Présentation de l’exercice

On considère un cycle combiné avec cycle vapeur à un seul niveau de pression fonctionnant selon le schéma de principe ci-contre.

L’objectif de l’exercice est de modéliser une telle centrale dans Thermoptim et d’ajuster le débit du cycle vapeur afin d’obtenir les meilleures performances.

• énoncé de l’exercice (pdf, 48 Ko)

Création du cycle

Paramétrage des points et transfos

Les paramétrages pour la turbine à gaz sont les suivants :

- points 4_ (900 °C, 70 bars), et 1_ (26 bars), transfo "turbine_", (référence polytropique, rendement polytropique de 0,9), ce qui détermine la température du point 1_ (548,16 °C)

- point 2_ ( 27,9 °C, 26 bars), et 3_ (70 bars), et transfo "compresseur", (référence polytropique, rendement polytropique de 0,9), ce qui détermine la température du point 3_ (194,37 °C)

Les paramétrages pour la centrale à vapeur sont les suivants :

- point "1" (0,03 bar, température de saturation imposée, titre égal à 0), point "2" (120 bars), transfo "compression liquide" (isentropique de rendement égal à 1)

- point "3a" (120 bars, à la température de saturation, titre égal à 0), point "3b" (120 bars, à la température de saturation, titre égal à 1), point "3" (120 bars, 520 °C), point "4" (0,03 bar), transfo "turbine" (référence isentropique, rendement isentropique égal à 0,85)

Il n’y a pas besoin de modifier les types d’énergie, les valeurs par défaut s’appliquant bien, sauf pour la transfo "cœur" représentant le réacteur nucléaire.

• paramétrage du cycle (pdf, 5 Ko)

Préparation des échangeurs

Préparation des échangeurs

Premier synoptique

Deuxième synoptique

Troisième synoptique

Solution de l’exercice

Récapitulatif

Cet exercice vous a permis d’étudier un cycle combiné à un niveau de pression et d’apprendre à le modéliser dans Thermoptim.

L’intérêt qu’il y a à utiliser un tel progiciel est que les propriétés des corps sont calculées avec une grande précision et sans aucune difficulté. Une fois le modèle mis au point, vous pouvez le reparamétrer très facilement, ce qui vous permet de procéder rapidement à des études de sensibilité sur l’influence des divers paramètres.

Cette manière de faire comporte cependant un danger : que vous ne sachiez pas critiquer les valeurs fournies par le progiciel, ce qui peut vous conduire à accorder une confiance démesurée aux résultats qu’il fournit.

Il peut arriver que le modèle ne soit pas bien construit, et que ses résultats ne soient pas justes, et il faut savoir diagnostiquer ce type d’erreurs. Pour cela, il est souhaitable que vous soyez capable de contrôler par vous-même ses résultats, au moins de manière approchée.

Il est en particulier recommandé de bien vérifier les bilans. Pour cela, entraînez-vous à les recalculer approximativement, en sommant de tête ou sur un bout de papier toutes les énergies utiles ainsi que toutes les énergies payantes, et en les divisant pour obtenir le rendement du cycle.

Le tracé du cycle sur diagramme se révèle aussi un très bon moyen de contrôler la pertinence d’un modèle, dès lors que l’on connaît l’allure générale des cycles, ce qui s’apprend vite. Une erreur d’entrée sur la pression ou la température apparaît souvent de manière manifeste.

Vous trouverez ci-dessous un lien vers une note intitulée " Méthodologie de construction et de vérification des modèles" destinée à fournir aux utilisateurs de Thermoptim un certain nombre de recommandations basées sur l’expérience passée.

• corrigé de l’exercice (zip, 3 Ko)
• Méthodologie de construction et de vérification des modèles (pdf, 96 Ko)