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RÉSUMÉ
Cet article décrit en détail tous les éléments composant une centrale à cycle combiné, depuis les turbines à combustion jusqu'à la composition de la source froide d’une telle installation. Pour chaque élément, les différentes technologies existantes sont présentées, en mettant en avant les évolutions récentes qui ont permis des augmentations de rendement intéressantes.
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Jean-Marie MONTEIL : Ingénieur de l’école EDF-GDF - Ingénieur DPE - grade de Mastère - Ingénieur au Service études et projets thermiques et nucléaires
INTRODUCTION
Tous les composants qui peuvent être requis pour constituer une centrale à cycle combiné sont décrits dans cet article. La turbine à combustion, elle-même composée de plusieurs matériels, fait l’objet d’une présentation globale et également détaillée en présentant lesdits matériels. La présentation s’étend jusqu’à la composition de la source froide d’une telle installation.
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Postcombustion
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7. Bipasse des fumées
Ce composant n’est pas indispensable au fonctionnement d’une centrale à cycle combiné. Si ce système a été retenu, il est installé sur la gaine d’échappement des fumées en sortie de la turbine à combustion, avant la chaudière de récupération. Les gaz de la turbine à combustion sont dirigés soit vers la chaudière de récupération, soit vers la cheminée de contournement par un système de registres (voir § 1.2 de l’article [BE 8 905]). Ce système complexifie l’installation, mais peut se révéler indispensable lorsqu’une garantie de fourniture d’une puissance électrique minimale a été contractée. Grâce au contournement des fumées, la turbine à combustion peut continuer à produire de l’électricité même lorsqu’une avarie rend le cycle eau-vapeur indisponible. Les interventions pour réparation, sur la turbine à vapeur ou la source froide, sont alors possibles même avec la turbine à combustion en fonctionnement. Les interventions sur la chaudière de récupération sont plus difficiles en raison de la proximité des gaz chauds et d’une étanchéité parfaite délicate à obtenir. L’étanchéité représente un problème majeur de ce système, que ce soit vers la chaudière ou vers l’atmosphère. Dans le premier cas, il s’agit d’un souci de sécurité, alors que dans le deuxième il s’agit de pertes énergétiques. Les fumées perdues à la cheminée de contournement ne peuvent pas céder leur énergie au cycle eau-vapeur et représentent une perte sèche. La pérennité de joints soumis à des températures de l’ordre de 600 oC n’est pas facile à obtenir.
Le fonctionnement décrit jusqu’ici, correspond à une utilisation en tout ou rien, mais le contournement peut être utilisé comme un système de réglage en modulant un débit de fuite de fumées. Ce type d’utilisation permet de disposer d’une capacité d’augmentation de puissance électrique fournie par le cycle eau-vapeur sans toucher au fonctionnement de la turbine à combustion. Cette option peut être retenue si l’installation est rémunérée pour contribuer au...
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Bipasse des fumées
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LALLEMAND (A.) - Machines thermiques. - INSA Lyon, Département de génie énergétique, 4e année (1991).
-
(2) - VIVIER (L.) - Turbines à vapeur et à gaz. - Édition Albin Michel.
-
(3) - FAMENT (L.), ABELS (JP.) - Les centrales à cycle combiné gaz-vapeur. - Revue ACEC, no 3-4 (1973).
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(4) - HUBERT (J.), GÉRARD (C.) - Application de la turbine à gaz aux cycles combinés. - Annale des Mines, avr. 1979.
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(5) - COLISOMO (D.) - Combined cycles which improved efficiency. - Mechanical technology incorporated. Latham New York.
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(6) - PAREN (J.), PARIETTI (C.) - Centrales à cycles combinés VEGA 109F. 3 pressions resurchauffe. - Revue technique GEC ALSTOM, no 4 (1991).
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