1. Préparation du carburant
Le combustible (par exemple le charbon) est d’abord préparé en le broyant et en le pulvérisant en une fine poudre. Cela augmente sa surface et facilite la combustion efficace du carburant.
2. Combustion
Le combustible pulvérisé est ensuite mélangé à l’air et brûlé dans une chaudière. Le processus de combustion génère de la chaleur qui est absorbée par l'eau circulant dans les tubes de la chaudière.
3. Génération de vapeur
La chaleur absorbée transforme l'eau en vapeur à haute pression. Cette vapeur est ensuite surchauffée pour augmenter encore sa température et son contenu énergétique.
4. Fonctionnement des turbines
La vapeur surchauffée est dirigée vers la turbine, où elle heurte les pales des rotors de la turbine. La force exercée par la vapeur fait tourner les rotors à grande vitesse.
5. Production d'électricité
Lorsque les rotors de la turbine tournent, ils font tourner les bobines du générateur, situées à l'intérieur du carter de la turbine. Ce mouvement relatif induit un courant électrique dans les bobines, générant ainsi de l'électricité.
6. Refroidissement et condensation
Après avoir traversé la turbine, la vapeur est condensée en eau à l'aide d'un condenseur. L'eau de refroidissement provenant d'une source proche (par exemple, une rivière ou un lac) circule à travers le condenseur pour faciliter le processus de condensation.
7. Réchauffage (facultatif)
Dans certaines centrales électriques, la vapeur est réchauffée avant d’être renvoyée vers la turbine pour une seconde extraction d’énergie. Cela améliore l’efficacité globale du processus de production d’électricité.
8. Chauffage de l'eau d'alimentation
L'eau condensée (maintenant appelée eau d'alimentation) est ensuite pompée à travers une série de réchauffeurs, où elle absorbe la chaleur résiduelle de la vapeur extraite des différents étages de la turbine. Cela préchauffe l'eau d'alimentation et réduit l'énergie nécessaire à sa reconversion en vapeur.
9. Retour à la chaudière
L'eau d'alimentation préchauffée est pompée vers la chaudière pour répéter le cycle.
10. Contrôle des émissions
Les centrales thermiques utilisent divers systèmes de contrôle des émissions pour minimiser l'impact environnemental de leurs opérations. Ces systèmes comprennent des épurateurs pour éliminer le dioxyde de soufre des gaz de combustion, des précipitateurs électrostatiques pour éliminer les particules et des convertisseurs catalytiques pour réduire les émissions d'oxyde d'azote.
Globalement, le fonctionnement d'une centrale thermique repose sur le principe de convertir l'énergie thermique dégagée par la combustion d'énergies fossiles en énergie mécanique (via la turbine) puis d'utiliser cette énergie mécanique pour produire de l'électricité (via le générateur).
