Qu’est-ce que la régénération de la chaleur – Cycle de Rankine – Définition

Amélioration de l’efficacité thermique – Cycle de Rankine

Il existe plusieurs méthodes pour améliorer l’efficacité thermique du cycle de Rankine. En supposant que la température maximale soit limitée par la pression à l’intérieur de la cuve sous pression du réacteur, ces méthodes sont les suivantes:

Régénération de chaleur

Des augmentations significatives de l’efficacité thermique des centrales à turbine à vapeur peuvent être obtenues en réduisant la quantité de combustible qui doit être ajoutée dans la chaudière. Cela peut être fait en transférant la chaleur (vapeur partiellement détendue) de certaines sections de la turbine à vapeur, qui est normalement bien au-dessus de la température ambiante, à l’eau d’alimentation. Ce processus est connu sous le nom de régénération thermique et une variété de régénérateurs thermiques peuvent être utilisés à cette fin. Parfois, les ingénieurs utilisent le terme économiseur qui sont des échangeurs de chaleur destinés à réduire la consommation d’énergie, notamment en cas de préchauffage d’un fluide .

Comme on peut le voir dans l’article ” Générateur de vapeur “, l’eau d’alimentation (circuit secondaire) à l’entrée du générateur de vapeur peut avoir environ ~ 230 ° C (446 ° F) , puis est chauffée au point d’ébullition de ce fluide (280 ° C; 536 ° F; 6,5MPa) et évaporé. Mais le condensat à la sortie du condenseur peut avoir environ 40 ° C , donc la régénération de chaleur dans un REP typique est importante et très importante:

• La régénération thermique augmente l’efficacité thermique, car une plus grande partie du flux de chaleur dans le cycle se produit à une température plus élevée.
• La régénération thermique entraîne une diminution du débit massique à travers l’étage basse pression de la turbine à vapeur, augmentant ainsi l’efficacité de la turbine isentropique LP. A noter qu’au dernier stade d’expansion, la vapeur a un volume spécifique très élevé.
• La régénération thermique entraîne une augmentation de la qualité de la vapeur de travail, car les drains sont situés à la périphérie du carter de turbine, où se trouve une concentration plus élevée de gouttelettes d’eau.

Régénération vs récupération de chaleur

En général, les échangeurs de chaleur utilisés dans la régénération peuvent être classés comme régénérateurs ou récupérateurs .

• Le régénérateur  est un type d’échangeur de chaleur dans lequel la chaleur du fluide chaud est stockée par intermittence dans un milieu de stockage thermique avant d’être transférée au fluide froid. Il a un chemin d’écoulement unique dans lequel les fluides chauds et froids traversent alternativement.

• Le récupérateur est un type d’échangeur de chaleur qui a des voies d’écoulement séparées pour chaque fluide le long de leurs propres passages et la chaleur est transférée à travers les parois de séparation. Les récupérateurs (par exemple les économiseurs) sont souvent utilisés dans le domaine de l’énergie, pour augmenter l’efficacité globale des cycles thermodynamiques. Par exemple, dans un moteur à turbine à gaz. Le récupérateur transfère une partie de la chaleur perdue dans les gaz d’échappement à l’air comprimé, le préchauffant ainsi avant d’entrer dans la chambre de combustion. De nombreux récupérateurs sont conçus comme des échangeurs de chaleur à contre- courant.