FR2972761A1

FR2972761A1 - Procede de transformation en energie mecanique d'une energie thermique basse temperature, et dispositif faisant application

Info

Publication number: FR2972761A1
Application number: FR1152070A
Authority: FR
Inventors: Pierre Convert
Original assignee: HELIOS ENERGY PARTNERS
Current assignee: AQYLON, FR
Priority date: 2011-03-14
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2012-09-21
Also published as: WO2012123500A2; WO2012123500A3

Abstract

Procédé de conversion en énergie mécanique d'une énergie thermique provenant d'une source chaude (2) selon un cycle thermodynamique appliqué à un fluide de travail sec et comprenant les étapes de détendre plusieurs fois le fluide dans des turbines successives selon des transformations thermodynamiques (b1,b2,b3) sensiblement isentropiques de sorte qu'à la sortie des turbines la vapeur est encore sursaturée ; et entre deux détentes, réchauffer le fluide selon des transformations thermodynamiques (b'1,b'2) sensiblement isobares en prélevant de la chaleur à la source chaude.

Description

1 DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé de transformation en énergie mécanique, pouvant être exploitée pour produire de l'électricité, d'une énergie thermique basse température (typiquement entre 200°C et 300°C) fournie par une source chaude, par exemple par un collecteur solaire, ainsi qu'un dispositif faisant application.

ETAT DE LA TECHNIQUE La conversion de l'énergie thermique d'une source chaude en énergie mécanique, puis potentiellement en électricité, se fait par exemple au moyen de dispositifs mettant en oeuvre un cycle thermodynamique appelé cycle organique de Rankine ou COR. Un tel cycle est représenté à la figure 1 qui est un diagramme température-entropie d'un cycle organique de Rankine connu en soi appliqué à un fluide de travail. Un tel cycle comporte les étapes suivantes : a/ vaporiser le fluide liquide sous une pression dé-terminée, de sorte à obtenir une vapeur sursaturée, en prélevant de la chaleur à la source chaude ; b/ détendre cette vapeur dans une turbine selon une transformation thermodynamique sensiblement isentropi- que de sorte qu'à la sortie de la turbine la vapeur soit encore sursaturée ; c/ en sortie de la turbine, refroidir la vapeur selon une transformation sensiblement isobare jusqu'à une température légèrement supérieure à la température de vapeur saturante ; d/ provoquer la condensation de la vapeur pour liquéfier le fluide ; 2 e/ augmenter la pression du fluide jusqu'à la pression déterminée selon une transformation thermodynamique sensiblement isentropique ; f/ réchauffer le fluide selon une transformation ther- modynamique sensiblement isobare en utilisant au moins une partie de l'enthalpie cédée par la vapeur lors de son refroidissement à l'étape c/ ; Les points sur la courbe du cycle montrent les frontières entre les étapes précitées, qui sont recommen- cées à chaque cycle. Il suffit dès lors de récupérer l'énergie mécanique de la turbine mise en mouvement par la vapeur. Ces cycles sont d'une grande importance dans un grand nombre de technologies. Au premier rang de celles- ci, on peut citer la génération d'électricité à partir de sources d'énergie renouvelable, telles que l'énergie solaire, la géothermie, la biomasse, etc. De telles éner- gies sont généralement coûteuses à récupérer (collec- teurs pour l'énergie solaire, forage pour la géothermie, collecte de matière végétale pour la biomasse, etc.) et ce coût va généralement croissant avec la température de la source chaude employée. A titre d'exemple, les collecteurs solaires sont par exemple plus coûteux et leur rendement diminue à mesure que l'on augmente la température de fonctionnement (ce qui nécessite d'augmenter leur sur-face et donc leur coût total). La chaleur géothermique profonde, l'une des seules capable de fournir une source chaude de haute température, nécessite des forages d'autant plus profonds - et donc plus chers - que l'on veut monter en température. Enfin la plupart des calopor- teurs voient leur prix, leur dangerosité et la complexité 3 de leur maniement augmenter avec leurs températures de fonctionnement. Plutôt que d'exploiter des sources d'énergie à haute température, Il paraît donc intéressant d'augmenter le rendement des cycles adaptés à fonctionner avec une source chaude de température moins élevée et ce, même au prix d'une complexification des dispositifs utilisés. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un procédé de conversion d'énergie thermique issue d'une source chaude à basse température (typiquement 200 à 300 degrés) de rendement amélioré. EXPOSE DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de conversion en énergie mécanique d'une énergie thermique provenant d'une source chaude selon un cycle thermodynamique appliqué à un fluide de travail sec et comprenant les étapes de : 20 a/ vaporiser le fluide liquide sous une pression dé-terminée de sorte à obtenir une vapeur sursaturée en prélevant de la chaleur à la source chaude; b/ détendre plusieurs fois cette vapeur dans des turbines successives selon des transformations thermody- 25 namiques sensiblement isentropiques de sorte qu'à la sortie des turbines la vapeur est encore sursaturée ; b'/ entre deux détentes, réchauffer le fluide selon des transformations thermodynamiques sensiblement isobares en prélevant de la chaleur à la source chaude ; 30 c/ en sortie de la dernière turbine, refroidir la va- peur selon une transformation sensiblement isobare 15 4 jusqu'à une température légèrement supérieure à la température de vapeur saturante ; d/ provoquer la condensation de la vapeur pour liquéfier le fluide ; e/ augmenter la pression du fluide jusqu'à la pression déterminée selon une transformation thermodynamique sensiblement isentropique ; f/ réchauffer le fluide selon une transformation ther- modynamique sensiblement isobare en utilisant au moins une partie de l'enthalpie cédée de la vapeur refroidie à l'étape c/ ; les étapes étant recommencées à chaque cycle. Il suffit dès lors de récupérer l'énergie mécanique des turbines mises en mouvement par la vapeur, qui peu- vent être liées entre elles ou non. Par « fluide sec », on entend un fluide tel que son entropie augmente avec la température le long d'une partie de la courbe de saturation de vapeur exploitée lors de la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Le carac- tère sec du fluide implique qu'aucune condensation n'est possible lors des détentes dans les turbines. A la sortie des turbines, sauf peut-être de la dernière, le fluide est encore largement sursaturé, ce qui le rend exploitable pour une nouvelle détente. Par exemple, on pourra utiliser un hydrocarbure, comme du pentane ou du toluène. On pourra également utiliser un fluide frigorigène, comme du R245fa. Le réchauffage intermédiaire du fluide entre deux détentes augmente l'exploitabilité du fluide après chaque détente. On ajoute ainsi autant de fois que voulu des étages composés d'une séquence de détente quasi isentro- pique puis de réchauffage quasi isobare. Le rendement global du cycle augmente avec le nombre d'étages. Le coefficient d'expansion global du cycle, c'est-à-dire le rapport de la pression d'entrée de la première turbine à 5 la pression de sortie de la dernière turbine, augmente également avec le nombre d'étage. La pression de sortie de la dernière turbine étant généralement dictée par la température de la source froide (via la pression de va-peur saturante), un surcroît d'expansion peut être obtenu en augmentant la pression en entrée de la première tur- bine, quitte à travailler en régime supercritique. PRESENTATION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode particulier de mise en oeu- vre de l'invention en référence, outre à la figure 1 il-lustrant l'état de la technique, aux figures des dessins annexés parmi lesquelles : - la figure 2 est un diagramme température-entropie du cycle thermodynamique du procédé de l'invention se- lon un mode particulier de mise en oeuvre comportant trois détentes ; - la figure 3 est une représentation schématique d'un dispositif convenant pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention ; - la figure 4 est une vue en coupe d'un turbogénérateur intégrant les turbines du dispositif de la figure 1 en un agencement à arbre unique ; - La figure 5 est un schéma d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, utilisant le turbogénérateur de la figure 4. 6

- la figure 6 est une vue en coupe d'une variante du turbogénérateur regroupant les turbines selon un arrangement de type épicyclique ; - La figure 7 est un schéma d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, utilisant le turbogénérateur de la figure 6. DESCRIPTION DETAILLEE Le cycle de Rankine modifié selon l'invention est illustré à la figure 2. Sur cette figure, on reconnaît les étapes a/,c/,d/,e/,f/ déjà décrites à propos du cycle de la figure 1. Cependant, l'étape b/ de détente dans la turbine est maintenant remplacée par une série de déten- tes, ici trois détentes sensiblement isentropiques b1/,b2/, b3/ dans trois turbines successives qui sont telles qu'à la sortie des turbines la vapeur est encore sursaturée. Ces détentes sont séparées par des réchauffements b'1/, b'2/ sensiblement isobares. De préférence, chacun des réchauffements b'1/,b'2/ fait remonter la température de la vapeur à la tempéra- ture T'e qui était la sienne en entrée de la première turbine. La chaleur permettant de vaporiser le fluide de travail à l'étape a/ et de réchauffer la vapeur aux étapes b'1/,b'2/ est fournie par une source chaude, par exemple un fluide caloporteur chauffé par un collecteur solaire. La répétition des étapes de détente et de réchauffage permet de récupérer une énergie mécanique équivalente à celle récupée à l'aide du cycle de la figure 1, bien que chacune des détentes b1/,b2/,b3/ soit moins importante que la détente b/ du cycle de la figure 1, et tout en 7 conduisant à une température T's de la vapeur en sortie de la dernière turbine bien plus importante que la température Ts de la vapeur en sortie de la turbine sur le cycle de la figure 1. L'enthalpie de la vapeur qui est cé- dée à l'étape c/ (indiquée par la double flèche verticale) et qui est utilisée pour chauffer le fluide de travail à l'étape f/ est ainsi bien plus importante dans le cycle de l'invention que dans le cycle de la figure 1, et l'efficacité du cycle thermodynamique s'en trouve amélio- rée. On remarquera par ailleurs que la température T'e de la vapeur à l'entrée de la première turbine est moins élevée que la température Te de la vapeur à l'entrée de la turbine dans le cycle de la figure 1. Ainsi, la tempé- rature du fluide de travail reste dans une fourchette étroite tout le long des étapes répétées de détente et de réchauffage, de sorte que l'on peut qualifier cette phase du cycle de quasi isotherme. Ainsi, plutôt que d'absorber en une seule fois une quantité importante de chaleur lors de la vaporisation du fluide de travail, le cycle de l'invention propose plu-sieurs phases d'absorption de chaleur (à savoir l'étape de vaporisation a/ et les étapes de réchauffement b'1/, b'2/) lors desquelles la température du fluide de travail varie peu, de sorte que seule une quantité modérée de chaleur est tirée de la source chaude et absorbée par le fluide de travail à chacune de ces étapes. Le cycle thermodynamique de l'invention est dès lors bien adapté à des sources chaudes à basse tempéra- ture de type solaire pour lesquelles la transmission d'énergie thermique est fondamentalement différente de la 8 plupart des dispositifs thermodynamiques de génération de puissance utilisant des sources chaudes. En effet cette transmission d'énergie est de nature radiative entre le soleil et le collecteur sur terre, alors que dans la plu- part des autres cas elle est plutôt de nature conductoconvective au sein d'un échangeur de chaleur au contact de la source chaude, directement ou par l'intermédiaire d'un fluide caloporteur (combustion de combustibles fossiles ou renouvelables, géothermie, nucléaire). Ainsi, la température maximale d'un fluide caloporteur chauffé par un collecteur solaire est forcément limitée. Le cycle thermodynamique de l'invention permet de surmonter le classique antagonisme entre l'efficacité croissante des cycles thermodynamiques avec la tempéra- ture maximale du fonctionnement (l'efficacité des cycles thermodynamiques -Rankine, Brayton, Striling, etc.- a tendance à augmenter avec l'amplitude des températures atteintes par le fluide de travail, ce qui pousse généralement à chercher des sources chaudes toujours plus chau- des) et l'efficacité décroissante des collecteurs avec leur température de fonctionnement. Cet antagonisme est dépassé par l'utilisation de pression plus importante et d'une répétition de détentes isentropiques et de réchauffages isobares qui permettent une détente quasi- isotherme. Par ailleurs, les températures de la vapeur en entrée des turbines sont relativement faibles en comparai-son de la température maximale atteinte par le fluide de travail dans un cycle selon la figure 1 et ayant une ef- ficacité de la transformation de l'énergie thermique en énergie mécanique similaire. La température moyenne des 9 phases endothermiques du cycle de l'invention est ainsi plus basse, ce qui permet de se contenter d'une température dans le fluide caloporteur issu du collecteur solaire plus basse, sans perte de rendement du cycle. En outre, puisque l'efficacité d'un collecteur décroît avec sa température de fonctionnement, l'abaissement de la température du fluide issu du collecteur solaire augmente l'efficacité de la conversion de l'énergie solaire en énergie mécanique.

Le principe du cycle thermodynamique de l'invention et ses avantages étant maintenant décrits, un dispositif spécialement adapté à mettre en oeuvre ledit cycle est maintenant décrit en référence à la figure 3. Le dispositif comporte un circuit fermé 1 dans lequel circule un fluide de travail sec subissant le cycle thermodynamique de l'invention. Le dispositif comporte par ailleurs un circuit ouvert 2 dans lequel circule un fluide caloporteur formant la source chaude du dispositif, par exemple un fluide chauffé par le soleil, ou un fluide géothermique. Un vaporisateur 11 permet de réaliser l'étape a/ de vaporisation du fluide de travail. Le fluide de travail pénètre à l'état liquide dans le vaporisateur 11 et capte de la chaleur apportée par le fluide de la source chaude circulant à proximité d'un échangeur de chaleur. Le fluide de travail est alors vaporisé grâce à la chaleur apportée par le fluide caloporteur. Cette vapeur est amenée en entrée d'une première turbine 12.1 dans laquelle la vapeur est détendue selon l'étape b1/ du cycle de l'invention. 10 Puis la vapeur ainsi détendue (mais encore sursaturée) est amenée en entrée d'un premier réchauffeur 13.1 dans laquelle la vapeur est réchauffée jusqu'à la température Te d'entrée dans la première turbine 12.1, selon l'étape b'1/ du cycle de l'invention, grâce à la chaleur apportée par le fluide caloporteur du circuit 2. Cette vapeur est amenée en entrée d'une deuxième turbine 12.2 dans laquelle la vapeur est détendue selon l'étape b2/ du cycle de l'invention.

Puis la vapeur ainsi détendue (mais encore sursaturée) est amenée en entrée d'un deuxième réchauffeur 13.2 dans laquelle la vapeur est réchauffée jusqu'à la température Te d'entrée dans la première turbine 12.1 selon l'étape b'2/ du cycle de l'invention, grâce à la chaleur apportée par le fluide caloporteur du circuit 2 Cette vapeur est amenée en entrée d'une troisième turbine 12.3 dans laquelle la vapeur est détendue selon l'étape b3/ du cycle de l'invention. Puis cette vapeur ainsi détendue (mais encore sur- saturée) est amenée en entrée d'une première branche d'un échangeur de chaleur 14 dans lequel elle se refroidit jusqu'à une température légèrement supérieure à la température de pression saturante selon l'étape c/ du cycle de l'invention. L'enthalpie cédée par la vapeur lors de ce refroidissement sera exploitée comme détaillé plus loin. Puis cette vapeur refroidie est amenée en entrée d'un condenseur 15 provoquant la liquéfaction du fluide de travail selon l'étape d/ du cycle de l'invention. Puis le fluide de travail est amené en entrée d'un compresseur 16 qui comprime le fluide pour en augmenter sa pression selon l'étape e/ du cycle de l'invention. 11 Enfin, le fluide de travail est amenée en entrée d'une deuxième branche de l'échangeur de chaleur 14 dans lequel le fluide de travail est réchauffé selon l'étape f/ du cycle de l'invention grâce à l'enthalpie dégagée par la vapeur circulant dans la première branche de l'échangeur 14. Les deux branches de l'échangeur 14 sont bien sûr isolées l'une de l'autre mais permettent un transfert de chaleur de l'une à l'autre. Tous les éléments précités sont reliés par des ca- nalisations thermiquement isolées pour constituer le cir- cuit fermé 2. Il suffira dès lors de récupérer l'énergie mécanique des turbines pour par exemple actionner un alternateur électrique.

Dans un exemple de cycle à 3 turbines fonctionnant avec du fluide R245fa, les températures, pressions, enthalpies et entropies ont les valeurs suivantes à l'issue de chacune des étapes : A l'issue Température Pression Enthalpie Entropie de : (en °C) (en bar) (en (en kJ. kg- kJ.kg-1) 1.K-1) a 200 59, 0 539, 0 1, 89 b1 169 32,8 531,3 1,89 b' 1 200 32, 6 577, 2 1, 99 b2 172 13,6 560,8 2,00 b'2 200 13,4 595,3 2,08 b3 168 3,3 565,8 2,09 c 59 3, 3 329, 4 1, 79 d 48 3, 3 263, 5 1, 21 e 51 60,0 269,1 1,22 f 129 59,5 384,1 1,53 12 Le rendement d'un tel cycle est de 20,4% en tenant compte des pertes de charge dans les échangeurs de chaleur ainsi que d'un rendement théorique des turbines de 80%. Dans un exemple de cycle à 2 turbines fonctionnant avec du fluide pentane, les températures, pressions, enthalpies et entropies ont les valeurs suivantes à l'issue de chacune des étapes : A l'issue Température Pression Enthalpie Entropie de : (en °C) (en bar) (en (en kJ. kg- kJ.kg-1) 1.K-1) a 200 33,0 592,3 1,45 b1 153 11,0 562,3 1,47 b'1 200 10,8 681,0 1,73 b2 161 1,6 607,0 1,78 c 54 1,6 387,0 1,20 d 48 1, 6 28, 7 0, 09 e 50 34,0 35,4 0,09 f 133 33, 5 255, 4 0, 70 Le rendement d'un tel cycle est de 21,4% en tenant compte des pertes de charge dans les échangeurs de chaleur ainsi que d'un rendement théorique des turbines de 80%. 15 A la figure 4 est illustré un exemple de turbogénérateur 20 utilisable dans le cadre de l'invention. Le turbogénérateur 20 comporte un carter 21 recevant un en-semble tournant 22 portant les trois turbines 12.1, 12.2, 20 12.3 qui sont ici de type radial et qui sont toutes soli-10 13 daires d'un même arbre tournant 23 dont l'extrémité (coupée sur la figure) peut être utilisée pour par exemple entraîner un alternateur électrique. Le carter 21 comporte des formes internes aérodynamiques et comporte des ports d'entrée et de sortie (non représentés ici) pour l'admission de la vapeur dans le turbogénérateur, pour la circulation du fluide de travail dans les réchauffeurs 13.1 et 13.2 entre les turbines, et pour la sortie de la vapeur vers l'échangeur 14.

A la figure 5 est illustré un dispositif pour la mise en oeuvre du cycle selon l'invention utilisant le turbogénérateur 20 de la figure 4. Sur cette figure, on reconnaît le turbogénérateur 20 associé à un alternateur 24. On reconnaît également les réchauffeurs 13.1 et 13.2 dans lesquels la vapeur est réchauffée après respective-ment une détente dans la turbine 12.1 et 12.2. On reconnaît encore l'échangeur 14, ainsi que le vaporisateur 11. A la figure 6 est illustré un autre turbogénérateur 30 utilisable dans le cadre de l'invention. Celui-ci corn- porte un carter 31 portant un arbre central 32 ayant dont l'extrémité coupée entraîne un alternateur non représenté ici. L'arbre central 32 comporte un planétaire 33 engrenant avec des pignons 34 solidaires respectivement d'arbres satellites respectifs 35 portant chacun deux turbines, respectivement 12.1 et 12.2 pour le premier arbre satellite 35, et 12.3 et 12.4 pour le deuxième arbre satellite 35. Les quatre turbines sont donc toutes solidaires en rotation de l'arbre central 32, selon un agencement général de type épicyclique. Il ne serait pas dif- ficile de rajouter un arbre satellite supplémentaire por- tant à nouveau deux turbines. 14 A la figure 7 est illustré un dispositif pour la mise en oeuvre du cycle de l'invention utilisant le turbo-générateur 30 de la figure 6. Bien évidemment, le cycle mis en oeuvre grâce à ce turbogénérateur comporte quatre détentes alternées avec trois réchauffages. Sur la figure, on reconnaît les réchauffeurs 13.1, 13.2, 13.3 dans lesquelles la vapeur circule respectivement entre les turbines 12.1 et 12.2, entre les turbines 12.2 et 12.3 et enfin entre les turbines 12.3 et 12.4.

L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais englobe au contraire toute variante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que dans les exemples illustrés, le nombre de détentes et de turbines associées soit de 3 ou 4, le nombre de détentes et par conséquent le nombre de turbines utilisées dépendra bien sûr de l'application envisagée, allant de 2 à un nombre plus important si nécessaire. En outre, bien que dans les exemples illustrés, les turbines soient du type radial, l'invention n'est pas limitée à l'utilisation de ce type de turbine, et des turbines axiales pourront être également utilisées. Les turbines pourront comporter des aubes statoriques à incidence réglable.

De plus, bien que dans les exemples illustrés, toutes les turbines sont solidaires en rotation d'un même arbre (soit directement, soit via des liaisons à engrenages ou autres), on pourra choisir de laisser les turbines mécaniquement indépendantes, en accouplant par exemple chaque turbine à un alternateur propre. 15 De surcroît, dans un cycle à n-turbines, il est possible à tout moment de sauter une étape « turbine - ré-chauffe » pour transformer le cycle thermodynamique en un cycle à n-1 turbines, selon les conditions extérieures.

Bien que plus spécialement adapté à l'extraction d'énergie d'une source chaude à basse température, on pourra bien évidemment utiliser le cycle de l'invention pour extraire de l'énergie de toute source chaude. Enfin, l'invention couvre l'utilisation du cycle de l'invention à l'inverse de ce qui a été décrit ici. Il est bien sûr possible de réaliser la conversion d'une énergie mécanique, utilisée pour entraîner les turbines, en énergie thermique en suivant à l'envers le cycle de l'invention. Dans ce cas, les turbines sont utilisées en compresseurs. Les étapes de détente deviennent des étapes de compression, les étapes de réchauffage deviennent des étapes de refroidissement (lors desquelles de la chaleur du fluide de travail est cédée au profit de l'extérieur), les étapes de vaporisation deviennent des étapes de li- quéfaction et inversement.

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de conversion en énergie mécanique d'une énergie thermique provenant d'une source chaude (2) selon un cycle thermodynamique appliqué à un fluide de travail sec et comprenant les étapes de : a/ vaporiser le fluide liquide (11) sous une pression déterminée de sorte à obtenir une vapeur sursaturée en prélevant de la chaleur à la source chaude; b/ détendre plusieurs fois cette vapeur dans des turbines (12.1,12.2,12.3) successives selon des transformations thermodynamiques (bl,b2,b3) sensiblement isentropiques de sorte qu'à la sortie des turbines la va-peur est encore sursaturée ; b'/ entre deux détentes, réchauffer le fluide (13.1,13.2) selon des transformations thermodynamiques (b'1,b'2) sensiblement isobares en prélevant de la chaleur à la source chaude ; c/ en sortie de la dernière turbine, refroidir la va- peur (14) selon une transformation sensiblement isobare jusqu'à une température légèrement supérieure à la température de vapeur saturante ; d/ provoquer la condensation de la vapeur (15) pour liquéfier le fluide ; e/ augmenter la pression du fluide (16) jusqu'à la pression déterminée selon une transformation thermodynamique sensiblement isentropique ; f/ réchauffer le fluide (14) selon une transformation thermodynamique sensiblement isobare en utilisant au moins une partie de l'enthalpie cédée par la vapeur refroidie à l'étape c/ ; les étapes étant recommencées à chaque cycle.
2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de la revendication 1, comportant les éléments suivants, reliés entre eux par des canalisations de façon à former un circuit fermé dans lequel circule le fluide de travail: - un vaporisateur (11) pour la mise en oeuvre de de l'étape a/ ; - des turbines (12.1,12.2,12.3,12.4) pour la mise en oeuvre de l'étape b/ ; - entre les turbines, des réchauffeurs (13.1,13.2,13.3) pour la mise en oeuvre de l'étape b'/ ; - un échangeur de chaleur (14) pour la mise en oeuvre des étapes c/ et f/ ; - un condenseur (15) pour la mise en oeuvre de l'étape d/ ; - un compresseur (16) pour la mise en oeuvre de l'étape e/.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le fluide de travail utilisé est un hydrocarbure, notamment pentane, toluène.
4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le fluide de travail utilisé est un frigorigène, notamment R245fa.
5. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les turbines sont toutes portées par un même arbre (23) formant une prise mécanique du dispositif.
6. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les turbines sont portées deux par deux par des arbres satellites (35) coopérant tous à rotation avec un arbre central (32) formant une prise mécanique du dispositif.
7. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le dispositif à n turbines peut être transformé en undispositif à n-1 turbines en supprimant une étape « turbine - réchauffe »
8. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le fluide utilisé est un fluide frigorigène de type R245fa et dans lequel à l'issue des étapes successives, a, b1, b'l, b2, b'2, b3, c, d, e, f, ses caractéristiques sont respectivement et approximativement : A l'issue Température Pression Enthalpie Entropie de : (en °c) (en bar) (en (en kJ.kg- kJ.kg-1) 1.K-1) a 200 59, 0 539, 0 1, 89 bl 169 32,8 531,3 1,89 b'1 200 32,6 577,2 1,99 b2 172 13,6 560,8 2,00 b'2 200 13,4 595,3 2,08 b3 168 3,3 565,8 2,09 c 59 3, 3 329, 4 1, 79 d 48 3,3 263,5 1,21 e 51 60,0 269,1 1,22 f 129 59,5 384,1 1,53
9. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le fluide utilisé est un hydrocarbure du type pentane et dans lequel à l'issue des étapes successives, a, b1, b'l, b2, c, d, e, f, ses caractéristiques sont respectivement et approximativement : A l'issue Température Pression Enthalpie Entropie de : (en °c) (en bar) (en (en kJ.kg- kJ.kg-1) 1.K-1) a 200 33,0 592,3 1,45 bl 153 11, 0 562, 3 1, 47b'1 200 10,8 681,0 1,73 b2 161 1,6 607,0 1,78 c 54 1,6 387,0 1,20 d 48 1,6 28,7 0,09 e 50 34,0 35,4 0,09 f 133 33,5 255,4 0,70