V.3 Cycle de Rankine à surchauffe (cycle de Hirn)
:
Le cycle de Rankine à surchauffe ou cycle de Hirn
(Figure 1.11) ne diffère du cycle de Rankine simple que par une
transformation supplémentaire 6-1, pendant laquelle le fluide moteur est
surchauffé à une température supérieure à
celle de saturation, en lui fournissant une troisième quantité de
chaleur Q6-1 dans le surchauffeur. Ceci a pour effet d'augmenter
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Chapitre I Généralités sur
les centrales thermique et les
cycles de production d'énergie à
vapeur
énormément le travail de détente et donc le
travail utile est d'améliorer les conditions de travail de la turbine et
donc son rendement interne puisque une grande partie des étages de la
turbine fonctionnent avec de la vapeur sèche. En même temps le
rendement thermique du cycle augmente.
Figure I.14 (a) Cycle de Hirn (b) Installation du cycle
de Hirn
La quantité de chateur Q1, fournit au fluide moteur
totalement à pression constante, augmentera et sera composé alors
d'une première quantité Q5-4 (avec augmentation de la
température dans l'économiseur) pour porter celui-ci à
l'état de liquide saturé (X4=0) avec augmentation de la
température suivit d'une deuxième Q4-6 pour l'évaporer
à température constante (T4 = T1) jusqu'à l'état de
saturation (X1=1), puis d'une troisième Q6-1 pour surchauffer la vapeur
saturée jusqu'à T1 >T6 =Tsat.
Le rendement du cycle de Rankine à surchauffe est :
??2-??3 ??1-??2
= -??3 [2]
-??3
çth = Wd / Q1 = 1 - ??1 ??1
V.4 Cycle à resurchauffe :
On peut augmenter d'avantage le rendement thermique du cycle
de Rankine à surchauffe en resurchauffant (7-8) le fluide moteur dans un
resurchauffeur (c. a. d. double surchauffe). Et donc, par rapport au cycle de
Rankine a surchauffe, ce cycle comprend une transformation
supplémentaire (Figure 1.12) isobare 7-8 d'apport d'une quatrième
quantité de chaleur Q7-8 dans le resurchauffeur et la détente se
fait en deux étapes dans deux corps de turbine différents (1-7
dans la turbine haute pression THP et 8-9 dans la turbine basse pression
TBP).
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cycles de production d'énergie à
vapeur
La resurchauffe entraine également l'augmentation du
travail de détente et donc le travail utile et l'amélioration des
conditions de travail des turbines et donc leur rendement interne puisque une
grande partie de leurs étages fonctionnent avec de la vapeur
sèche. [2]
Figure I.15 (a) Cycle de Rankine à resurchauffe
(b) Installation du cycle à
Resurchauffe
V.5 Cycle à double resurchauffe :
On peut augmenter encore plus le rendement thermique du cycle
de Rankine à resurchauffe par une deuxième resurchauffe (10-11)
du fluide moteur dans un deuxième resurchauffeur (c'est à dire
triple surchauffe) (Figure 1.13). Et donc, par rapport au cycle de Rankine a
resurchauffe, ce cycle comprend une transformation supplémentaire
isobare 10-11 d'apport d'une cinquième quantité de chaleur Q10-11
dans le deuxième resurchauffeur et la détente se fait en trois
étapes dans trois corps de turbine différents (1-7 dans la
turbine haute pression THP, 8-10 dans la turbine moyenne pression TMP et 11-12
dans la turbine basse pression TBP. Cette deuxième resurchauffe entraine
aussi l'augmentation du travail de détente et donc le travail et la
puissance utiles ainsi que le rendement interne des turbines car une plus
grande partie de leurs étages fonctionnent avec de la vapeur
sèche et donc dans de meilleurs conditions. [2]
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