Bibliographie & annexes
Présentation
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.
L’étude complète du sujet comprend les articles :
— Centrale à cycle combiné- Théorie, performances, modularité « Centrale à cycle combiné. Théorie, performances, modularité » ;
— BE 8 906 « Centrale à cycle combiné. Composants potentiels » (le présent article) ;
Centrale à cycle combiné- Fonctionnement, exploitation, exemple « Centrale à cycle combiné. Fonctionnement, exploitation, exemple ».
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Systèmes à l’aspiration des compresseurs5. Systèmes de démarrage
Une turbine à combustion ne peut pas démarrer de façon autonome en raison de son architecture. C’est la turbine qui fournit le travail mécanique qui sert à l’entraînement du compresseur et de l’alternateur. Mais pour que cela soit possible il faut que les gaz aient été préalablement comprimés. Une turbine à combustion ne peut donc pas démarrer toute seule. Il faut l’amener à environ 80 % de sa vitesse nominale pour que le couple moteur développé par les gaz de combustion soit supérieur au couple résistant du compresseur.
Pour résoudre ce problème, il existe plusieurs types de dispositifs selon la puissance des turbines à combustion.
Sur les installations de puissance réduite, la solution de lancement par moteur Diesel est souvent retenue. Pour des machines plus puissantes, il est possible de recourir à un moteur asynchrone ou à courant continu. Il suffit d’un moteur de 1 MW pour lancer une machine (TAC) de type 9E de 123 MW. L’alternateur des turbines à combustion peut être utilisé en fonction moteur pour remplir cette fonction d’entraînement. Cette solution utilise un convertisseur statique de fréquence qui délivre une tension et une fréquence variables en entrée de l’alternateur (utilisé en moteur). La figure 22 présente l’alimentation du convertisseur statique.
Le cahier des charges d’une installation équipée d’une turbine à combustion peut comporter une exigence de démarrage autonome de la turbine en l’absence de toute source électrique externe. Il faut alors disposer d’une source électrique interne à la centrale qui peut alimenter le convertisseur statique de fréquence (CSF) et les auxiliaires nécessaires à la phase de démarrage. Cette fonction (black start ) est remplie par un moteur Diesel de forte puissance.
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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.
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(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.
-
(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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