre 26 et 27oC et à une pression de 0,032 kg/cm2. Un extracteur d'air 14 assure le vide dans le générateur 1.
Le fond du générateur 1 est constitué d'un collecteur 3 des eaux non évaporées qui sont évacuées hors de l'installation par une pompe 4b, soit directement à la mer, soit pour d'autres emplois, car ces eaux sont très concentrées en sel. Un ou plusieurs ajutages 7 (fig. 2), dont les coefficients de vitesse sont représentés à la fig. 3, accélèrent la vitesse de la vapeur et conduisent la vapeur vers les aubes d'une turbine 2 couplée à un alternateur 23 par l'intermédiaire d'une boîte étanche supportant le palier de butée de l'alternateur 23.
En aval de la turbine 2 est disposé un récipient 5 qui se trouve, grâce à une pompe à vide 14b, à une pression réduite par rapport à celle du générateur de vapeur 1 et où la vapeur se détend.
Ensuite, elle pénètre dans un premier condenseur 6 refroidi par une saumure venant, grâce à une pompe 9, de l'évaporateur 10 d'une machine frigorifique 10, 11, 12 travaillant en pompe à chaleur. Celle-ci comprend, en outre, un turbocompresseur 11 actionné électriquement, un condenseur 12 et une vanne de réglage 18. Le fluide frigorigéne se liquéfie dans le condenseur 12 en chauffant l'eau de mer primaire avant que celle-ci entre dans un mélangeur 13. La vapeur se condense partiellement dans le condenseur 6, ce qui abaisse sa pression à environ 0,01 kg/cm2. Ce mélange vapeur/eau condensée est refoulé par une pompe 4 vers un condenseur 8, où la vapeur non condensée est comprimée par l'atmosphère ambiante et seliquéfie. Une prise d'eau distillée est prévue dans le condenseur 8 qui sert aussi d'accumulateur de distillat.
L'eau primaire provenant de la prise d'eau de mer 22
s'échauffe, dans le serpentin du condenseur 8, par la chaleur libérée par la liquéfaction complète de la vapeur à la pression
déterminée par la pompe 4 et réglée par le pressostat 21.
L'eau primaire ainsi réchauffée va dans le mélangeur 13. Dans ce mélangeur arrivent de l'eau primaire réchauffée par le condenseur 8, de l'eau primaire chauffée par le rayonnement solaire dans la coupole 15, de l'eau primaire chauffée dans le condenseur 12, où le fluide frigorigène se condense, et de l'eau primaire provenant directement de la prise d'eau de mer 22. Cette prise d'eau 22 munie d'un filtre est sous le niveau de la mer à une profondeur suffisante pour que la pression d'eau équilibre la résistance au frottement dans les conduites et que l'eau puisse arriver au point le plus haut des conduites. Comme le générateur de vapeur est
disposé sous le niveau de la mer, il n'y a aucune difficulté pour la pose de la prise d'eau.
L'eau quittant le mélangeur 13 traverse un détendeur 20 qui
réduit la pression de l'eau et règle en même temps le débit d'eau
entrant dans le générateur de vapeur 1. Le vide créé par la
pompe 14, en fonction de la température de l'eau, règne dans le
générateur de vapeur 1, où l'eau s'écoule par les buses 17 et tombe
en pluie en s'évaporant.
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CLAIMS
1. Power station exploiting the thermal energy of a body of water, especially from the sea, characterized by a vacuum steam generator whose primary water intake is arranged below the water level, by a condenser which recovers part of the heat of vaporization and heats the primary water, by a refrigerating machine cooling the water of the condenser, by a sunny dome heating the primary water, and by a turbine coupled to an electric current generator.
2. Plant according to claim 1, characterized in that it comprises a coil in which the primary water circulates which heats up thanks to the heat of liquefaction of the steam introduced at the same time as the water already condensed in the condenser .
3. Plant according to claim 2, characterized in that it comprises one or more nozzles arranged between the steam generator and the turbine.
4. Plant according to claim 3, characterized in that the
refrigeration machine is powered by a turbocharger and
uses the heat of liquefaction of the refrigerant vapors
condensed in the condenser and the heat produced by the turbo
compressor, while the condenser of the refrigerating machine
is cooled by the primary water which heats up.
5. Plant according to claim 4, characterized in that it
includes a mixer where the primary water is mixed with the water
heated from a coil of the sunny dome and the refrigeration machine.
The present invention relates to a power plant
exploiting the thermal energy of a body of water, in particular
the sea.
The use of thermal energy from the seas has been the subject
of a communication to the Academy of Sciences of Paris in 1926
by G. Claude and Boucherot. In 1929, G. Claude carried out a
installation in Cuba running a turbine for 11 days with
energy extracted from sea water. Studies and tests have been
taken over in 1941 by the French Government with a view to carrying out
tion in Abidjan. In 1957/8, the studies were conclusive and
favorable. The realization was however postponed, among other things, because
that the Ivory Coast was supplied with electricity by the
recent construction of a hydroelectric plant.
However, studies and trials have shown large
difficulties, especially laying at sea, at depths of 300 to
600 m, of large diameter pipes to bring the cold water from the depths, the connection of the pipes and the
pumping underwater, pumping without disturbances mixing
cold waters from the depths to warm surface waters and
the lukewarm return waters, the degassing arrangements and finally the
industrial profitability at a time when the price of oil was
Quite low. From this latter point of view, however, even at the cost
practiced at that time, profitability could be gained from the sole
sells electricity if there were customers, which was not
not the case in these places and at this time (1958).
The object of the invention is to eliminate these difficulties by making
possible the installation of a power plant using
even surface water whose temperature is quite low.
To this end, the power station according to the invention is arranged
as defined in claim 1.
An embodiment of the plant, object of the invention, will be described, by way of example, with reference to the drawing, in which:
fig. 1 is a schematic view of the power plant,
fig. 2 is a schematic view of a nozzle, and
fig. 3 is a diagram of the speed coefficients in the nozzle.
The power plant shown in fig. 1 comprises a steam generator 1 which is surmounted by a Plexiglas dome 15 which captures the sun's rays to heat the primary water circulating in a coil; a pump 1 4c creates a high vacuum in the dome 15. In the upper part of the steam generator 1 is arranged a ramp of nozzles 17 which receives water at a temperature between 26 and 27oC and at a pressure of 0.032 kg / cm2. An air extractor 14 provides vacuum in the generator 1.
The bottom of the generator 1 consists of a collector 3 of the non-evaporated water which is evacuated from the installation by a pump 4b, either directly to the sea or for other uses, since these waters are very concentrated in salt . One or more nozzles 7 (fig. 2), the speed coefficients of which are shown in fig. 3, accelerate the speed of the steam and conduct the steam to the blades of a turbine 2 coupled to an alternator 23 via a sealed box supporting the thrust bearing of the alternator 23.
Downstream of the turbine 2 is disposed a container 5 which is, thanks to a vacuum pump 14b, at a reduced pressure compared to that of the steam generator 1 and where the steam expands.
Then, it enters a first condenser 6 cooled by brine coming, thanks to a pump 9, from the evaporator 10 of a refrigeration machine 10, 11, 12 working as a heat pump. This further comprises an electrically actuated turbocharger 11, a condenser 12 and an adjustment valve 18. The refrigerant liquefies in the condenser 12 by heating the primary seawater before it enters a mixer. 13. The vapor partially condenses in the condenser 6, which lowers its pressure to around 0.01 kg / cm2. This steam / condensed water mixture is discharged by a pump 4 to a condenser 8, where the non-condensed steam is compressed by the ambient atmosphere and seliquified. A distilled water intake is provided in the condenser 8 which also serves as a distillate accumulator.
Primary water from seawater intake 22
heats up, in the coil of condenser 8, by the heat released by the complete liquefaction of steam at pressure
determined by pump 4 and adjusted by pressure switch 21.
The primary water thus heated goes into the mixer 13. In this mixer there comes primary water heated by the condenser 8, primary water heated by solar radiation in the dome 15, primary water heated in the condenser 12, where the refrigerant condenses, and primary water coming directly from the seawater intake 22. This water intake 22 provided with a filter is below sea level at a sufficient depth so that the water pressure balances the resistance to friction in the pipes and so that the water can reach the highest point of the pipes. As the steam generator is
arranged below sea level, there is no difficulty in installing the water intake.
The water leaving the mixer 13 passes through a regulator 20 which
reduces the water pressure and at the same time adjusts the water flow
entering the steam generator 1. The vacuum created by the
pump 14, depending on the water temperature, prevails in the
steam generator 1, where water flows through nozzles 17 and falls
in rain as it evaporates.