L’incorporation de la Technologie du Cycle Hygroscopique (HCT) dans le système de refroidissement apportera à la centrale de production d’énergie, entre autres avantages :
Les principaux avantages obtenus sont :
Le Cycle Hygroscopique est un cycle thermodynamique qui utilise un absorbeur de vapeur où des composés hygroscopiques entrent en contact direct avec le flux de vapeur, permettant ainsi de condenser la vapeur sans consommation d’eau et de manière efficace.
Les principes physiques et chimiques de cette technologie font évoluer le cycle de Rankine en apportant une plus grande efficacité électrique nette, de meilleures conditions de refroidissement, l’annulation ou la réduction significative de l’eau de refroidissement, la réduction des coûts d’O&M et d’investissement, et une plus grande flexibilité opérationnelle.
Ce cycle peut inclure toutes les améliorations incorporées dans le cycle de Rankine (augmentation de la pression initiale d’expansion, diminution de la pression de fin d’expansion, surchauffe de la vapeur, réchauffage, régénération, conditions supercritiques).
Volume plus petit que condenseur refroidi par air, meilleure efficacité, principalement à des températures ambiantes supérieures à 25°C.
Efficacité électrique nette égale ou supérieure aux tours de refroidissement. La consommation d’eau de refroidissement est éliminée.
Autoconsommation électrique annuelle plus faible que celle des systèmes précédents.
Aucune limitation de puissance et des coûts d’exploitation et de maintenance inférieurs par rapport aux systèmes traditionnels.
Le cycle de Rankine est un cycle thermodynamique dont le but est la conversion de la chaleur en travail. Toute centrale thermique produisant de l’électricité fonctionne sous ce cycle (centrales biomasse, nucléaires, solaires thermiques, cogénérations, etc.).
Parmi les composants principaux de tout cycle de Rankine (chaudière, pompe et turbine), la condensation de la vapeur de sortie de la turbine est essentielle. Pour réaliser cette condensation, on peut utiliser des tours de refroidissement, qui fonctionnent sur le principe du refroidissement évaporatif au détriment de la consommation d’eau, ou des technologies “sèches” qui utilisent l’air ambiant pour condenser la vapeur.
Actuellement, la consommation d’eau associée à une tour de refroidissement est d’environ 3,8 m³/h par mégawatt électrique produit. Cette consommation provient principalement de l’évaporation de l’eau dans la tour et des purges pour éviter la concentration de minéraux. À titre d’exemple, une centrale biomasse de 50 MW (approximativement ce qu’il faut pour alimenter 12 500 foyers), fonctionnant 7800 heures par an, consommerait environ 1,5 million de mètres cubes par an, soit l’équivalent de 440 piscines olympiques.
Ainsi, la consommation d’eau des tours de refroidissement est importante, en particulier dans les centrales solaires thermiques situées dans des régions de stress hydrique élevé, où la production maximale coïncide avec les mois les plus secs de l’année.
En plus de l’impact visuel causé par le panache et de la consommation élevée d’eau, les tours de refroidissement présentent également les inconvénients suivants :
Le cycle hygroscopique peut être utilisé et a déjà été mis en œuvre avec succès dans les deux applications suivantes :
Il peut actuellement être appliqué commercialement aux centrales énergétiques utilisant un cycle de Rankine, quelle que soit la puissance..
La plupart des équipements et matériaux sont les mêmes que ceux utilisés dans un cycle de Rankine (turbine, chaudière, dégazeur, pompes, etc.).
Possibilité d'implantation dans des nouvelles installations ou d'amélioration des installations existantes.
Tous les équipements et matériaux sont commerciaux et garantis à 100 % par les fabricants.
La recherche, le développement, ainsi que la commercialisation et la mise en œuvre sont réalisés en interne.
La technologie peut être appliquée à tout processus nécessitant une condensation de vapeur ou émettant des gaz contenant une grande quantité d’humidité, tels que ceux provenant des systèmes de séchage.
Elle peut être implantée dans des installations neuves et existantes.
Secteurs : papeterie, céramique, pharmaceutique, pétrochimie, alimentation, sidérurgie, chimie, etc.
On estime qu’environ 53 milliards de mètres cubes d’eau douce sont utilisés pour la production thermoelectrique mondiale.
Réduction des émissions de CO₂ et autres gaz (NOx, SOx…) par kWh produit.
Minimise l’impact visuel en évitant de grandes colonnes de vapeur d’eau et de grandes structures comme les ACC.
Cette technologie sèche prévient les effluents, protégeant l’environnement, la flore et la faune et éliminant les émissions de micro-organismes comme la légionelle.
Permet l’implantation des centrales dans des zones avec peu d’eau ou nécessitant un faible impact environnemental.
La turbine à vapeur fonctionne à pleine charge avec les pressions de condensation les plus basses possibles pendant plus d’heures par an, avec une consommation électrique annuelle moyenne inférieure.
Augmente la durée de vie, la fiabilité et la disponibilité de l’usine. Les équipements mis en œuvre sont standards, sans aucune modification, et très faciles à utiliser et à entretenir.
Compatible avec toutes les améliorations du cycle de Rankine. Possibilité d’implantation tant dans les nouvelles usines que dans les usines existantes.
Économies de consommation d’eau de refroidissement.
Réduction des coûts d’O&M.
Le fonctionnement de cette technologie permet des économies substantielles de carburant.
Économies dans la consommation d’eau demi et des additifs pour le cycle de l’eau dans les circuits de refroidissement.
Réduction des coûts d’investissement du cycle de vapeur.
La réduction des coûts d’O&M, combinée avec un meilleur rendement électrique net, augmente la compétitivité de l’usine.
Réduction des coûts de mise en œuvre et de démarrage par rapport à d’autres systèmes traditionnels.
