{"id":44521,"date":"2019-10-15T16:40:59","date_gmt":"2019-10-15T15:40:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/comment-fonctionne-une-turbine-a-vapeur-definition\/"},"modified":"2019-10-15T16:40:59","modified_gmt":"2019-10-15T15:40:59","slug":"comment-fonctionne-une-turbine-a-vapeur-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/comment-fonctionne-une-turbine-a-vapeur-definition\/","title":{"rendered":"Comment fonctionne une turbine \u00e0 vapeur – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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Comment fonctionne une turbine \u00e0 vapeur?\u00a0La plupart des centrales nucl\u00e9aires utilisent un turbog\u00e9n\u00e9rateur \u00e0 un seul arbre, compos\u00e9 d\u2019une turbine HP \u00e0 plusieurs \u00e9tages et de trois turbines parall\u00e8les \u00e0 plusieurs \u00e9tages.\u00a0G\u00e9nie thermique<\/span><\/div>\n<\/div>\n
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Comment fonctionne une turbine \u00e0 vapeur?<\/span><\/h2>\n

L’\u00a0<\/span>\u00e9nergie thermique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0contenue dans la\u00a0<\/span>vapeur<\/span><\/strong><\/a>\u00a0est convertie en \u00e9nergie m\u00e9canique par\u00a0<\/span>expansion \u00e0 travers la turbine<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0L’expansion se fait par une s\u00e9rie de pales fixes (buses), qui orientent le flux de vapeur dans\u00a0<\/span>des jets<\/span><\/strong>\u00a0\u00e0\u00a0grande vitesse<\/strong>\u00a0.\u00a0Ces jets contiennent une \u00e9nergie cin\u00e9tique importante, qui est convertie en rotation d’arbre par les pales du rotor en forme de godet, lorsque le\u00a0<\/span>jet de vapeur change de direction\u00a0<\/span><\/strong>\u00a0(voir:\u00a0<\/span>Loi de la conversation en mouvement<\/span><\/a>\u00a0).\u00a0Le jet de vapeur, en se d\u00e9pla\u00e7ant sur la surface courbe de l’aube, exerce une pression sur l’aube du fait de sa force centrifuge.\u00a0Chaque rang\u00e9e de buses fixes et de lames mobiles est appel\u00e9e un\u00a0<\/span>\u00e9tage<\/span><\/strong>.\u00a0Les pales tournent sur le rotor de la turbine et les pales fixes sont dispos\u00e9es concentriquement dans le carter circulaire de la turbine.<\/span><\/p>\n

Dans toutes les turbines, la\u00a0<\/span>vitesse de<\/span><\/strong>\u00a0rotation de l’\u00a0aube<\/strong>\u00a0est\u00a0<\/span>proportionnelle<\/span><\/strong>\u00a0\u00e0 la\u00a0<\/span>vitesse<\/span><\/strong>\u00a0de la\u00a0vapeur qui<\/strong>\u00a0passe sur l’aube.\u00a0Si la vapeur ne se d\u00e9tend qu’en une seule \u00e9tape de la pression de la chaudi\u00e8re \u00e0 la pression d’\u00e9chappement, sa vitesse doit \u00eatre extr\u00eamement \u00e9lev\u00e9e.\u00a0Cependant, la turbine principale typique des centrales nucl\u00e9aires, dans laquelle la vapeur se dilate d\u2019environ\u00a0<\/span>6 MPa<\/span><\/strong>\u00a0\u00e0 environ\u00a0<\/span>0,008 MPa<\/span><\/strong>\u00a0, fonctionne \u00e0 des vitesses d\u2019environ 3 000 tr \/ min pour les syst\u00e8mes \u00e0 50 Hz pour g\u00e9n\u00e9ratrice \u00e0 2 p\u00f4les (ou 1 500 tr \/ min pour un g\u00e9n\u00e9rateur \u00e0 4 p\u00f4les). et 1 800 tr \/ min pour les syst\u00e8mes 60 Hz pour g\u00e9n\u00e9ratrice \u00e0 4 p\u00f4les (ou 3 600 tr \/ min pour le g\u00e9n\u00e9rateur 2 p\u00f4les).\u00a0Un anneau \u00e0 une lame n\u00e9cessiterait de tr\u00e8s grandes lames et environ 30 000 tr \/ min, ce qui est trop \u00e9lev\u00e9 pour des raisons pratiques.<\/span><\/p>\n

Par cons\u00e9quent, la plupart des\u00a0<\/span>centrales nucl\u00e9aires<\/span><\/strong>\u00a0utilisent un\u00a0<\/span>turbog\u00e9n\u00e9rateur \u00e0<\/span><\/strong>\u00a0un\u00a0seul arbre,<\/strong>\u00a0compos\u00e9 d\u2019une\u00a0<\/span>turbine HP \u00e0 plusieurs \u00e9tages<\/span><\/strong>\u00a0et de\u00a0<\/span>trois\u00a0<\/span><\/strong>turbines\u00a0<\/strong>parall\u00e8les \u00e0 plusieurs \u00e9tages<\/strong>\u00a0, d\u2019un g\u00e9n\u00e9rateur principal et d\u2019un excitateur. \u00a0<\/span>HP Turbine<\/span><\/strong>\u00a0est g\u00e9n\u00e9ralement\u00a0<\/span>une\u00a0<\/span><\/strong>turbine \u00e0 r\u00e9action \u00e0\u00a0<\/span><\/strong>double flux<\/strong>\u00a0comportant environ 10 \u00e9tages avec des aubes \u00e0 enveloppe et produit environ 30 \u00e0 40% de la puissance brute fournie par le groupe \u00e9lectrog\u00e8ne.\u00a0<\/span>Les turbines BP<\/span><\/strong>\u00a0sont g\u00e9n\u00e9ralement\u00a0<\/span>des turbines \u00e0 r\u00e9action \u00e0 double flux<\/span><\/strong>avec environ 5 \u00e0 8 \u00e9tages (avec des lames envelopp\u00e9es et avec des lames libres des 3 derniers \u00e9tages).\u00a0Les turbines BP produisent environ 60 \u00e0 70% de la puissance brute produite par le groupe \u00e9lectrog\u00e8ne.\u00a0Chaque rotor de turbine est mont\u00e9 sur deux roulements, c\u2019est-\u00e0-dire qu\u2019il existe des doubles roulements entre chaque module de turbine.<\/span><\/p>\n

Dans ces turbines, l’\u00e9tage haute pression re\u00e7oit de la\u00a0<\/span>vapeur<\/span><\/a>\u00a0(cette vapeur est une vapeur presque satur\u00e9e –\u00a0<\/span>x = 0,995<\/span><\/a>\u00a0– point C sur la figure;\u00a0<\/span>6 MPa<\/span><\/strong>\u00a0; 275,6 \u00b0 C) provenant d’un g\u00e9n\u00e9rateur de vapeur et l’\u00e9chappement vers le s\u00e9parateur-r\u00e9chauffeur d’humidit\u00e9 (point D ).\u00a0La vapeur doit \u00eatre r\u00e9chauff\u00e9e afin d’\u00e9viter des dommages pouvant \u00eatre caus\u00e9s aux aubes de turbine \u00e0 vapeur par\u00a0<\/span>de la vapeur de qualit\u00e9 inf\u00e9rieure<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Le r\u00e9chauffeur r\u00e9chauffe la vapeur (point D), qui est ensuite dirig\u00e9e vers l’\u00e9tage basse pression de la turbine \u00e0 vapeur, o\u00f9 elle se d\u00e9tend (points E \u00e0 F).\u00a0La vapeur \u00e9vacu\u00e9e se condense ensuite dans le condenseur et se trouve \u00e0 une pression bien inf\u00e9rieure \u00e0 la pression atmosph\u00e9rique (pression absolue de\u00a0<\/span>0,008 MPa<\/span><\/strong>\u00a0) et se trouve dans un \u00e9tat partiellement condens\u00e9 (point F), typiquement d\u2019une qualit\u00e9 voisine de 90%.<\/span><\/p>\n

\"Turbine<\/a>
Sch\u00e9ma d’une turbine \u00e0 vapeur d’un REP typique de 3000 MWth.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n
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