Capitolo 3 – Le centrali termoelettriche - fisica/mente

Capitolo 3 – Le centrali termoelettriche
le varie superfici di scambio, al raggiungimento della temperatura critica passa dallo stato liquido
direttamente allo stato di vapore surriscaldato.
Anche effettuando più risurriscaldamenti si possono ottenere miglioramenti di rendimento.
Tutto ciò comporta però l’adozione di impianti costruttivamente sempre più complessi, con
maggiori costi d’investimento.
I progetti per aumentare l’efficienza del ciclo Rankine, aumentando le pressioni e le temperature del vapore, sono stati
sviluppati costantemente.
Le prime unità termoelettriche, all’inizio del ‘900, erano costruite per pressioni e temperature del vapore all’ingresso in
turbina di circa 13 bar e 250°C.
Poi, all’aumentare delle potenze, anche le pressioni e le temperature aumentarono.
Intorno al 1950 vi fu un decisivo incremento nelle taglie degli impianti e si passò dai 35 MW fino ai 150 MW. Il ciclo
adottato fu quello a semplice surriscaldamento, con vapore all’ammissione turbina inizialmente a 145 bar e 538°C, poi a
165 bar e 538°C.
Negli anni ’60 furono installate parecchie unità con queste caratteristiche termodinamiche (165 bar, 538°C e
risurriscaldamento a 538°C) e si passò alla taglia 320 MW.
L’ENEL costruì negli anni successivi molti impianti con gruppi da 320 MW, che ancora oggi costituiscono l’ossatura
del parco termoelettrico italiano.
Nel 1968 entrarono in servizio in Italia le prime due unità ipercritiche di taglia 600 MW con doppio risurriscaldamento
(258 bar, 540°C/552°C/556°C), dotate di turbine cross-compound.
I grandi costruttori (General Electric e Westinghouse) negli anni ’60-70 realizzarono impianti di potenza 350÷1100 MW
con condizioni ipercritiche del vapore (241 bar, 538°C/565°C), sia a semplice che a doppio risurriscaldamento, con
turbine cross-compound o tandem-compound.
Dal 1980, utilizzando l’esperienza maturata con le unità a semplice e a doppio risurriscaldamento, i grandi costruttori
hanno sviluppato progetti con condizioni del vapore sempre più spinte (300 bar e 600°C). Questi progetti hanno trovato
applicazione soprattutto in Asia e Nord Europa.
L’incremento di rendimento di questi impianti è mostrato nei due grafici seguenti e deve naturalmente essere
considerato unitamente ai maggiori costi impiantistici di installazione e di manutenzione.
I cicli con condizioni del vapore surriscaldato e risurriscaldato superiori a 4000 psi (276 bar) e 1025°F (552°C) sono
detti ultrasupercritici.
L’adozione di un doppio risurriscaldamento dà luogo ad incrementi di rendimento variabili in funzione delle condizioni
del vapore.
Per massimizzare il guadagno di rendimento dei cicli ultrasupercritici, bisogna anche ottimizzare il ciclo rigenerativo
con l’aggiunta di nuovi riscaldatori e la scelta di una più alta temperatura dell’acqua alimento all’ingresso
dell’economizzatore.
In molti casi si inserisce un riscaldatore al di sopra del punto di risurriscaldamento. Questo riscaldatore è denominato
con termine anglosassone HARP (Heater Above the Reheat Point).
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