IT201900006589A1

IT201900006589A1 - Ciclo rankine organico a cascata ottimizzato

Info

Publication number: IT201900006589A1
Application number: IT102019000006589A
Authority: IT
Inventors: Roberto Bini; Mario Gaia; Claudio Pietra
Original assignee: Turboden Spa
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2020-11-07
Also published as: HRP20230434T1; US20220205370A1; US11802494B2; WO2020225660A2; EP3966437B1; EP3966437A2; WO2020225660A3

Description

CICLO RANKINE ORGANICO A CASCATA OTTIMIZZATO

DESCRIZIONE

Settore tecnico dell’invenzione

La presente invenzione è relativa ad un innovativo impianto a ciclo Rankine organico a cascata che sfrutta una sorgente di calore sensibile a bassa o media temperatura, ad esempio di tipo geotermico o da recupero di calore industriale.

Tecnica nota

Com’è noto, si definisce ciclo termodinamico una successione finita di trasformazioni termodinamiche (ad esempio isoterme, isocore, isobare o adiabatiche) al termine delle quali il sistema torna al suo stato iniziale. In particolare, un ciclo Rankine ideale è un ciclo termodinamico composto da due trasformazioni adiabatiche e due isobare, con due cambi di fase, da liquido a vapore e da vapore a liquido. Il suo scopo è quello di trasformare il calore in lavoro. Questo ciclo è in genere adottato soprattutto nelle centrali termoelettriche per la produzione di energia elettrica ed utilizza come fluido motore l'acqua, sia in forma liquida che sotto forma di vapore, e la corrispondente espansione avviene nella cosiddetta turbina a vapore.

Accanto ai cicli Rankine con acqua quale fluido di lavoro, sono stati ipotizzati e realizzati cicli Rankine organici (ORC) che utilizzano fluidi organici ad alta massa molecolare per le applicazioni più diverse, in particolare anche per lo sfruttamento di sorgenti termiche a bassa-media temperatura. Come in altri cicli a vapore, l’impianto per un ciclo ORC comprende una o più pompe per l’alimentazione del fluido organico di lavoro, uno o più scambiatori di calore per realizzare le fasi di preriscaldamento, vaporizzazione ed eventuale surriscaldamento o di riscaldamento in condizioni supercritiche del medesimo fluido di lavoro, una turbina a vapore per l’espansione del fluido, meccanicamente connessa ad un generatore elettrico o una macchina operatrice, un condensatore che riporta il fluido organico allo stato liquido ed un eventuale rigeneratore per recuperare il calore a valle della turbina e a monte del condensatore.

Nel recupero di calore e nell'applicazione geotermica, l'adozione di un ciclo di Rankine organico ha dimostrato di essere una soluzione fattibile, efficiente ed economica rispetto al tradizionale ciclo del vapore, in particolare quando la temperatura della fonte di calore è da media a bassa (ossia inferiore a 250° C) e in particolare nelle sorgenti prevalentemente in fase liquida o miste liquido+vapore.

Nel caso di sorgente di calore prevalentemente in fase liquida (come nel caso della geotermia) l’introduzione di calore nel ciclo termodinamico dalla sorgente calda avviene a temperatura fortemente variabile. Al contrario la cessione di calore alla sorgente fredda al condensatore del ciclo è prevalentemente a temperatura poco variabile in quanto l’ottimizzazione tecnico – economica della portata del fluido di raffreddamento (sia esso aria od acqua) porta ad utilizzare solitamente portate grandi e quindi differenze di temperatura piccole.

Nelle Fig.1 a-e sono rappresentati nel piano Temperatura-Entropia dei cicli termodinamici associati a delle sorgenti di calore come sopra indicate.

TH_in e TH_out indicano rispettivamente la temperatura di ingresso e di uscita della sorgente calda, mentre TC_in e TC_out indicano rispettivamente la temperatura di ingresso e di uscita della sorgente fredda.

Nei cinque cicli mostrati nelle Fig. 1 a-e, le temperature delle sorgenti calda e fredda sono uguali.

I cicli mostrati in Fig.1a e 1b sono dei cicli ideali in quanto:

- lo scambio di calore con le sorgenti avviene con differenza di temperatura minima nulla (corrispondente ad avere una superficie infinita dello scambiatore).

- le trasformazioni adiabatiche di compressione ed espansione sono ideali e quindi rappresentate da due segmenti verticali (nessun aumento di entropia)

Si fa presente che per esigenze grafiche la linea tratteggiata che rappresenta l’introduzione di calore nel ciclo, anche in questi due cicli ideali, è disegnata leggermente scostata dalla linea rappresentante la curva di cessione di calore. Inoltre, le curve di cessione di calore sono rappresentate con dei segmenti rettilinei anche se in realtà nel piano T-s dette linee dovrebbero essere leggermente curve.

Se non si considera la piccola variazione di temperatura della sorgente fredda, il ciclo termodinamico ideale che massimizza l’efficienza di conversione è un ciclo trapezoidale (Fig.1a) perché meglio si adatta del ciclo di Carnot (rettangolare, Fig.1b) alla sorgente a temperatura variabile e massimizza il Lavoro L (corrispondente all’area del ciclo stesso).

Un ciclo organico reale (Fig.1c) presenta una curva di introduzione del calore più o meno favorevole a seconda della temperatura critica T_CR del fluido adottato in relazione alla temperatura della sorgente. Un ciclo ipercritico (Fig. 1d) presenta potenzialmente dei vantaggi termodinamici rispetto a cicli subcritici, in quanto come si vede si avvicina al ciclo ideale trapezoidale di Fig.1a (come si evince confrontando le aree L del ciclo rappresentanti il lavoro).

Per questioni legate ad un corretto dimensionamento delle macchine, per evitare pressioni elevate, o comunque per sfruttare altre caratteristiche favorevoli dei fluidi organici si preferisce sovente ricorrere ad uno schema a più livelli di pressione come quello rappresentato in Fig. 1e che pure si avvicina per quantità di lavoro estratto L1+L2 al ciclo trapezoidale.

Uno schema ampiamente adottato dagli anni Ottanta è uno schema di impianto a doppio livello, come quello descritto, ad esempio, nel documento GB2162583A. Il ciclo descritto è denominato “a cascata" perché utilizza diversi livelli di temperatura (e pressione) come quello indicato in Fig. 1 e, consentendo di sfruttare meglio la fonte di calore. In altre parole, il ciclo a cascata utilizza una pluralità di moduli a ciclo Rankine, ciascuno avente uno scambiatore di calore associato, il fluido sorgente essendo applicato in serie agli scambiatori di calore di ciascun modulo al fine di massimizzare la potenza netta prodotta dal sistema. Tipicamente, nel caso di due moduli, essi saranno indicati come ciclo ad alta temperatura e ciclo a bassa temperatura.

Con riferimento alla Figura 2 e al brevetto citato, in un ciclo a cascata secondo la tecnica nota, la sorgente calda alimenta dapprima il vaporizzatore del ciclo ad alta temperatura (HT, PRE+EV). Il vaporizzatore ad alta temperatura esegue sia un preriscaldamento del fluido organico che la sua vaporizzazione (ed eventualmente anche un suo surriscaldamento) e può essere realizzato in un singolo recipiente (come nel documento GB2162583A e come in Fig. 2) o in due diversi recipienti (come nel documento simile EP2217793). La sorgente calda attraversa quindi il vaporizzatore del ciclo a bassa temperatura (LT, EV), quindi viene diviso in due flussi che alimentano due preriscaldatori parziali dei cicli di alta temperatura (HT, PRE) e bassa temperatura (LT, PRE).

I documenti di tecnica nota di sopra riportati si riferiscono ad un ciclo a cascata a due livelli, ma lo stesso principio può essere applicato a un numero maggiore di "livelli".

Come si è visto, quindi, una tecnica per aumentare la potenza è estrarre più calore dal fluido sorgente aumentando la caduta di temperatura complessiva al termine degli scambi termici e allo stesso tempo cercando di tenere più alta possibile la temperatura di generazione del vapore che alimenta la turbina per mantenere alto il rendimento di conversione del calore in energia meccanica. Un sistema in cascata assolve già a questo compito (rispetto ad un ciclo subcritico monolivello come quello riportato in Fig. 1 a) perché si avvicina maggiormente al ciclo ideale trapezoidale di Fig. 1 a.

Esiste tuttavia l’esigenza di ottimizzare ulteriormente l'efficienza di un ciclo di Rankine organico in cascata per migliorare la resa economica in particolare degli impianti geotermici spesso fortemente penalizzati da alti costi per la realizzazione delle opere di presa e per i quali quindi un aumento della produzione elettrica è di significativo aiuto.

Sintesi dell’invenzione

L’obiettivo della presente invenzione è quello di aumentare ulteriormente l'efficienza di un ciclo di Rankine organico, attraverso l’impiego di un ciclo a cascata ottimizzato.

In particolare il ciclo Rankine organico a cascata oggetto della presente invenzione comprende un primo ciclo ad alta temperatura, un secondo ciclo a bassa temperatura, laddove il primo ciclo ad alta temperatura comprende un ulteriore vaporizzatore funzionante ad una pressione intermedia tra la pressione del vaporizzatore del ciclo ad alta temperatura e la pressione del vaporizzatore del ciclo a bassa temperatura. Detto ulteriore vaporizzatore è alimentato da un flusso parziale della sorgente calda estratta a valle del primo vaporizzatore e a monte di un preriscaldatore del medesimo ciclo ad alta temperatura, secondo la rivendicazione 1 indipendente.

Ulteriori modi di attuazione dell’invenzione preferiti e/o particolarmente vantaggiosi, sono descritti secondo le caratteristiche enunciate nelle rivendicazioni dipendenti annesse.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano alcuni esempi di attuazione non limitativi, in cui:

- le figure da 1_a a 1_e rappresentano dei cicli termodinamici secondo tecnica nota,

- la fig. 2 rappresenta un ciclo in cascata secondo tecnica nota, - la figura 3 è uno schema del ciclo Rankine organico a cascata in una prima forma di attuazione della presente invenzione, rappresentato nel diagramma Temperatura – Potenza scambiata,

- la figura 4 è uno schema del ciclo Rankine organico a cascata in una prima forma di attuazione della presente invenzione, rappresentato mediante gli elementi che lo compongono,

- la figura 5 è un dettaglio dello schema di Fig.4, in una forma alternativa di attuazione della presente invenzione,

- la figura 6 è un dettaglio dello schema di Fig.4, in una ulteriore forma di attuazione della presente invenzione.

Descrizione dettagliata

L’invenzione attiene ad un ciclo Rankine organico a cascata ottimizzato.

La figura 4 mostra uno schema di un ciclo Rankine organico a cascata 100 secondo la presente invenzione, comprendente un primo ciclo ad alta temperatura 110, un secondo ciclo a bassa temperatura 120 e una sorgente calda 10, ad esempio una sorgente geotermica, che alimenta una pluralità di scambiatori di calore appartenenti ai suddetti due cicli. Nella figura 4 le linee tratteggiate rappresentano il percorso del fluido organico (di alta e di bassa temperatura), mentre la linea continua individua il percorso del fluido che costituisce la sorgente calda, nel seguito denominata semplicemente ‘sorgente calda’.

Più in dettaglio il ciclo ad alta temperatura 110 comprende una pompa di alimento 3 per pressurizzare il fluido organico, un primo preriscaldatore 4 che provoca un primo incremento di temperatura del fluido organico ed un secondo preriscaldatore 2 che ne innalza ulteriormente la temperatura.

Di seguito il fluido organico del ciclo di alta temperatura attraversa un vaporizzatore 1 nel quale avviene il passaggio allo stato di vapore ed un suo eventuale surriscaldamento.

Lo scambiatore di calore del ciclo ad alta temperatura è stato suddiviso in due recipienti separati: un preriscaldatore 2 ed un vaporizzatore 1. Preriscaldatore 2 e vaporizzatore 1 eseguono la stessa funzione termodinamica dello scambiatore descritto, ad esempio, in GB2162583A, ivi denominato ‘vaporizer’ con riferimento al fatto che produce del vapore ma essendo indicato chiaramente nel testo che svolge anche la funzione di preriscaldamento del fluido organico. Il fluido organico in fase di vapore attraversa una turbina 5 nella quale si espande. L’energia meccanica raccolta dalla turbina 5 è utilizzata per alimentare un generatore elettrico G1 o altro utilizzatore. Il fluido organico attraversa infine un condensatore 6 dove ritorna allo stato liquido e ricomincia il ciclo.

Analogamente, il ciclo a bassa temperatura 120 comprende una pompa di alimento 13, un preriscaldatore 14, un vaporizzatore 11, una turbina 15 collegata ad un generatore G2 ed un condensatore 16. Tutti questi componenti, evidentemente, operano sul fluido organico di questo ciclo a bassa temperatura nello stesso modo degli omologhi componenti del ciclo ad alta temperatura.

In una configurazione alternativa, secondo tecnica nota, ai generatori G1 e G2 si potrebbe sostituire un singolo generatore, con le due turbine 5 e 15 collegate alle due uscite d’albero (da parti opposte) del generatore.

Evidentemente, il ciclo organico a cascata 100 secondo la presente invenzione, potrà essere provvisto di un numero superiore a due cicli, così come uno o più cicli potranno prevedere l’impiego di ulteriori preriscaldatori e/o di recuperatori (detti anche ‘rigeneratori’, installati a valle delle turbine con la funzione di preriscaldare ulteriormente il liquido a spese del calore sensibile del vapore scaricato dalla turbina stessa) nonché di tutta la componentistica accessoria tipica dei cicli Rankine organici.

Secondo la presente invenzione, il ciclo termodinamico è provvisto di un ulteriore vaporizzatore 7, funzionante ad una pressione intermedia tra la pressione del vaporizzatore 1 e la pressione del vaporizzatore 11 del ciclo a bassa temperatura.

La sorgente calda 10 alimenta gli scambiatori di calore sin ora illustrati secondo la seguente modalità: dapprima attraversa il primo vaporizzatore 1 del ciclo di alta temperatura 110, quindi per mezzo di una diramazione individuata dal punto A in Fig. 4, attraversa parzialmente e in parallelo il secondo preriscaldatore 2 e l’ulteriore vaporizzatore 7. Di seguito, le uscite della sorgente calda dal preriscaldatore 2 e dal vaporizzatore 7 si congiungono nel punto ‘X’ e la sorgente calda 10 nella sua interezza attraversa il vaporizzatore 11 di bassa temperatura. Infine, la sorgente calda 10 si divide in 2 flussi uscenti dal punto indicato con ‘Y’ e attraversa parzialmente e in parallelo il primo preriscaldatore 4 del ciclo ad alta temperatura e il preriscaldatore 14 del ciclo a bassa temperatura.

Considerando il fluido di lavoro del circuito di alta temperatura 110, l'ulteriore vaporizzatore 7 è alimentato da un flusso parziale di liquido estratto all'uscita del preriscaldatore 2 (punto B in Fig.4), laminato, per mezzo di apposta valvola di laminazione V, alla pressione intermedia appropriata dell'ulteriore vaporizzatore 7. Questa laminazione causerà una parziale evaporazione del fluido e la piena evaporazione si otterrà nell’ulteriore vaporizzatore 7.

Il flusso parziale fuoriesce dal vaporizzatore 7 e alimenta la turbina 5 ad alta pressione. Questo fluido a pressione intermedia può essere utilizzato nella turbina 5 ad alta pressione per due funzioni alternative: a. il vapore è iniettato in turbina 5 in prossimità di una tenuta a labirinto per realizzare una barriera e neutralizzare la perdita del labirinto medesimo, seguendo l'insegnamento della domanda di brevetto della scrivente N. EP3405653;

b. alimentare uno stadio intermedio di pressione della turbina, seguendo ad esempio l'insegnamento della domanda di brevetto della scrivente N. EP3455465.

In entrambi i casi l’innovativo ciclo Rankine a cascata 100, consente un aumento non trascurabile delle prestazioni dell’impianto, in termini di potenza meccanica/elettrica, la cui entità è correlata alla progettazione effettiva della turbina e del ciclo termodinamico.

Questa configurazione rappresenta inoltre una soluzione semplice perché non comporta l’aggiunta di una ulteriore turbina (ma solo una sua modifica ossia l’aggiunta di un punto di introduzione di vapore nella turbina a pressione intermedia) e l’aggiunta di un solo scambiatore di calore addizionale. E’ inoltre una soluzione tecnicamente diversa e più semplice rispetto all’aggiunta di un ulteriore ciclo in cascata secondo la tecnica nota di GB2162583A, in quanto non viene aggiunto, oltre all’evaporatore, un ulteriore preriscaldatore, una ulteriore turbina e un ulteriore condensatore.

Nelle applicazioni geotermiche, in generale, gli scambiatori di calore impiegati sono del tipo a fascio tubiero con la sorgente geotermica calda all’interno del tubi del fascio tubiero e il fluido organico all’esterno dei tubi ovvero all’interno del mantello, al fine di consentire una facile pulizia dei tubi (ad esempio mediante spazzolatura).

Questo tipo di scambiatore di calore può essere adottato anche per l’ulteriore vaporizzatore 7 e per ottenere un controllo adeguato del sistema, è possibile controllare il livello del liquido nel vaporizzatore 7 con una valvola V. Detta valvola V permette di controllare il livello di liquido organico presente nel mantello del vaporizzatore 3 per mezzo di un misuratore di livello 'LC'. Il misuratore di livello 'LC' aziona la valvola V tramite, ad esempio, un controllo con logica PID (Proporzionale Integrale Derivativo).

La Fig.3 rappresenta un diagramma Temperatura – Potenza termica schematico relativo all’invenzione. La potenza termica rappresenta le potenze termiche scambiate negli scambiatori di calore. Le linee rappresentative delle trasformazioni nelle macchine sono rappresentate con lo stesso tratto continuo e congiungono il punto di fine delle trasformazioni nello scambiatore precedente e il punto di inizio dello scambiatore successivo, secondo una tradizione consolidata nella tecnica rappresentativa dei cicli. Le trasformazioni sostanzialmente adiabatiche di piccola entità (quali quelle della pompa di alimento) non sono evidenziate.

Nella figura sono evidenziati i due cicli di alta temperatura 110 e di bassa temperatura 120 e, in particolare, la curva di raffreddamento della sorgente calda, nel caso di sorgente liquida con i punti:

10: ingresso sorgente calda,

A: punto di separazione dei 2 flussi all’uscita del vaporizzatore 1, 17: uscita della sorgente calda dal vaporizzatore addizionale 7, 18: uscita dell’acqua dal preriscaldatore 2,

19: ingresso sorgente nel vaporizzatore di bassa temperatura 11, 20: uscita dell’acqua dal vaporizzatore 11 e ingresso nel preriscaldatore 4,

21: uscita della sorgente dal preriscaldatore 4,

22: uscita della sorgente dal preriscaldatore 14,

23: uscita del vapore dal vaporizzatore addizionale 7.

Una seconda forma di attuazione della presente invenzione è mostrata in Fig. 6. Il ciclo ad alta temperatura 110 (la figura mostra il dettaglio rilevante ai fini della seconda forma di attuazione) comprende un terzo preriscaldatore 9 in posizione intermedia tra il primo preriscaldatore 4 e il secondo preriscaldatore 2. La parzializzazione della sorgente calda 10 è effettuata sempre a valle del vaporizzatore 1 (punto A), mentre quella del liquido organico nel punto C, a valle dell’ulteriore preriscaldatore 9 (e a monte del preriscaldatore 2) per mezzo di una valvola V’. In questo modo è possibile far sì che la temperatura di prelievo del fluido di lavoro a valle di 9 sia più prossima a quella di vaporizzazione in 7, rispetto al caso della laminazione a partire da una temperatura superiore come quella a valle del preriscaldatore 2.

Una terza forma di attuazione della presente invenzione è mostrata in Fig. 5. Rispetto al ciclo illustrato in Fig.6, in questo caso il ciclo ad alta temperatura 110 (la figura mostra il dettaglio che ci interessa) comprende un ulteriore vaporizzatore 8, posizionato, seguendo il flusso della sorgente calda 10, a valle del vaporizzatore 7 e a monte del vaporizzatore 11 del ciclo a bassa temperatura. Detto vaporizzatore 8 opera a una pressione inferiore rispetto alla pressione del vaporizzatore 7 ma superiore alla pressione corrispondente alla temperatura del vaporizzatore 11 del ciclo a bassa temperatura 120.

In questa forma di attuazione si verifica quindi un doppio prelievo di fluido di lavoro a valle di ciascun preriscaldatore, rispettivamente a valle del preriscaldatore 9 (punto C) e a valle del preriscaldatore 2 (punto B) verso rispettivamente il vaporizzatore 8 e il vaporizzatore 7.

Il flussi uscenti rispettivamente dal vaporizzatore 8 e dal vaporizzatore 7, a differenti livelli di pressione, raggiungeranno la turbina 5 potendosi utilizzare, come nei casi precedenti, per neutralizzare una perdita in due labirinti nella turbina (che operano a pressioni differenti) seguendo l'insegnamento della domanda di brevetto della scrivente N.EP3405653 o per alimentare uno stadio intermedio di pressione della turbina seguendo ad esempio l'insegnamento della domanda di brevetto della scrivente N. EP3455465.

Nel caso in cui il ciclo utilizzato sia a tre livelli anziché due livelli (come per esempio descritto in GB2162583A), la soluzione proposta si può applicare sia al livello di temperatura superiore (primo livello) sia a quello intermedio, ricorrendo per il ciclo intermedio ad uno schema identico a quello del ciclo superiore. L’ulteriore vaporizzatore alimenta in questo caso la seconda turbina ossia quella a livello intermedio.

Sia nel caso di ciclo a due livelli che a tre livelli, per la sezione a livello di temperatura inferiore (ultimo livello) potrà altresì essere utilizzato lo schema proposto dal brevetto EP3455465), in cui il flusso proveniente dal vaporizzatore aggiuntivo alimenta o un labirinto (come detto in EP3455465) oppure una opportuna sezione a pressione intermedia nella turbina stessa di basso livello.

Oltre ai modi di attuazione dell’invenzione, come sopra descritti, è da intendere che esistono numerose ulteriori varianti. Deve anche intendersi che detti modi di attuazione sono solo esemplificativi e non limitano l’oggetto dell’invenzione, né le sue applicazioni, né le sue configurazioni possibili. Al contrario, sebbene la descrizione sopra riportata renda possibile all’uomo di mestiere l’attuazione della presente invenzione almeno secondo una sua configurazione esemplificativa, si deve intendere che sono concepibili numerose variazioni dei componenti descritti, senza che per questo si fuoriesca dall’oggetto dell’invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate, interpretate letteralmente e/o secondo i loro equivalenti legali.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Impianto a ciclo Rankine organico a cascata (100) comprendente una sorgente calda (10), almeno un primo ciclo Rankine organico ad alta temperatura (110) e un secondo ciclo Rankine organico a bassa temperatura (120), detti cicli comprendenti almeno un preriscaldatore (2, 4, 14), almeno un vaporizzatore (1, 11), almeno una turbina (5, 15), almeno un condensatore (6, 16), laddove la sorgente calda (10) alimenta dapprima un vaporizzatore (1) del ciclo ad alta temperatura (110), quindi il vaporizzatore (11) del ciclo a bassa temperatura (120) e infine è diviso in due flussi che alimentano un primo preriscaldatore (4) del ciclo di alta temperatura (110) e un preriscaldatore (14) del ciclo di bassa temperatura (120), detto impianto (100) essendo caratterizzato dal fatto che il primo ciclo Rankine organico ad alta temperatura (110) comprende un ulteriore vaporizzatore (7) funzionante ad una pressione intermedia tra la pressione del vaporizzatore (1) del ciclo ad alta temperatura (110) e la pressione del vaporizzatore (11) del ciclo a bassa temperatura (120), detto ulteriore vaporizzatore (7) essendo alimentato da un flusso parziale della sorgente calda (10) estratta a valle del primo vaporizzatore (1) e a monte di un secondo preriscaldatore (2) del medesimo ciclo ad alta temperatura (110) e detto ulteriore vaporizzatore (7) essendo utilizzato per produrre vapore di fluido organico alla pressione intermedia da utilizzare nella turbina (5) del ciclo ad alta temperatura (110).
2. Impianto a ciclo Rankine organico a cascata (100) secondo la rivendicazione 1, laddove detto vapore di fluido organico a pressione intermedia è iniettato nella turbina (5) in prossimità di una tenuta a labirinto per realizzare una barriera nei confronti di una perdita dal labirinto medesimo.
3. Impianto a ciclo Rankine organico a cascata (100) secondo la rivendicazione 1, laddove detto vapore di fluido organico a pressione intermedia alimenta uno stadio intermedio della turbina (5).
4. Impianto a ciclo Rankine organico a cascata (100) secondo la rivendicazione 1, laddove il ciclo ad alta temperatura (110) comprende un terzo preriscaldatore (9) in posizione intermedia tra il primo preriscaldatore (4) e il secondo preriscaldatore (2).
5. Impianto a ciclo Rankine organico a cascata (100) secondo la rivendicazione 4, laddove la parzializzazione della sorgente calda (10) è effettuata a valle del vaporizzatore (1), mentre quella del liquido organico è effettuata a valle del terzo preriscaldatore (9) e a monte del secondo preriscaldatore (2), per mezzo di una valvola (V’).
6. Impianto a ciclo Rankine organico a cascata (100) secondo la rivendicazione 1, laddove detto ciclo ad alta temperatura (110) comprende un ulteriore secondo vaporizzatore (8) posizionato, seguendo il flusso della sorgente calda (10), a valle del vaporizzatore (7) e a monte del vaporizzatore (11) del ciclo a bassa temperatura, detto ulteriore secondo vaporizzatore (8) operando ad una pressione inferiore rispetto alla pressione del vaporizzatore (7) ma superiore alla pressione corrispondente alla temperatura di evaporazione del vaporizzatore (11) del ciclo a bassa temperatura (120).
7. Impianto a ciclo Rankine organico a cascata (100) secondo la rivendicazione 6, laddove vi è un doppio prelievo di fluido di lavoro, rispettivamente a valle del terzo preriscaldatore (9) e a valle del secondo preriscaldatore (2) verso rispettivamente l’ulteriore secondo vaporizzatore (8) e il vaporizzatore (7).
8. Metodo per azionare un impianto a ciclo Rankine organico a cascata, comprendente una sorgente calda (10), almeno un primo ciclo Rankine organico ad alta temperatura (110) e un secondo ciclo Rankine organico a bassa temperatura (120), detto metodo comprendente le fasi di: - alimentare in serie la sorgente calda (10) a un primo vaporizzatore (1) e a un secondo preriscaldatore (2) del ciclo Rankine organico ad alta temperatura (110) e di seguito ad almeno un altro vaporizzatore (11) dell’almeno un secondo ciclo Rankine organico a bassa temperatura (120) per produrre fluido sorgente a più bassa temperatura; - fornire almeno un primo preriscaldatore (4) del ciclo ad alta temperatura (110) e un preriscaldatore (14) del ciclo a bassa temperatura (120) rispettivamente per ciascun vaporizzatore (1, 11); - applicare detto fluido sorgente a più bassa temperatura ai preriscaldatori (4, 14) in parallelo, il metodo essendo caratterizzato dal fatto che un ulteriore vaporizzatore (7) è alimentato da un flusso parziale della sorgente calda (10) in uscita dal primo vaporizzatore (1) e in parallelo con un ulteriore flusso parziale della sorgente calda che alimenta il secondo preriscaldatore (2) del ciclo ad alta temperatura (110) e detto ulteriore vaporizzatore (7) essendo utilizzato per produrre vapore di fluido organico alla pressione intermedia da utilizzare nella turbina (5) del ciclo ad alta temperatura (110).