Centrale à cycle combiné - Théorie, performances, modularité

INTRODUCTION

1 - DÉFINITION

• 1.1 - Définition normative
• 1.2 - Topologies type d’un cycle combiné
  Figure 1 - Schéma d’un cycle combiné de type 1-1-1

2 - APPROCHE THÉORIQUE

• 2.1 - Cycle de Joule
  Figure 2 - Cycle de Joule idéal sur un diagramme T , S Figure 3 - Cycle de Joule intégrant un rendement compresseur et turbine Figure 4 - Principe de fonctionnement du cycle de Joule avec échangeur récupérateur Figure 5 - Principe de fonctionnement du cycle de Joule avec « intercooler » Figure 6 - Cycle de Joule avec « intercooler » Figure 7 - Principe de fonctionnement du cycle de Joule avec détente fractionnée Figure 8 - Cycle de Joule avec détente fractionnée
• 2.2 - Cycle de Hirn ou de Rankine
  Figure 9 - Cycle de Hirn sur un diagramme T , S
• 2.3 - Association des deux cycles
  Figure 10 - Combinaison des deux cycles

3 - ÉVOLUTION DES PERFORMANCES

• 3.1 - Justifications théoriques
• 3.2 - Gains sur la température d’entrée dans la turbine
  Figure 11 - Chambre de combustion d’une turbine à combustion Figure 12 - Ailette de turbine à combustion vue en coupe Figure 13 - Exemple de rendement d’une turbine à combustion en fonction de la température d’entrée des gaz à la turbine
• 3.3 - Gains sur la phase de compression
  Figure 14 - Exemple d’évolution du rendement de la turbine à combustion en fonction du taux de compression du compresseur Figure 15 - Variation du rendement et de la puissance spécifique en fonction du taux de compression Figure 16 - Exemple d’évolution du rendement de la turbine à combustion en fonction du rendement du compresseur Figure 17 - Exemple de sensibilité du cycle eau-vapeur au niveau de pression
• 3.4 - Gains relatifs aux niveaux de pression
  Figure 18 - Représentation des concepts de l’exergie et de l’anergie sur un diagramme H -S Figure 19 - Échanges fumées eau-vapeur en fonction de la pression de vaporisation
• 3.5 - Gains en matière d’environnement
  Figure 20 - Formation des NOx lors d’une combustion Figure 21 - Influence de l’injection d’eau sur les NOx et le CO Figure 22 - Efficacité comparée de l’eau et de la vapeur sur les émissions de NOx Figure 23 - Combustion d’un mélange pauvre de combustible et d’air comburant Tableau 1 - Émissions réglementaires pour les turbines à combustion (en mg/Nm3) Tableau 2 - Réserves mondiales en énergies fossiles (en Gtep)

4 - CONFIGURATIONS ENVISAGEABLES

• 4.1 - Critères de choix
• 4.2 - Critères d’évaluation
• 4.3 - Compétitivité des filières. Insertion dans un parc de production
  Figure 24 - Compétitivité des filières Figure 25 - Composition du coût de production d’un kilowattheure de cycle combiné Figure 26 - Évolution des coûts d’investissement en dollar US des cycles combinés en fonction de la puissance Tableau 3 - Comparaison des coûts de production des filières en base (en c€/kWh) Tableau 4 - Scénarios pour la comparaison des filières
• 4.4 - Schémas potentiels
  Figure 27 - Schéma unifilaire d’un cycle combiné « multiple shaft » Figure 28 - Schéma unifilaire d’un cycle combiné « single shaft » Figure 29 - Plan de masse type d’une centrale à ligne d’arbre unique Figure 30 - Plan de masse type d’une centrale à lignes d’arbres multiples