Installations thermiques et circuits ORC

Les installations thermiques du laboratoire regroupent principalement deux circuits ORC (Organic Rankine Cycle) et une installation de compresseur à piston liquide. 

Circuit ORC principal fonctionnant au SES36

Avec un débit maximal de 6 kg/s et une pression de service maximal de 25 bar (circuit en PN40). Il s’agit d’un circuit ORC avec régénérateur, développé initialement comme démonstrateur industriel. Ce circuit de taille importante est installé sur trois niveaux. La pompe centrifuge multi étages est installée au sous-sol, et le condenseur à l’étage ce qui créé une pression hydrostatique additionnelle en entrée de la pompe pour éviter la cavitation lors du fonctionnement avec un faible sous refroidissement.

Circuit ORC secondaire modulaire (150 kW maxi)

Ce circuit est une version réduite, indépendante et modulaire du circuit principal. Il dispose d’un système de contrôle et de régulation de la pression de condensation. Le volume réduit du circuit permet de changer aisément le fluide de travail. Cette installation est construite principalement pour l’étude des performances des turbines de détente fonctionnant en gaz réels. Les turbines sont freinées par une génératrice haute vitesse d’une puissance maximale de 9 kW à 60000 tr/min. Cette installation permet d’étudier les performances au point de design et en off-design, aussi bien en fonctionnement stationnaire que transitoire.

Compresseur à piston liquide

Un prototype de compresseur à piston liquide complète nos installations thermiques. Il est composé de deux cylindres et de 50 litres environ. Les cylindres sont alimentés alternativement via un jeu de vanne par de l’eau à haute pression produite par une pompe volumétrique. Le taux de pression de maximal atteint dans la configuration actuelle est de 35. Pour les forts taux de pression, la compression de gaz est très énergivore. Le transfert thermique entre le gaz et le liquide permet refroidir le gaz durant la compression. On tend ainsi à se rapprocher autant que possible de la compression isotherme, notamment en intensifiant le transfert thermique entre le gaz et le liquide. Dans cette installation, la température de l’eau est contrôlée grâce via groupe froid.

Pour l'alimentation des ces circuits nous disposons de :

• Chaudière Babcock-Wanson TPC-AS 1000 d'une puissance maximale de 1,163 MW alimentant un circuit d’huile caloporteur jusqu’à une température maximale de 250°C.

• Groupe froid Eurodifroid KRNA 300 d’une puissance maximale de 16kW à -5°C (eau glycolée)

• Pompe volumétrique à piston Pratissoli KS36 avec un débit maximal de 180 /min et une pression maximale de 160 bar

• Banc de charge électrique, 400V triphasé, d’une puissance ajustable de 1 à 200 kW