Hélium

Pourquoi extraire de l'hélium ?

L'hélium est extrait dans les gisements de gaz naturel. Le gaz naturel contient de nombreuses impuretés. La première concentration de l'hélium est effectuée lors de l'extraction de l'azote. La distillation permet ensuite de supprimer l'azote. Il existe différentes méthodes pour extraire l'eau de l'hélium. L'hélium peut être purifié par cryopiégeage.

L'hélium est produit par des générateurs de Gaz Naturel, lorsque l'on peut obtenir un retour sur investissement positif. Le but est d'apporter une valeur ajoutée au gisement de Gaz Naturel. Les générateurs distribuent l'hélium pur produit (liquéfié pour le transport) à des compagnies industrielles et des centres de recherches. Utilisé dans diverses industries telles que l'énergie nucléaire, l'industrie spatiale et les applications médicales, l'hélium est connu pour ses qualités en terme de transfert de chaleur, d'atmosphère protectrice (en tant que gaz inerte), de refroidissement... Il est aussi utilisé dans le domaine de la métallurgie, par exemple pour la détection de soudures et de fuites. Sept fois plus léger que l'air, l'hélium est également connu pour son usage dans le gonflage des ballons de baudruche, dans les dirigeables et le sondage météorologique.

Quel équipement pour cette application ?

Des échangeurs de chaleur à plaques brasés en aluminium (BAHX) sont installés dans les cuves sous-vide comme composant des procédés de liquéfaction, de réfrigération et récupération de l'hélium. Ils sont installés dans les soupapes d'évacuation, au centre des cycles de réfrigération. Dans le procédé à basse température et à haute pression, les BAHX sont utilisés pour la purification et la séparation des autres gaz présents, grâce aux propriétés gazeuses de l'hélium.

Pourquoi Fives ?

Depuis sa création, Fives a développé une relation de confiance avec ses clients et a participé à des programmes de recherches nucléaires majeurs ainsi qu’à des projets industriels en fournissant des échangeurs de chaleur de liquéfaction d'hélium ou d'azote pour des installations de cryogénie. En participant à ces projets, Fives a développé une maîtrise dans le traitement de l'hélium et a intégré ses particularités à la conception et à la fabrication d'échangeurs de chaleur pour l’hélium.Avec plus de 20 ans d'expériance dans le traitement de l'hélium et plus de 80 BAHX fabriqués, Fives est un fournisseur reconnu et un partenaire de confiance pour ses clients. Fives et son secteur d'activité cryogénie et énergie proposent des échangeurs de chaleur ultra-performants qui combinent la compacité et des températures de pointe très précises avec l'hélium fluide en raison de la température de liquéfaction très basse. Les clients bénéficient également des avantages clés des BAHX Fives :    

  •  intégrité mécanique totale à très basses températures      
  • haut niveau d'isolation sous-vide      
  • multi-flux pour les besoins du client      
  • flexibilité et stabilité pour une large gamme de modes opératoires      
  • le meilleur équipement économique et technologique disponible

 

Fives est un des premiers partenaires pour une bonne partie des références mondiales de la production d'hélium comme pour les projects RHEA et JT-60, et récemment, le projet ITER, qui sera livré en 2015.

Focus sur le projet ITER

Pour atteindre des températures très basses, l'installation de cryogénie d'ITER utilise de l'hélium fluide avec un écart de température très faible ; une mauvaise distribution du débit pourrait affecter la performance thermique. Il est ensuite crucial de contrôler la distribution de façon à garantir la performance thermique de l'échangeur de chaleur.

En se basant sur son expérience sur plusieurs projets, Fives a développé des règles de conception spécifiques, qui incluent le comportement particulier de l'hélium, pour obtenir un flux de distribution homogène dans le corps de l’échangeur. La configuration exacte de l'échangeur est ensuite analysée et validée avec un logiciel de calcul, du point de vue hydraulique et répartition des pertes de charge, au sein d’un passage et entre passages.     

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