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SHPHE a fourni des échangeurs de chaleur à circuits imprimés pour un système de chauffage par réinjection de CO₂ sur une plateforme gazière offshore. Cette application combine un flux de procédé à haute pression, le chauffage d'huile thermique et un espace offshore limité, ce qui rend les exigences thermiques, mécaniques et d'intégration de l'échangeur étroitement liées.
Le gaz naturel contenant une quantité importante de dioxyde de carbone nécessite un traitement avant son exportation. Le flux de CO₂ séparé peut ensuite être préparé pour la réinjection selon le procédé de la plateforme. Dans le cadre du projet annoncé, le système de chauffage utilise de l'huile thermique à haute température et le flux de réinjection fonctionne à une pression supérieure à 10 MPa.
La pression seule ne permet pas de déterminer si un flux de CO₂ est supercritique. Il est également nécessaire de vérifier la température, la composition et l'enveloppe de phase correspondante. Le rôle de l'échangeur est de garantir les conditions de sortie spécifiées sur toute la plage de débit requise, tout en maîtrisant les pertes de charge et les écarts de température locaux.
UNÉchangeur de chaleur à circuit imprimé (PCHE)Ce système comprend des canaux d'écoulement gravés dans des plaques métalliques assemblées par brasage par diffusion. Il en résulte un noyau compact doté d'une structure porteuse différente de celle d'un ensemble de plaques amovibles à joints. La géométrie des canaux, les ligaments des plaques, les collecteurs et les matériaux sont conçus conjointement pour les deux circuits de fluides.
Pour un module offshore, la compacité n'est pertinente que si l'on considère l'installation complète. L'analyse doit prendre en compte le poids à sec et en fonctionnement de l'échangeur, la disposition des collecteurs, l'isolation, la filtration, l'espace de maintenance et l'accès pour le démontage du module complet.
| Exigence | Ce qui doit être défini |
|---|---|
| État fluide | composition du CO₂, conditions d'entrée et état de réinjection requis pour chaque cas de fonctionnement |
| enveloppe mécanique | Pression et température de conception des deux côtés, pression différentielle et cycles de fonctionnement |
| Protection du canal | Transport de particules autorisé et dispositif de filtration |
| Intégration thermique | Plage de fonctionnement de l'huile thermique, traçage thermique, isolation et réponse de la commande |
L'annonce du projet mentionne spécifiquement le prétraitement par filtration, le traçage thermique et l'isolation comme des considérations techniques. Ces éléments sont importants pour un échangeur à canaux compacts : la stratégie de maintenance doit empêcher que des débris ou un état du fluide inadapté ne créent des restrictions impossibles à éliminer par l'ouverture individuelle des plaques.
Le rapport de SHPHE indique que cet équipement a été conçu et fabriqué conformément aux exigences ASME applicables. Pour un nouveau projet, le cahier des charges d'achat doit préciser l'édition du code, les responsabilités en matière d'inspection, les conditions de durée de vie nominale et les documents de fabrication requis. La pression et la température maximales publiées pour une gamme de produits ne constituent pas une garantie de fonctionnement simultané pour chaque unité.
Fournissez une fiche technique de procédé incluant la composition des fluides, les conditions thermiques de l'huile, les pressions de service et de conception, l'état de sortie requis et tous les cas de démarrage et d'arrêt. Indiquez les contraintes de poids et d'implantation en mer afin que SHPHE puisse évaluer le PCHE dans le cadre du système de réinjection complet.
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