Bonjour à tous,
 
Le condenseur est-il obligatoire dans une centrale?
 
Voici le schéma de base d'une centrale thermique (Wikipédia)

 
1. Tour de refroidissement 10. Vanne de contrôle de vapeur 19. Surchauffeur
2. Pompe de la tour de refroidissement 11. Turbine à vapeur (corps haute pression) 20. Ventilateur d'air primaire
3. Ligne de transmission triphasée 12. Bâche alimentaire avec dégazeur 21. Resurchauffeur
4. Transformateur élévateur de tension 13. Préchauffeur d'eau de chaudière 22. Prise d'air de combustion
5. Alternateur 14. Convoyeur à charbon 23. Économiseur
6. Turbine à vapeur(corps basse pression) 15. Trémie à charbon 24. Réchauffeur d'air
7. Pompe d'extraction des condensats 16. Broyeur à charbon 25. Electro-filtre
8. Condenseur 17. Ballon de la chaudière 26. Ventilateur de tirage
9. Turbine à vapeur (corps moyenne pression) 18. Trémie à mâchefers 27. Cheminée
 
Objectif du condensateur (8) : Changer de phase (vapeur ==> liquide) sans perdre de température (les changements de phase sont isothermes) mais en perdant de la chaleur (récupéré par un échangeur et perdu dans l'atmosphère (1)). En gros le condensateur sert à passer le mélange eau liquide/vapeur en sortie de turbine BP en 100% de liquide. On perd donc de la chaleur... (parfois utilisé en cogénération d'ailleurs)
 
Ma question est la suivante :
Pourquoi le fonctionnement d'une centrale doit-il posséder un condensateur. Pourquoi n'est-il pas possible de supprimer la turbine BP+condenseur et de faire un cycle fermé en vapeur 100% avec seulement des turbines HP (vapeur Haute Pression Haute Température ==> Utilisation de l'énergie dans la turbine en gardant du gaz à la sortie ==> surchauffe dans l'économiseur (23) ==> turbine HP HT
 
ou en gardant la turbine BP (en considérant qu'un tuyau transportant liquide+gaz soit possible)
 
Pourquoi est-il impossible de passer de (6) à (17) directement, car en gros ce qui est fait avec le condensateur c'est passer un mélange liquide+gaz en liquide puis passer le liquide en liquide+gaz ^^
 
Réponses possibles :  
- Possible thermodynamiquement mais moins rentable (mais bon d'après moi le changement de phase est le plus gourmand en énergie)
- Impossible thermodynamiquement ou techniquement mais pourquoi ?
- Équivalent rentabilité mais plus facile techniquement, moins dangereux (tuyaux avec liquide+gaz) : pourquoi?
- Autre...
 
 
Merci d'avance

Question intéressante !  

salut je sais que le message date de qq mois, mais je répond quand même

je suis une quiche en thermodynamique, mais tu peut m'expliquer comment on peut perdre de la chaleur sans perdre de la température?

Sinon, pour produire de l'électricité il faut faire tourner le générateur, pour cela il faut que la vapeur ce déplace, pour que la vapeur se déplace il faut soit une différence de pression soit une différence de température, plus le delta est important et plus la vapeur se déplace vite et avec force.

Pour changer l'eau de phase (vapeur => liquide), il faut soit monter la pression, soit diminuer la température, c'est le rôle du condensateur.
=> Donc sans condensateur on aurait pas d'électricité (du moins pas en grande quantité), le condensateur n'est ni plus ni moins qu'un échangeur thermique.

Avec ta solution on aurait une source chaude et une source moins chaude, et il ne faudra compter que sur la convection pour faire circuler la vapeur, la chaleur monte puis se refroidit légèrement dans les tuyaux puis redescend. ce qui ne produit que très peu d'électricité.

Pour faire marcher une central thermique il faut nécessairement une source chaude et une source froide.
Les premières centrale thermique était à refroidissement à air, on plaçait un radiateur pour évacuer la chaleur, ce qui constituait une source froide.

C'est un theoreme generale de themo qu'il est impossible de concevoir un cycle de production d'energie qui ne comporte pas au moins une source chaude et une source froide. Fondementalement, la source froide est un 'puit d'entropie'. La condensation de vapeur est une methode efficace pour evacuer l'exces d'entropie (passe d'une phase gaseuse a hautre entropie a une phase liquide a faible entropie) tout en conservant une haute temperature (idealement la condensation d'un corps pur est isotherme).

Typiquement quand il y a changement d'état. La vapeur d'eau à 100°C sous les CNTP passe à l'eau liquide toujours à 100°C en perdant de chaleur. (c'est ce que dit Welkin).
 
Et pour préciser un peu, dans la nature on constate que la chaleur part d’une source chaude pour aller spontanément vers une source froide. Donc si on a deux sources de chaleur, on peut utiliser une partie de cette chaleur pour accomplir un travail. On peut également faire l’inverse, c’est-à-dire fournir un travail de sorte que l’on prélève de la chaleur à une source froide pour la donner à la source chaude (c’est le principe du frigo).
 
C’est pourquoi, dans une centrale, on a forcément un fluide qui sera au contact tantôt d’une source chaude et d’une source froide (par le biais du condensateur).

ok, pour moi: température = excitation des atome = chaleur
donc température = chaleur
alors que je vient de voir sur wiki, qu'en thermo la chaleur design un transfert thermique, bref de l'énergie.
Ce qui fait que lors d'un changement de phase on peut avoir perte de chaleur (énergie) sans perte de température.
 

Typiquement, on fait ça tous les jours : chauffer l'eau dans une casserole. A partir d'un moment, la température se stabilise à 100°C, température où l'eau liquide passe à l'état gazeux.
 
Pourtant même en continuant à chauffer, la température de l'eau reste constante.
La chaleur est utilisée pour justement changer l'état de l'eau, on parle de chaleur latente de vaporisation.