3 Cycles combinés à un niveau de pression
L'optimisation d'un cycle combiné à un niveau de pression (figure ci-dessous) est un exercice particulièrement intéressant car il permet de réfléchir à de nombreuses notions tout en restant d'un niveau de complexité tout à fait abordable, ce qui justifie sa présence dans les activités de consolidation.
Etant donné qu'il met en jeu des échangeurs de chaleur assurant le couplage thermique entre les gaz d'échappement d'une turbine à gaz et un cycle à vapeur, il est préférable que les élèves aient auparavant effectué quelques modélisations mettant en jeu des échangeurs, parmi celles proposées dans la section précédente.
Pour un cycle combiné, une attention particulière doit être apportée au rôle du générateur de vapeur-récupérateur, qui doit être modélisé comme un triple échangeur en série, sans quoi un croisement de température peut apparaître en son sein.
Alors que le paramétrage d'un échangeur simple constitue un exercice à cinq degrés de liberté, celui d'un tel générateur de vapeur est beaucoup plus contraint, car ses trois éléments ne peuvent être paramétrés indépendamment les uns des autres, ce que certains élèves peuvent avoir des difficultés à bien comprendre.
Le pincement, qui apparaît en sortie d'économiseur / entrée de vaporiseur, doit être déterminé comme résultat du dimensionnement de l'échangeur, et non comme une donnée d'entrée de ce paramétrage.
La recherche du rapport des débits qui traversent la turbine à gaz et le cycle à vapeur ne peut se faire que par approximations successives, ce qui conduit à effectuer de nombreux recalculs du modèle.
La fiche-thématique sur les cycles combinés et la séance Diapason S41 traitent de ce sujet.
