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Impianti ultra-supercritici (USC) a carbone

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Impianti ultra-supercritici (USC) a carbone

Il presente Rapporto descrive le attività di Ricerca di Sistema svolte nell’ambito dell’Area PRODUZIONE E FONTI ENERGETICHE, relativamente al Progetto: “Fattibilità e applicazione ad impianti a carbone di tecnologie innovative per il miglioramento dell’impatto ambientale”. Una delle strade che, in un futuro prossimo, possono portare al miglioramento delle condizioni economiche di produzione dell’energia mediante impianti termoelettrici tradizionali è rappresentata dall’aumento della pressione e della temperatura massime del vapore elaborato in turbina: la realizzazione di impianti termoelettrici ultra-supercritici (USC) aventi prestazioni sempre più avanzate richiede l’utilizzo di materiali atti a sopportare sollecitazioni conseguentemente crescenti. In questo contesto, il presente rapporto descrive alcune attività di Ricerca di Sistema svolte nel corso del biennio 2006 – 2007 nell’ambito del Progetto “Fattibilità e applicazione ad impianti a carbone di tecnologie innovative per il miglioramento dell’impatto ambientale” dell’Area “Produzione e Fonti Energetiche”; in particolare, l’analisi dei cicli e degli impianti USC condotta nel presente lavoro è stata sviluppata approfondendo i seguenti temi: • resistenza a creep, all’ossidazione ed alla corrosione di materiali candidati all’utilizzo in impianti ultra-supercritici: vengono descritti gli esiti di prove di caratterizzazione di nuove leghe e di giunti saldati tra materiali dissimili. Viene inoltre presentato il panorama aggiornato sullo stato dell’arte, come rilevato dalla partecipazione a diversi comitati internazionali; • erosione da particolato solido e da liquido: il problema dell’erosione da particolato interessa in modo particolare i primi stadi della turbina a vapore, ed ha rilevanza via via crescente all’aumentare della temperatura di lavoro, mentre l’erosione da gocce, comune ad ogni impianto a vapore, riguarda principalmente gli ultimi stadi delle turbine a bassa pressione. Entrambi i problemi vengono affrontati con approccio sperimentale, confrontando soluzioni differenti e giungendo a valutazioni di carattere tecnico ed economico. analisi comparativa tra diverse ipotesi di configurazione di impianto, ognuna contraddistinta da differenti condizioni del vapore e, conseguentemente, dall’impiego di differenti qualità e quantità di materiali (in particolare per i banchi di scambiatori convettivi). Le prestazioni ottenibili in termini di rendimento, così come i costi di realizzazione e di gestione degli impianti, vengono valutate al fine di determinare le condizioni di progetto ottimali in funzione del prezzo di acquisto dei materiali oggi commercialmente disponibili.

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