Pourquoi une tour de refroidissement ?

[patriciab]

Bonjour

A quoi servent les tours de refroidissement dans les centrales thermiques et nucléaires ?
Si l'eau est déjà chaude, n'est-ce pas cela de gagné ?

Patriciab
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[XK150]

Bonjour,
La tour de refroidissement des centrales nucléaires refroidit l'eau qui s'est échauffée après son passage dans le condenseur .
Le condenseur , placé en sortie du circuit secondaire , sert à transformer ce qui reste de vapeur après le passage dans la turbine , en eau ,
car c'est de l'eau qui doit être renvoyé à l'entrée du circuit secondaire ( qui est fermé sur lui-même , tout comme le circuit primaire ).
Sauf utilisation anecdotique , cette eau à basse température n'a pas d'utilisation industrielle intéressante possible .
La tour n'est pas obligatoire sur toutes les centrales : on peut pomper dans le fleuve ou en mer et rejeter dans le même milieu .

[phys4]

Si l'eau est déjà chaude, n'est-ce pas cela de gagné ?

Bonsoir,
Ce n'est pas gagné, au contraire, laisser la vapeur en sortie plus chaude et à plus haute pression, ce serait de l'énergie perdue.

La raison de base il faut aller la rechercher dans le principe de Carnot : pour récupérer de l'énergie, il faut un échange entre une source chaude et une source froide, et plus la différence est grande, plus l'énergie est récupérable sous forme mécanique.

[patriciab]

On ne pourrait pas la réinjecter tiède dans la chaudière ? Ce serait plus facile de la chauffer pour la vaporiser.
Et on économiserait le combustible.

Patriciab

[A voir en vidéo sur Futura]

[azizovsky]

L'eau qui passe dans la tour de refroidissement c'est comme un camion qui diverse la terre excavée d'un chantier, 'il vide' ou il pompe la chaleur extraite du milieu à refroidir .

[azizovsky]

Dans le cas du circuit tertiaire des centrales nucléaire, il fait un certain équilibre entre la production de la chaleur et sa déperdition ...

[XK150]

Re,

Il n'y a aucune raison de réinjecter de l'eau dans le circuit primaire qui tourne sur lui-même à 155 bars et 293- 329 °C , où il n'y a aucune perte ... Heureusement d'ailleurs !
Et donc , l'eau du circuit primaire entre à 293 °C .
Au contraire , il doit y avoir indépendance totale entre les 3 circuits primaire , secondaire et externe condenseur pour des raisons de sûreté évidentes .

[azizovsky]

Re,

Il n'y a aucune raison de réinjecter de l'eau dans le circuit primaire qui tourne sur lui-même à 155 bars et 293- 329 °C , où il n'y a aucune perte ... Heureusement d'ailleurs !
Et donc , l'eau du circuit primaire entre à 293 °C .
Au contraire , il doit y avoir indépendance totale entre les 3 circuits primaire , secondaire et externe condenseur pour des raisons de sûreté évidentes .

c'est normale, il y'a des surgénérateurs et ceux qui fonctionne au sodium....

[Amanuensis]

Il est nécessaire de bien distinguer le condenseur et le refroidissement final.

L'eau qui est refroidie dans les tours n'est pas celle issue de la condensation de la vapeur passant dans la turbine. La condensation, nécessaire pour faire marcher la turbine (en créant la dépression en aval) est obtenue par échange thermique avec une source froide, et l'eau condensée est bien réinjectée (tiède!) dans le circuit: ce qui importe est qu'elle soit liquide.

Mais le condenseur a besoin d'une source froide. Cette source froide est souvent de l'eau aussi, mais ce n'est pas celle qui circule dans la turbine. Ce peut être de l'eau puisée dans un fleuve ou la mer, et rejetée plus chaude. Cela peut être aussi de l'eau qui circule en étant refroidie par l'air servant de source froide. Le rôle des tours est de refroidir cette eau là, qui retourne servir de source froide au condenseur: il devrait alors être clair qu'il serait inefficace de la renvoyer tiède, cela ferait baisser l'efficacité du condenseur. Ce n'est pas de l'eau destinée à être réchauffée par la source chaude, c'est de l'eau destinée à servir de source froide intermédiaire.

Je ne trouve pas rapidement de diagramme suffisamment clair. Prenons https://upload.wikimedia.org/wikiped...ation2.svg.png, pas très lisible mais bon. Le circuit d'eau interne passe par le condenseur 8 pompée par la pompe 7 pour retourner à la bouilloire. L'eau de refroidissement est un circuit séparé comprenant la pompe 2. Le dessin du condenseur n'est pas clair, mais les deux circuits sont bien distincts. Dans un cas (interne) la vapeur vient de la turbine BP dessinée au-dessus du condenseur et repart en bas vers la pompe 7 ; dans l'autre cas (externe) l'eau vient du bas de la tour pompée par 2 pour être envoyée au condenseur et repart (plus chaude) du condenseur vers la tour (vers la rampe de pulvérisation dessinée vers le bas de la tour).

[XK150]

Re ,
Rien ne retourne à la bouilloire ...

J'ai expliqué que le circuit primaire est totalement indépendant à 155 bars , ce qui impose les composants " énormes " devant résister à cette pression ,
la cuve , le primaire des générateurs de vapeur , les pompes primaires , le pressuriseur et les tubulures les reliant : c'est tout pour le circuit primaire ,
circuit qui doit garder son intégrité totale en toute situation .

Une vue explicite du circuit primaire : http://rme.ac-rouen.fr/barrieres_nucleaire.htm

[Amanuensis]

Rien ne retourne à la bouilloire ...

Ben voyons...

Ce qui n'a pas été bien compris est qu'on ne parle pas spécialement de centrale nucléaire et de bouilloire nucléaire (qui posent des problèmes spécifiques, amenant des différences.)

Mais de tours de refroidissement.

Avant de comprendre le cas des centrales nucléaires, semble utile de comprendre les centrales thermiques avec turbine à vapeur et tours de refroidissement en général, quitte ensuite à rajouter les bémols spécifiques au nucléaire.

Pour moi la question initiale montre un déficit de compréhension du fonctionnement d'une turbine à vapeur.

[XK150]

Re,
C'est exact , je suivais mon idée , je fais amende honorable ...
Reste que les tours , dans mon esprit et celui du "public" restent associées avant tout aux centrales nucléaires .

[Amanuensis]

Le public français ...

[azizovsky]

Pour avoir une idée sur l'importance du refroidissement:
https://www.youtube.com/watch?v=gF19Ukb4S-I
https://www.youtube.com/watch?v=_0DPvFmwJHQ

[RomVi]

Bonjour

A quoi servent les tours de refroidissement dans les centrales thermiques et nucléaires ?
Si l'eau est déjà chaude, n'est-ce pas cela de gagné ?

Patriciab

Bonjour

Il y a aussi une raison thermodynamique à cela, que personne n'a évoqué. Dans une centrale thermique ou nucléaire seule une partie de la chaleur est convertie en électricité (grossièrement 40%). L'excédent de chaleur ne pouvant être transformé est donc évacué vers l'environnement, c'est la condition sine qua none pour que la centrale puisse fonctionner.
Toute la chaleur qui peut être récupérée l'est déjà.