Présentation de l’exercice

L’objectif de l’exercice est de modéliser une centrale dans Thermoptim et d’en déterminer les performances

Cet exercice se décompose en trois parties :

(Séance réalisée le 22/02/05 par Renaud Gicquel)

Comparaison avec le cycle de Carnot

Centrales à vapeur

Améliorations du cycle de base

Améliorations du cycle de base

Centrales à vapeur

Cycle à prélèvement et resurchauffe

Cycle à prélèvement et resurchauffe

Paramétrage du modèle

Lorsque les éléments du simulateur sont créés, Thermoptim initialise tous les points avec une pression de 1 bar et une température de 300 K, qu’il faut ensuite modifier en fonction des données du problème que vous étudiez.

L’activité suivante va vous montrer comment paramétrer le diviseur, puis la suivante vous rappellera les valeurs que vous devrez saisir dans les points et transfos de Thermoptim.

Cycle à prélèvement et resurchauffe

Paramétrage des points et transfos

Paramétrez maintenant un à un les différents points, en veillant bien à entrer les valeurs de la température connue (point 4a), ainsi que celles des pressions (points 4a, 3c, 2, A et B), car Thermoptim ne les détermine pas automatiquement. Pour cela, opérez comme suit :

Paramétrez ensuite les transfos, pour lesquelles les options par défaut s’appliquent : les nouvelles compression et détente sont adiabatiques, calculées par rapport à la référence isentropique, et leurs rendements isentropiques sont connus. Pour cela, opérez comme suit :

Recalculez le projet plusieurs fois à partir de l’écran du simulateur, pour que toutes les transfos soient mises à jour.

Cycle à prélèvement et resurchauffe

Récapitulatif

Cet exercice vous a permis de modéliser de manière un peu simplifiée mais déjà réaliste (cycle avec réchauffe et un seul prélèvement) une centrale électrique de 300 MW du type de celle décrite dans l’article B1 250 des Techniques de l’Ingénieur.

Relisez le récapitulatif de la séance 26 pour vous remémorer l’importance de savoir porter un regard critique sur les résultats fournis par un progiciel, et référez-vous éventuellement à la note intitulée “Méthodologie de construction et de vérification des modèles” (voir lien ci-dessous).

Le nouveau modèle est plus compliqué que le précédent : il introduit un prélèvement à moyenne pression et fait intervenir un diviseur et un mélangeur.

Nous avons choisi un paramétrage qui nous a semblé réaliste, mais qui n’est pas le seul possible, notamment car la nouvelle configuration ajoute deux degrés de liberté au modèle : le niveau de la pression et le débit de soutirage.

À titre d’exercice, vous pouvez effectuer une étude de sensibilité sur l’influence de ces deux paramètres sur les performances du cycle.

Vous montrerez ainsi qu’il existe une limite supérieure au débit du prélèvement, qui correspond au cas où l’eau au point A devient diphasique. Thermoptim refuse alors de calculer la deuxième compression.