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1 - ARCHITECTURE DES CYCLES ET ASPECTS TECHNOLOGIQUES

2 - APPLICATIONS DES CYCLES ORC

3 - OPTIMISATION DES CYCLES ORC

4 - CONCLUSION

5 - GLOSSAIRE

Article de référence | Réf : BE8048 v1

Cycles organiques de Rankine COR

Auteur(s) : Renaud GICQUEL

Relu et validé le 23 juin 2021

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Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Les cycles organiques de Rankine sont des cycles de production de puissance mécanique à partir de chaleur. Ce sont des variantes des cycles à vapeur d’eau, utilisés lorsque la source chaude à partir de laquelle on souhaite produire de la puissance mécanique est à basse ou moyenne température, ou lorsque la puissance installée est faible et que les installations à vapeur ne sont plus économiques. L’article est structuré en trois parties. La première montre les architectures de cycle les plus utilisées, puis examine les aspects technologiques, et les critères de choix des fluides thermodynamiques qu’ils utilisent. La seconde partie présente les principales applications des cycles ORC. La troisième partie est consacrée à l’optimisation de ces cycles.

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ABSTRACT

Organic Rankine Cycles ORC

Organic Rankine cycles are variants of water steam cycles, which are used when the heat source available to produce mechanical power is at low- or medium-temperature, generally to exploit low- or medium-temperature effluents. This article is in three parts. The first begins by showing the most widely used cycle architectures, and then examines technological aspects, including the selection criteria for the working fluids they use. The second part presents the main applications of ORC cycles. The third part deals with the optimisation of these cycles.

Auteur(s)

  • Renaud GICQUEL : Professeur - PSL – Research University, PERSEE – Centre procédés, énergies renouvelables et systèmes énergétiques, Mines ParisTech, Sophia Antipolis, France

INTRODUCTION

Les cycles organiques de Rankine (COR), plus connus sous le nom de Organic Rankine Cycle (ORC) sont des variantes des cycles à vapeur à eau, qui sont utilisés lorsque la source chaude à partir de laquelle on souhaite produire de la puissance mécanique est à basse ou moyenne température.

Dans de telles conditions en effet, les performances des cycles à vapeur d'eau se détériorent, et il devient préférable de recourir à d'autres fluides thermodynamiques.

Comme beaucoup de ceux-ci sont de nature organique, on a coutume de qualifier ces cycles d'organiques, mais d'autres types de fluides, comme par exemple l'ammoniac ou le dioxyde de carbone, peuvent être employés.

Ces cycles rencontrent un intérêt croissant depuis les années 1980 et font l’objet de nombreuses réalisations, notamment dans le monde anglo-saxon. Ils se révèlent bien adaptés pour les petites puissances, les centrales à vapeur d’eau n’étant économiquement viables que pour les puissances élevées, typiquement au-dessus d’une dizaine de MW.

Cet article présente les différentes architectures de cycles rencontrées, puis développe leurs principales applications :

  • centrales géothermiques ;

  • installations de combustion de la biomasse ;

  • centrales de récupération de chaleur sur des effluents ;

  • centrales thermiques électro-solaires.

Il aborde ensuite la problématique du choix des fluides thermodynamiques et celle de l’optimisation des cycles ORC.

Il donne un certain nombre d’exemples de cycles simulés et calculés avec le progiciel Thermoptim.

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KEYWORDS

Modelling   |   technologies   |   applied thermodynamics   |   energy conversion   |   thermodynamic cycles

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-be8048


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BOMBARDA (P.), MACCHI (E.) -   Optimum cycles for geothermal power plants.  -  Proceedings World Geothermal Congress 2000.. Kyushu-Tohoku, Japan, 10 juin 2000.

  • (2) - CHEN, GOSWAMI (Y.), STEFANNAKOS -   A review of thermodynamic cycles and working fluids for the conversion of low-grade heat.  -  Renewable and Sustainable Energy Reviews, 14, p. 3059-3067 (2010).

  • (3) - DAI, WANG, LIN -   Parametric optimization and comparative study of organic Rankine cycle (ORC) for low grade waste heat recovery.  -  Energy Conversion and Management, 50, p. 576-582 (2009).

  • (4) - DELGADO-TORRES, GARCIA-RODRIGUEZ -   Analysis and optimization of the low-temperature solar organic Rankine cycle (ORC).  -  Energy Conversion and Management, 51, p. 2848-2856 (2010).

  • (5) - DEMEO (E.A.) -   Solar-thermal electric power, 2003 Status update.  -  EPRI report, févr. 2003.

  • (6)...

1 Annuaire

HAUT DE PAGE

1.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)

ORMAT (société israélienne) http://www.ormat.com

Turboden (constructeur italien) http://www.turboden.eu

Enertime (entreprise française) (site rassemblant des éléments détaillés sur les parts de marché des différents constructeurs) http://www.enertime.com

Adoratec (entreprise allemande) http://www.adoratec.com

Siemens (entreprise allemande) http://www.siemens.com

GMK (entreprise allemande) http://www.gmk.info

P&&&&&&&W Power d’United Technologies (entreprise américaine) http://www.pw.utc.com

Tri-O-Gen (entreprise hollandaise) http://www.triogen.nl

GE/Calnetix (entreprise américaine) http://www.calnetix.com

ENEX (constructeur islandais) http://www.enex.is

BARBER NICHOLS (constructeur américain) http://www.barber-nichols.com

ELECTRATHERM (constructeur américain) http://www.electratherm.com

Verdicorp (entreprise américaine) ...

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