ITMI20120852A1 - Sistema orc per la produzione di energia tramite ciclo rankine organico - Google Patents

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ITMI20120852A1
ITMI20120852A1 IT000852A ITMI20120852A ITMI20120852A1 IT MI20120852 A1 ITMI20120852 A1 IT MI20120852A1 IT 000852 A IT000852 A IT 000852A IT MI20120852 A ITMI20120852 A IT MI20120852A IT MI20120852 A1 ITMI20120852 A1 IT MI20120852A1
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exchanger
organic
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Claudio Spadacini
Luca Giancarlo Xodo
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Exergy Orc S R L
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Description

DESCRIZIONE
“SISTEMA ORC PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA TRAMITE CICLO RANKINE ORGANICOâ€
La presente invenzione ha per oggetto un sistema ORC per la produzione di energia tramite Ciclo Rankine Organico. Più in particolare, la presente invenzione si colloca nell’ambito degli impianti e dei processi ORC con cicli a due o più livelli di pressione e degli impianti e processi ORC cogenerativi.
Come à ̈ noto, negli impianti ORC, basati su un ciclo termodinamico Rankine per la conversione di energia termica in energia meccanica e/o elettrica, vengono preferibilmente utilizzati fluidi di lavoro di tipo organico (a alto o medio peso molecolare) al posto del tradizionale sistema acqua/vapore, in quanto un fluido organico à ̈ in grado di convertire in modo più efficiente fonti di calore a temperature relativamente basse, generalmente tra 100°C e 300°C, ma anche a temperature superiori. I sistemi di conversione ORC stanno pertanto trovando sempre più ampie applicazioni in settori diversi, ad esempio in campo geotermico, nel recupero energetico industriale, in impianti di produzione di energia da biomasse, da energia solare concentrata (csp), nei rigassificatori, ecc.. Un impianto base di tipo noto per la conversione di energia termica tramite un ciclo Rankine organico (ORC) in generale comprende: uno scambiatore termico/evaporatore che scambia calore tra una sorgente ad alta temperatura ed un fluido di lavoro, così da riscaldare, evaporare e surriscaldare il fluido di lavoro; una turbina alimentata dal fluido di lavoro in fase vapore in uscita dallo scambiatore termico, così da realizzare una conversione dell’energia termica presente nel fluido di lavoro in energia meccanica secondo un ciclo Rankine; un generatore operativamente connesso alla turbina, in cui l’energia meccanica prodotta dalla turbina viene convertita in energia elettrica; un condensatore dove il fluido di lavoro in uscita dalla turbina viene condensato ed inviato ad almeno una pompa. Dalla pompa il fluido viene inviato allo scambiatore termico. Oltre alla configurazione sopra descritta, un ciclo ORC può assumere configurazioni note più complicate ed articolate, con lo scopo di ottimizzare le prestazioni del ciclo o realizzare la co-generazione di elettricità e calore. Negli impianti ORC noti la cogenerazione può avvenire come cogenerazione in contropressione oppure cogenerazione nel recuperatore. In una configurazione nota di impianti ORC recuperativi e cogenerativi, si genera calore riscaldando un fluido vettore termico tramite il calore di condensazione. Questa configurazione viene comunemente chiamata cogenerazione in contropressione. Secondo una diversa configurazione nota di impianti ORC con recuperatore, nel recuperatore il vapore di fluido organico scaricato dalla turbina viene utilizzato per riscaldare il liquido in mandata dalla pompa. In questo modo à ̈ possibile diminuire la quantità di calore scambiata dall’evaporatore e quindi aumentare il rendimento globale del ciclo. Sono inoltre noti assetti del ciclo ORC in cui parte del calore scambiato nel recuperatore viene utilizzato per realizzare la co-generazione.
Il documento noto US 2010/0071368 Ã ̈ un esempio di un processo a due livelli di pressione ed illustra un sistema ORC per il recupero di calore che include una prima turbina, ad alta pressione, ed una seconda turbina, a bassa pressione, in cui la prima turbina riceve vapore ad alta pressione, la seconda turbina riceve vapore a bassa pressione ed in cui la prima turbina fornisce anche vapore a bassa pressione alla seconda turbina.
Sono anche note impianti con spillamento co-generativo nelle comuni turbine a vapore, in cui il vapore spillato dalla turbina scambia calore con acqua o altro fluido, con lo scopo di scaldarla. Data la natura termodinamica dell’acqua, nei comuni impianti a vapore il vapore viene spillato ad una temperatura di poco superiore a quella di condensazione. Per questo motivo il vapore spillato dalla turbina cede calore direttamente al fluido che esegue la cogenerazione.
Nell’ambito degli impianti ORC, la Richiedente si à ̈ posta l’obiettivo di ottimizzare le apparecchiature che permettono la realizzazione di cicli con spillamento cogenerativo e di cicli a due o più livelli di pressione, ovvero dei cicli che comportano l’estrazione o l’immissione di una frazione del fluido organico di lavoro durante l’espansione dello stesso all’interno della o delle turbine preposte a tale compito.
La Richiedente si à ̈ anche posta l’obiettivo di ottimizzare le apparecchiature che realizzano il recupero termico dal vapore scaricato dalla turbina al fine di realizzare la co-generazione di energia termica ed elettrica.
La Richiedente ha ottenuto tali obiettivi tramite l’adozione di una turbina radiale centrifuga a singolo disco rotorico che permette di effettuare lo spillamento/estrazione o l’immissione del fluido organico di lavoro con semplici soluzioni meccaniche. Più precisamente, la presente invenzione à ̈ relativa ad un sistema ORC (impianto ORC, ovvero adatto ad utilizzare un fluido organico come fluido di lavoro, abbinato al fluido organico di lavoro) per la produzione di energia tramite Ciclo Rankine Organico, comprendente: un fluido organico di lavoro;
almeno uno scambiatore termico per scambiare calore tra una sorgente ad alta temperatura ed il fluido organico di lavoro, così da riscaldare, evaporare e surriscaldare detto fluido organico di lavoro;
almeno una turbina presentante un’apertura di ammissione alimentata con il fluido organico di lavoro in fase vapore in uscita dallo scambiatore termico, per realizzare una conversione dell’energia termica presente nel fluido organico di lavoro in energia meccanica secondo un ciclo Rankine;
almeno un condensatore dove il fluido organico di lavoro in fase vapore in uscita da un’apertura di scarico di detta almeno una turbina viene condensato;
almeno una pompa per alimentare il fluido organico di lavoro proveniente dal condensatore verso detto almeno uno scambiatore termico;
almeno un circuito ausiliario di immissione del fluido organico di lavoro nella turbina o di estrazione del fluido organico di lavoro dalla turbina;
caratterizzato dal fatto che detta almeno una turbina à ̈ del tipo radiale centrifugo e comprende:
un singolo disco rotorico portante una pluralità di palette rotoriche;
almeno un’apertura ausiliaria interposta tra l’apertura di ammissione e l’apertura di scarico ed in collegamento di fluido con detto circuito ausiliario per estrarre o immettere il fluido organico di lavoro ad una pressione intermedia tra una pressione di ammissione ed una pressione di scarico.
La Richiedente ha verificato che la struttura della turbina radiale centrifuga a singolo disco rotorico permette di effettuare l’estrazione o l’immissione del fluido di lavoro senza impattare negativamente sulla roto-dinamica della turbina stessa. Infatti, l’implementazione di un condotto che si apre tra gli stadi della turbina radiale centrifuga per realizzare la citata apertura ausiliaria non comporta un allungamento della dimensione assiale della macchina, come invece avviene per le turbine assiali. Nelle comuni turbine assiali utilizzate in campo ORC, tipicamente a sbalzo rispetto ai cuscinetti, la distanza tra due schiere di palette à ̈ molto ridotta, ed effettuare uno spillamento o un’immissione in questa configurazione risulta estremamente difficoltoso. Allungare la turbina assiale per riuscire ad ottenere lo spazio necessario per il condotto di immissione o di spillamento porta all’amplificazione delle vibrazioni e/o alla necessità di aumentare la precisione di costruzione degli elementi meccanici per bilanciare perfettamente la macchina. Invece, vantaggiosamente, un aumento eventuale della dimensione radiale del disco della turbina secondo la presente invenzione non impatta altrettanto negativamente sulla dinamica della stessa.
In una forma realizzativa preferita, la turbina comprende una pluralità di stadi disposti radialmente uno dopo l’altro e l’apertura ausiliaria sfocia tra due di detti di stadi.
Secondo una forma realizzativa non illustrata, la turbina à ̈ provvista di più stadi e di una pluralità di aperture ausiliarie di immissione e/o spillamento, ciascuna sfociante tra due stadi successivi. In una forma realizzativa, tra ciascuna coppia di stadi successivi si apre un’apertura ausiliaria. In una diversa forma realizzativa, le aperture ausiliarie si aprono solo tra alcune delle coppie di stadi.
Preferibilmente, i due stadi tra cui l’apertura ausiliaria sfocia sono radialmente distanziati per definire una camera di immissione/estrazione del fluido organico di lavoro.
Preferibilmente, la distanza radiale tra i due stadi tra cui l’apertura ausiliaria sfocia à ̈ maggiore della distanza radiale tra gli altri stadi, preferibilmente tra cinque e quindici volte maggiore, più preferibilmente circa dieci volte maggiore.
I limiti dimensionali della distanza tra gli stadi non sono così stretti come sulle turbine assiali, proprio per le ragione sopra esposte.
Preferibilmente, l’apertura ausiliaria sfocia a monte dello stadio radialmente più periferico (rispetto alla direzione e verso del flusso in espansione).
In una diversa forma realizzativa, a valle dell’apertura ausiliaria sono presenti più stadi.
Spillando vapore dall’ultimo stadio, i primi stadi lavorano a piena portata. In questo modo si ottimizza il rendimento dell’espansione globale che avviene tra monte e valle della turbina.
Secondo una forma realizzativa preferita, il singolo disco rotorico à ̈ supportato a sbalzo.
Ciò significa che l’albero che porta il disco rotorico à ̈ supportato in un involucro, ad esempio da due o più cuscinetti, e che il disco rotorico à ̈ montato ad un’estremità di tale albero che si estende a sbalzo rispetto a detto involucro.
Preferibilmente, la turbina comprende una cassa fissa, il disco rotorico à ̈ inserito nella cassa ed anche la cassa à ̈ supportata a sbalzo rispetto ad un basamento dell’impianto.
Questa soluzione consente di contenere gli ingombri dell’impianto ed à ̈ resa possibile dal fatto che la turbina centrifuga a singolo disco non à ̈ afflitta da particolari problemi vibrazionali.
Preferibilmente, l’apertura ausiliaria à ̈ ricavata in una parete frontale della cassa. Per parete frontale si intende quella che si affaccia dalla parte opposta rispetto all’albero ed ai cuscinetti.
Questa soluzione rende molto semplice costruttivamente montare sulla cassa le tubazioni del circuito ausiliario e metterle in comunicazione di fluido con l’apertura ausiliaria.
In accordo con una forma realizzativa, il circuito ausiliario à ̈ un circuito di co-generazione e recupero. Il circuito di co-generazione e recupero presenta una prima estremità collegata all’apertura ausiliaria della turbina ed una seconda estremità collegata a monte dello scambiatore termico.
Preferibilmente, il circuito di co-generazione e recupero comprende:
un primo scambiatore ed un secondo scambiatore;
in cui, nel primo scambiatore, il fluido organico di lavoro in uscita dall’apertura ausiliaria della turbina scambia calore con il fluido organico di lavoro in uscita dal secondo scambiatore, in cui, nel secondo scambiatore, un fluido termo-vettore destinato ad un’utenza termica, preferibilmente acqua, à ̈ scaldato dal fluido organico di lavoro in uscita dal primo scambiatore.
Il vantaggio di questa configurazione consiste nel poter scegliere la temperatura d’ingresso nel cogeneratore. Infatti, potendo utilizzare questa temperatura come variabile di progetto à ̈ possibile progettare il secondo scambiatore in modo da ottenere l’ottimo tra superficie di scambio e rendimento della trasformazione. Inoltre, interponendo il primo scambiatore che effettua il recupero termico si evita di sottoporre ad un elevato stress termico il secondo scambiatore, che altrimenti si troverebbe un’elevata differenza di temperatura tra il fluido organico in ingresso ed il fluido termo-vettore in uscita.
Inoltre, rispetto alla configurazione in contropressione, la presente invenzione porta il vantaggio di ottenere una macchina più flessibile in condizioni di richiesta termica variabile durante le stagioni. Infatti, a titolo di esempio, fissata la temperatura della riserva calda, nella turbina radiale outflow con spillamento il rendimento elettrico del ciclo passa da circa 24% senza cogenerazione, a circa 23% con cogenerazione.
Preferibilmente, l’impianto comprende inoltre un recuperatore dove il fluido organico di lavoro in fase vapore in uscita dall’apertura di scarico di detta almeno una turbina scambia calore con il fluido organico di lavoro in mandata dalla pompa prima che detto fluido organico di lavoro in fase vapore in uscita da detta almeno una turbina sia condensato nel condensatore.
Il sistema oggetto della presente invenzione propone un nuovo assetto flessibile di ciclo ORC che consente la produzione ottimizzata di sola energia elettrica durante la stagione nella quale non vi à ̈ richiesta di energia termica, la piena cogenerazione o cogenerazione totale (nel senso che tutto il calore scaricato da detta almeno una turbina viene inviato al recupero di calore) in diversi assetti, spiegati nel seguito, nel caso di elevata richiesta di energia termica e/o la cogenerazione parziale di energia termica (ossia parte di calore al recupero e parte dissipata).
In accordo con una diversa forma realizzativa, il circuito ausiliario à ̈ un circuito di immissione di fluido di lavoro nella turbina
Preferibilmente, il circuito di immissione di fluido di lavoro nella turbina comprende un vaporizzatore; in cui, nel vaporizzatore, una frazione del fluido organico di lavoro in uscita dal condensatore o dal recuperatore o da almeno un pre-riscaldatore scambia calore con una sorgente ad alta temperatura (non illustrata in figura 2), prima che detta frazione del fluido organico di lavoro in uscita dal vaporizzatore sia re-immessa nella turbina attraverso l’apertura ausiliaria. In altre parole, una parte del fluido in uscita dal condensatore (o dal recuperatore, o dal preriscaldatore) riceve calore dalla sorgente ad alta temperatura nello scambiatore termico (concettualmente un altro vaporizzatore). Come si vede in Figura 2, questa portata viene poi inviata all’ammissione intermedia in turbina. Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di più forme d’esecuzione preferite, ma non esclusive, di un sistema per la produzione di energia tramite Ciclo Rankine Organico in accordo con la presente invenzione.
La descrizione dettagliata di tali forme verrà esposta qui di seguito con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, nei quali:
- la figura 1 mostra schematicamente la configurazione di un impianto co-generativo per la produzione di energia tramite Ciclo Rankine Organico secondo la presente invenzione;
- la figura 1A à ̈ un diagramma T-s di trasformazioni che avvengono nell’impianto di figura 1;
- le figure 1B, 1C ed 1D sono diagrammi T-q di trasformazioni che avvengono nell’impianto di figura 1; - la figura 2 mostra schematicamente la configurazione di un impianto a due livelli di pressione per la produzione di energia tramite Ciclo Rankine Organico secondo la presente invenzione;
- la figura 3 mostra in una sezione laterale una turbina di espansione appartenente agli impianti di cui alle figure 1 o 2.
Con riferimento alle figure citate, con 1 Ã ̈ stato complessivamente indicato un impianto per la produzione di energia tramite Ciclo Rankine Organico (ORC) secondo la presente invenzione.
L’impianto 1 comprende un circuito chiuso nel quale circola un fluido di lavoro organico a alto o medio peso molecolare. Tale fluido può essere scelto dal gruppo comprendente idrocarburi, chetoni, fluorocarburi e silossani.
L’impianto 1 comprende uno scambiatore termico/evaporatore 30 che scambia calore tra una sorgente ad alta temperatura ed un fluido di lavoro, così da riscaldare, evaporare e surriscaldare il fluido di lavoro; una turbina 40 alimentata dal fluido di lavoro in fase vapore in uscita dallo scambiatore termico 30, così da realizzare una conversione dell’energia termica presente nel fluido di lavoro in energia meccanica secondo un ciclo Rankine; un generatore 50 operativamente connesso alla turbina 40, in cui l’energia meccanica prodotta dalla turbina 40 viene convertita in energia elettrica; un condensatore 60 dove il fluido di lavoro in uscita dalla turbina 40 viene condensato ed inviato ad almeno una pompa 20. Dalla pompa 20 il fluido viene inviato allo scambiatore termico 30.
L’impianto 1 illustrato comprende inoltre un recuperatore 160 interposto tra la turbina 30 ed il condensatore 60. Nel recuperatore 160 il vapore di fluido organico scaricato dalla turbina 40 viene utilizzato per riscaldare il liquido in mandata dalla pompa 20. In questo modo à ̈ possibile diminuire la quantità di calore scambiata dall’evaporatore 30 e quindi aumentare il rendimento globale del ciclo.
In accordo con la forma realizzativa rappresentata in figura 1, l’impianto 1 comprende inoltre un circuito di co-generazione e recupero 1000 collegato ad una apertura di ausiliaria 40c (in questo caso di spillamento) della turbina 40 tramite una prima valvola 210.
Il circuito di co-generazione e recupero 1000 comprende un primo scambiatore 261, un secondo scambiatore 260 ed una pompa 220.
Il fluido organico di lavoro, spillato dalla turbina 40 ad una pressione intermedia tra quella di ammissione e quella di scarico, viene inviato al primo scambiatore 261, con lo scopo di pre-riscaldare il fluido organico in fase liquida che viene re-immesso nell’impianto. In uscita dal primo scambiatore 261 il fluido organico viene inviato al secondo scambiatore 260, dove cede calore ad un fluido termovettore che trasporta il calore generato dall’impianto ORC. Le trasformazioni che avvengono negli scambiatori 260 e 261 sono rappresentate nei diagrammi T-s di figura 1A e T-q di figura 1B. Come si osserva dai digrammi, il fluido organico viene spillato dalla turbina alla temperatura Tsp. Data la natura termodinamica del fluido organico ed i parametri operativi dell’impianto, alla temperatura Tsp il fluido organico à ̈ fortemente surriscaldato. Ad esempio il fluido spillato si trova ad una temperatura di circa 250°C, mentre il fluido termovettore deve essere riscaldato da 60°C a 80°C. Il fluido organico spillato dalla turbina si raffredda nello scambiatore 261, fino alla temperatura Tin. Il fluido alla temperatura Tin entra quindi nel secondo scambiatore 260 dove cede calore al fluido termovettore e si porta alla temperatura Tout. Raffreddandosi il fluido organico raggiunge la condizione di liquido saturo o, se opportuno, la condizione di liquido sotto raffreddato. Da questa condizione il liquido viene pressurizzato dalla pompa 220 e preriscaldato nel primo scambiatore 261. Terminato il preriscaldamento il liquido organico viene immesso nel ciclo termico principale, in ingresso all’evaporatore 30.
In figura 1 à ̈ anche illustrato parzialmente un circuito termovettore 2000 per il fluido termovettore che trasporta il calore generato dall’impianto 1. Tale circuito termovettore 2000 comprende un ramo di andata 2001 verso un dissipatore 70 ed un ramo di ritorno 2002 che passa attraverso il condensatore 60 ed il secondo scambiatore 260 dell’impianto 1. Una pompa 80 à ̈ disposta sul ramo di andata. Un primo ramo di bypass 2003 con una seconda valvola 280 a tre vie serve ad escludere o meno il dissipatore 70. Il tratto del ramo di ritorno 2002 interposto tra il condensatore 60 ed il secondo scambiatore 260 dell’impianto 1 à ̈ collegato al ramo di andata tramite due tratti di collegamento 2004, 2005 provvisti di rispettive terza e quarta valvola 266, 268. Un ulteriore quinta valvola 267 à ̈ disposta sul ramo di ritorno tra i citati due tratti 2005, 2006 provvisti delle terza e quarta valvola 266, 268. Un secondo ramo di bypass 2007 provvisto di una sesta valvola 265 e posto sul ramo di ritorno 2002 serve ad evitare che il fluido termovettore transiti per il secondo scambiatore 260.
L’impianto illustrato consente una elevata flessibilità di esercizio. Vengono di seguito descritti i principali assetti di funzionamento previsti:
A – Assetto puro elettrico: la prima valvola 210 à ̈ chiusa, il primo ed il secondo scambiatore 261 e 260 non sono alimentati, la terza valvola 266 à ̈ aperta e la pompa 80 garantisce il flussaggio del condensatore 60 con acqua relativamente fredda, a titolo di esempio fra 30 e 50°C in ingresso, grazie alla dissipazione di calore mediante il dissipatore 70, o in alternativa torri di raffreddamento o altro. In tali condizioni si ha la massimizzazione del rendimento elettrico grazie alla minimizzazione della pressione del fluido nel condensatore.
B – Assetto cogenerativo totale: vi sono due diversi assetti possibili B1 e B2.
B1 - nel caso in cui l’utenza termica richieda un flusso termico con un salto di temperatura “DT†molto limitato, ad esempio di 5-10°C, lo spillamento recuperativo viene tenuto fuori servizio (prima valvola 210 chiusa) e in tal caso con la terza e la quarta valvola 266 e 268 chiuse e la sesta valvola 265 aperta, tutto il calore scaricato dalla turbina 40 viene recuperato nel condensatore 60 con livelli di temperatura tipici di ingresso/uscita pari a 60/70°C o 70/80°C o simili.
B2 - nel caso in cui l’utenza termica richieda gradienti “DT†più elevati, ad esempio 20-30°C o anche più, il condensatore 60 ed il secondo scambiatore 260 vengono operati in serie; la sesta valvola 265 à ̈ ora chiusa, la prima valvola 210 à ̈ aperta e la terza e quarta valvola 266 e 268 sono chiuse, oppure la quarta valvola 268 può anche parzializzare il flusso al fine di meglio ripartire il carico fra il condensatore 60 ed il secondo scambiatore 260; in tal caso il riscaldamento del fluido termovettore riscaldato avviene in parte con vapore a maggior pressione (nello scambiatore 260) e in parte a pressione minore (nel condensatore 60), consentendo di cogenerare con un maggior rendimento elettrico; la ripartizione del carico termico nel condensatore 60 e nel secondo scambiatore 260 dipende dalle pressioni allo scarico e allo spillamento della turbina 40 e dal livello di temperatura richiesto. Livelli tipici di temperature di ingresso uscita possono essere 60-90°C, 70-100, 80-110°C. Tale processo à ̈ descritto dai diagrammi di figura 1C.
C – assetto cogenerazione parziale: tale assetto si attua semplicemente chiudendo la quinta valvola 267 e aprendo la terza valvola 266 e la quarta valvola 268 e anche ovviamente la prima valvola 210. In tal caso il condensatore 60 ed il secondo scambiatore 260 sono disaccoppiati e quindi il condensatore 60 può essere flussato con fluido relativamente freddo a 30-50°C in maniera da massimizzare l’efficienza elettrica del ciclo, mentre dallo spillamento viene estratta solo una frazione del vapore che espande in turbina 40, consentendo un funzionamento ottimizzato nei periodi di carico termico scarso, ma non nullo. Tale assetto à ̈ descritto in figura 1D.
In accordo con una diversa forma realizzativa rappresentata in figura 2 (in cui non sono illustrati il o i circuito/i termovettore/i), al posto del circuito di co-generazione e recupero 1000, l’impianto 1 comprende un circuito di immissione 3000 di fluido di lavoro nella turbina 40 atto a eseguire un ciclo a due livelli di pressione. Tale circuito di immissione 3000 comprende un ramo di collegamento provvisto di un vaporizzatore 300 che collega un punto posto a valle della pompa 20 e del recuperatore 160 e a monte dello scambiatore termico 30 con l’apertura di ausiliaria 40c (in questo caso di immissione) nella turbina 40.
In entrambe le forme realizzative illustrate la turbina 40 Ã ̈ del tipo di seguito descritto ed illustrato in figura 3.
Vantaggiosamente, la turbina di espansione 40 à ̈ del tipo radiale centrifugo (outflow) multi-stadio, ovvero composta da più stadi di espansione radiali centrifughi.
In altre parole, il flusso del fluido di lavoro entra nella turbina 40 lungo una direzione assiale in una zona radialmente più interna della turbina 40 ed esce, espanso, lungo una direzione radiale o assiale in una zona radialmente più esterna della turbina stessa 40. Nel percorso tra ingresso e uscita il flusso continua ad allontanarsi, espandendosi, dall’asse di rotazione “X-X†della turbina 40.
Tale turbina 40 comprende una cassa fissa 101 formata da una semicassa anteriore 102 di forma circolare e da una semicassa posteriore 103. Dalla semicassa posteriore 103 fuoriesce a sbalzo un manicotto 104 vincolato ad una struttura portante dell’impianto.
Nel volume interno delimitato dalle semicasse anteriore 102 e posteriore 103 à ̈ alloggiato un rotore 105 vincolato solidalmente ad un albero 106 a sua volta supportato girevolmente nel manicotto 104 tramite cuscinetti (non illustrati) per essere libero di ruotare intorno ad un asse di rotazione “X-X†.
Nella semicassa anteriore 102 à ̈ ricavata, presso l’asse di rotazione “X-X†, l’apertura di ammissione 40a assiale e in corrispondenza di una porzione radiale periferica della cassa 101 à ̈ ricavata l’apertura di scarico 40b radialmente periferica presso un diffusore 107.
Il rotore 105 comprende un singolo disco rotorico 108 vincolato all’albero 106, perpendicolare all’asse di rotazione “X-X†e presentante una faccia frontale 109 rivolta verso la semicassa anteriore 102 e una faccia posteriore 19 rivolta verso la semicassa posteriore 110. Tra la faccia frontale 109 del disco rotorico 108 e la semicassa anteriore 102 à ̈ delimitato un volume di passaggio per il fluido organico di lavoro.
La faccia frontale 109 del disco rotorico 17 porta tre serie di palette rotoriche 111a, 111b, 111c. Ciascuna serie comprende una pluralità di palette rotoriche piane disposte attorno all’asse di rotazione “X-X†. Le palette rotoriche della seconda serie 111b sono disposte in posizione radialmente esterna rispetto alle palette rotoriche della prima serie 111a e le palette rotoriche delle terza serie 111c sono disposte in posizione radialmente esterna rispetto alle palette rotoriche della seconda seconda 111b. Su una faccia interna 112 rivolta verso il rotore 105 della semicassa anteriore 102 sono montate tre serie di palette statoriche 113a, 113b, 113c. Ciascuna serie comprende una pluralità di palette statoriche piane disposte attorno all’asse di rotazione “X-X†. Le palette statoriche delle prima serie 113a sono disposte in posizione radialmente interna rispetto alle palette rotoriche della prima serie 113a. Le palette statoriche delle seconda serie 113b sono disposte in posizione radialmente esterna rispetto alle palette rotoriche della prima serie 111a e in posizione radialmente interna rispetto alle palette rotoriche della seconda serie 111b. Le palette statoriche delle terza serie 113c sono disposte in posizione radialmente esterna rispetto alle palette rotoriche della seconda serie 111b e in posizione radialmente interna rispetto alle palette rotoriche della terza serie 111c. La turbina 40 presenta pertanto tre stadi.
All’interno della turbina 40, il flusso di fluido di lavoro che entra nell’apertura di ammissione 40a assiale à ̈ deviato da un deflettore 114 che presenta una forma circolare bombata, à ̈ montato fisso sulla cassa 103 davanti al rotore 105 ed à ̈ disposto coassiale all’asse di rotazione “X-X†con la bombatura rivolta verso il flusso in ingresso. Il deflettore 114 si estende radialmente a partire dall’asse di rotazione “X-X†fino alla prima serie di palette statoriche 113a. Le palette statoriche della prima serie 113a sono integrate nella porzione periferica del deflettore 25 e presentano un’estremità montata sulla faccia interna 112 della semicassa anteriore 102. Più in dettaglio, il deflettore 114 à ̈ definito da una sottile piastra bombata con simmetria radiale che presenta una porzione centrale convesso/concava 114a con la convessità rivolta verso la semicassa anteriore 102 e verso l’apertura di ammissione 40a assiale e una porzione radialmente più esterna 114b anulare e concavo/convessa con la concavità rivolta verso la semicassa anteriore 102. La semicassa anteriore 102 e la porzione radialmente più esterna 114b del deflettore 114 delimitano un condotto che guida il fluido di lavoro verso il primo stadio (palette rotoriche della prima serie 111a e palette statoriche della prima serie 113a) della turbina 40.
La faccia frontale 109 del disco rotorico 108 e la faccia 112 della semicassa anteriore 102 portante le palette statoriche 113a, 113b, 113c divergono una dall’altra man mano che ci si allontana dall’asse di rotazione (X-X) a partire dal citato primo stadio. Le palette radialmente più esterne presentano un’altezza di pala maggiore rispetto alle palette radialmente più interne.
La turbina 4 comprende inoltre il citato diffusore 107 per il recupero dell’energia cinetica posto in posizione radialmente esterna rispetto al terzo stadio (formato dalle palette rotoriche della terza serie 111c e palette statoriche della terza serie 113c) e definito dalla faccia frontale 109 del disco rotorico 108 e dalla contrapposta faccia 112 della semicassa anteriore 102. Sul perimetro radialmente esterno della cassa 101, all’uscita del diffusore 107, à ̈ collocata una voluta 115 comunicante con una flangia di uscita.
La distanza radiale “Rd†tra il secondo ed il terzo stadio, ovvero tra le palette rotoriche della seconda serie 111b e le palette statoriche della terza serie 113c à ̈ maggiore della distanza radiale tra il primo ed il secondo stadio o, più in generale, della distanza radiale tra le altre palette statoriche e rotoriche fra loro adiacenti.
Preferibilmente, la distanza radiale “Rd†tra il secondo ed il terzo stadio à ̈ circa dieci volte maggiore della distanza radiale delle altre palette adiacenti. Nella figura 3 la distanza radiale “Rd†à ̈ chiaramente indicata ma tale differenza di dimensioni non à ̈ stata resa evidente.
A titolo esemplificativo, la distanza radiale delle palette adiacenti à ̈ di circa 5mm mentre la citata distanza radiale “Rd†tra il secondo ed il terzo stadio à ̈ di circa 50mm.
Tra il secondo ed il terzo stadio à ̈ delimitato una camera anulare 116 di immissione/estrazione del fluido organico di lavoro.
Nella semicassa anteriore 102 à ̈ ricavato un condotto 117 (o una pluralità di condotti) che si apre nella citata camera 116 e definisce l’apertura ausiliaria 40c della turbina 40. Il condotto 117 si apre inoltre su una parete frontale 102a della semicassa anteriore 102. Opportuni tubi e/o raccordi montati su detta parete frontale 102a permettono di immettere nella o prelevare dalla turbina 40 il fluido organico di lavoro.
Nella forma realizzativa di figura 1, il condotto 117 Ã ̈ collegato al circuito di co-generazione e recupero 1000. Nella forma realizzativa di figura 2, il condotto 117 Ã ̈ collegato al circuito di immissione 3000 di fluido di lavoro nella turbina 40 atto a eseguire un ciclo a due livelli di pressione.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema ORC per la produzione di energia tramite Ciclo Rankine Organico, comprendente: un fluido organico di lavoro; almeno uno scambiatore termico (30) per scambiare calore tra una sorgente ad alta temperatura ed il fluido organico di lavoro, così da riscaldare, evaporare e surriscaldare detto fluido organico di lavoro; almeno una turbina (40) presentante un’apertura di ammissione (40a) alimentata con il fluido organico di lavoro in fase vapore in uscita dallo scambiatore termico (30), per realizzare una conversione dell’energia termica presente nel fluido organico di lavoro in energia meccanica secondo un ciclo Rankine; almeno un condensatore (60) dove il fluido organico di lavoro in fase vapore in uscita da un’apertura di scarico (40b) di detta almeno una turbina (40) viene condensato; almeno una pompa (20) per alimentare il fluido organico di lavoro proveniente dal condensatore (60) verso detto almeno uno scambiatore termico (30); almeno un circuito ausiliario (1000; 3000) di immissione del fluido organico di lavoro nella turbina (40) o di estrazione del fluido organico di lavoro dalla turbina (40); caratterizzato dal fatto che detta almeno una turbina (40) à ̈ del tipo radiale centrifugo e comprende: un singolo disco rotorico (108) portante una pluralità di palette rotoriche (111a, 111b, 111c); almeno un’apertura ausiliaria (40c) interposta tra l’apertura di ammissione (40a) e l’apertura di scarico (40b) ed in collegamento di fluido con detto circuito ausiliario (1000; 3000), per estrarre o immettere il fluido organico di lavoro ad una pressione intermedia tra una pressione di ammissione ed una pressione di scarico.
  2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui la turbina (40) comprende una pluralità di stadi (111a, 113a, 111b, 113b, 111c, 113c) disposti radialmente uno dopo l’altro ed in cui l’apertura ausiliaria (40c) sfocia tra due di detti di stadi.
  3. 3. Sistema secondo la rivendicazione precedente, in cui i due stadi tra cui l’apertura ausiliaria (40c) sfocia sono radialmente distanziati per delimitare una camera di immissione/estrazione (116) del fluido organico di lavoro.
  4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la distanza radiale (Rd) tra i due stadi tra cui l’apertura ausiliaria (40c) sfocia à ̈ maggiore della distanza radiale tra gli altri stadi.
  5. 5. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui l’apertura ausiliaria (40c) sfocia a monte dello stadio (111c, 113c) radialmente più periferico.
  6. 6. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il singolo disco rotorico (108) Ã ̈ supportato a sbalzo.
  7. 7. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui la turbina (40) comprende una cassa fissa (101), in cui il singolo disco rotorico (108) Ã ̈ inserito nella cassa (101), in cui anche la cassa (101) Ã ̈ supportata a sbalzo.
  8. 8. Sistema secondo la rivendicazione precedente, in cui l’apertura ausiliaria (40c) à ̈ ricavata in una parete frontale della cassa (101).
  9. 9. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito ausiliario (1000) Ã ̈ un circuito di co-generazione e recupero.
  10. 10. Sistema secondo la rivendicazione precedente, in cui il circuito di co-generazione e recupero (1000) presenta una prima estremità collegata all’apertura ausiliaria (40c) della turbina (40) ed una seconda estremità collegata a monte dello scambiatore termico (30).
  11. 11. Sistema secondo la rivendicazione precedente, in cui il circuito di co-generazione e recupero (1000) comprende: un primo scambiatore (261) ed un secondo scambiatore (260); in cui, nel primo scambiatore (261), il fluido organico di lavoro in uscita dall’apertura ausiliaria (40c) della turbina (40) scambia calore con il fluido organico di lavoro in uscita dal secondo scambiatore (260), in cui, nel secondo scambiatore (260), un fluido termo-vettore destinato ad un’utenza termica à ̈ scaldato dal fluido organico di lavoro in uscita dal primo scambiatore (261).
  12. 12. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui il circuito ausiliario (3000) Ã ̈ un circuito di immissione di fluido organico di lavoro nella turbina (40).
  13. 13. Sistema secondo la rivendicazione precedente, in cui il circuito di immissione (3000) di fluido di lavoro nella turbina (40) comprende un vaporizzatore (300); in cui, nel vaporizzatore (300), una frazione del fluido organico di lavoro in uscita dal condensatore (60) scambia calore con una sorgente ad alta temperatura prima che detta frazione del fluido organico di lavoro in uscita dal vaporizzatore (300) sia re-immessa nella turbina (40) attraverso l’apertura ausiliaria (40c).
  14. 14. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un recuperatore (160) dove il fluido organico di lavoro in fase vapore in uscita dall’apertura di scarico (40b) di detta almeno una turbina (40) scambia calore con il fluido organico di lavoro in mandata dalla pompa (20) prima che detto fluido organico di lavoro in fase vapore in uscita da detta almeno una turbina (40) sia condensato nel condensatore (60).
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US14/400,516 US9540958B2 (en) 2012-05-17 2013-05-15 Orc system and process for generation of energy by organic rankine cycle
JP2015512181A JP6261052B2 (ja) 2012-05-17 2013-05-15 有機ランキンサイクルによるエネルギ発生の為のｏｒｃシステム及び方法
ES13731929.9T ES2581888T3 (es) 2012-05-17 2013-05-15 Sistema y proceso ORC para generación de energía mediante un ciclo orgánico de Rankine
HUE13731929A HUE028699T2 (en) 2012-05-17 2013-05-15 ORC system and procedure for producing energy with organic Rankine cycle
CA2872687A CA2872687A1 (en) 2012-05-17 2013-05-15 Orc system and process for generation of energy by organic rankine cycle
EP13731929.9A EP2855862B1 (en) 2012-05-17 2013-05-15 Orc system and process for generation of energy by organic rankine cycle
PT137319299T PT2855862T (pt) 2012-05-17 2013-05-15 Sistema de orc e processo para a produção de energia pelo ciclo de rankine de fluido orgânico
PCT/IB2013/053960 WO2013171685A1 (en) 2012-05-17 2013-05-15 Orc system and process for generation of energy by organic rankine cycle
CL2014003094A CL2014003094A1 (es) 2012-05-17 2014-11-14 Sistema orc para generación de energía mediante ciclo orgánico de rankine, con dos o más niveles de presión, comprende un intercambiador de calor, una turbina de expansión, un condensador, una bomba, un circuito auxiliar, donde la turbina de expansión es del tipo centrifugo radial; proceso.
HRP20160780TT HRP20160780T1 (hr) 2012-05-17 2016-07-04 Orc sustav i postupak generiranja energije pomoću organskog rankineovog ciklusa

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014201116B3 (de) * 2014-01-22 2015-07-09 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren für einen ORC-Kreisprozess
DE102014203121B4 (de) * 2014-02-20 2017-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren für einen ORC-Kreisprozess mit mehrstufiger Expansion
RU2560611C1 (ru) * 2014-04-07 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ работы тепловой электрической станции
RU2560624C1 (ru) * 2014-04-09 2015-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") Способ утилизации теплоты тепловой электрической станции
US10718236B2 (en) * 2016-09-19 2020-07-21 Ormat Technologies, Inc. Turbine shaft bearing and turbine apparatus
IT201700031510A1 (it) * 2017-03-22 2018-09-22 Exergy Spa Impianto per la generazione di potenza con modulo a ciclo termodinamico ad elevata temperatura
IT201700070318A1 (it) 2017-06-23 2018-12-23 Exergy Spa Impianto e processo a ciclo Rankine per la rigassificazione di gas liquefatto
EP4083393A1 (en) * 2020-12-11 2022-11-02 Turboden S.p.A. Cogenerative organic rankine cycle with vapor extraction from the turbine

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB311586A (en) * 1928-06-30 1929-05-16 Asea Ab Improvements in steam turbines
DE572207C (de) * 1931-06-05 1933-03-13 Asea Ab Radial beaufschlagte Turbine mit axial versetzten Schaufelgruppen
FR1521082A (fr) * 1967-04-27 1968-04-12 Basf Ag Procédé d'évacuation de la chaleur provenant d'installations industrielles
FR2026278A1 (it) * 1968-12-16 1970-09-18 Thermodynamic Systems
US20100146972A1 (en) * 2006-12-26 2010-06-17 Kawasaki Plant Systems Kabushiki Kaisha Waste Heat Power Generation System of Cement Calcination Plant
EP2375009A2 (en) * 2010-04-07 2011-10-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine plant
WO2012143799A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 Exergy Orc S.R.L. Apparatus and process for generation of energy by organic rankine cycle

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1349878A (en) 1918-06-14 1920-08-17 Gen Electric Extraction and mixed-pressure turbine
GB162810A (en) 1920-02-06 1921-05-06 Ljungstroms Angturbin Ab Improvements in elastic fluid turbines
US1378506A (en) 1920-02-19 1921-05-17 Ljungstroms Angturbin Ab Elastic-fluid turbine
US1488582A (en) * 1922-01-13 1924-04-01 Westinghouse Electric & Mfg Co Elastic-fluid turbine
US1892899A (en) 1928-04-21 1933-01-03 Ljungstroms Angturbin Ab Elastic fluid turbine of the combined radial-axial flow type
US2796231A (en) * 1954-03-24 1957-06-18 Westinghouse Electric Corp High pressure steam turbine casing structure
JPS51132402U (it) * 1975-04-17 1976-10-25
US4661042A (en) * 1984-06-18 1987-04-28 Caterpillar Tractor Co. Coaxial turbomachine
GB2221259A (en) * 1988-07-30 1990-01-31 John Kirby Turbines pumps & compressors
DE19640298A1 (de) * 1996-09-30 1998-04-09 Siemens Ag Dampfturbine, Verfahren zur Kühlung einer Dampfturbine im Ventilationsbetrieb sowie Verfahren zur Kondensationsminderung bei einer Dampfturbine im Leistungsbetrieb
JP2005105855A (ja) * 2003-09-29 2005-04-21 Jfe Engineering Kk 蒸気タービン
EP1624155A1 (de) * 2004-08-02 2006-02-08 Siemens Aktiengesellschaft Dampfturbine und Verfahren zum Betrieb einer Dampfturbine
US7493763B2 (en) * 2005-04-21 2009-02-24 Ormat Technologies, Inc. LNG-based power and regasification system
US8438849B2 (en) * 2007-04-17 2013-05-14 Ormat Technologies, Inc. Multi-level organic rankine cycle power system
JP2009221961A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Fuji Electric Holdings Co Ltd バイナリー発電システム
JP5367497B2 (ja) * 2009-08-07 2013-12-11 株式会社東芝 蒸気タービン
CN101806232A (zh) 2010-03-17 2010-08-18 昆明理工大学 多级蒸发有机朗肯循环余热回收发电系统及其方法
EP2834478A2 (en) 2012-04-03 2015-02-11 Equitherm S.à.r.l. Device for power generation according to a rankine cycle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB311586A (en) * 1928-06-30 1929-05-16 Asea Ab Improvements in steam turbines
DE572207C (de) * 1931-06-05 1933-03-13 Asea Ab Radial beaufschlagte Turbine mit axial versetzten Schaufelgruppen
FR1521082A (fr) * 1967-04-27 1968-04-12 Basf Ag Procédé d'évacuation de la chaleur provenant d'installations industrielles
FR2026278A1 (it) * 1968-12-16 1970-09-18 Thermodynamic Systems
US20100146972A1 (en) * 2006-12-26 2010-06-17 Kawasaki Plant Systems Kabushiki Kaisha Waste Heat Power Generation System of Cement Calcination Plant
EP2375009A2 (en) * 2010-04-07 2011-10-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Steam turbine plant
WO2012143799A1 (en) * 2011-04-21 2012-10-26 Exergy Orc S.R.L. Apparatus and process for generation of energy by organic rankine cycle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013171685A1 (en) 2013-11-21
US9540958B2 (en) 2017-01-10
HRP20160780T1 (hr) 2016-09-23
HUE028699T2 (en) 2016-12-28
JP2015520822A (ja) 2015-07-23
EP2855862B1 (en) 2016-04-13
PT2855862T (pt) 2016-07-18
CL2014003094A1 (es) 2015-02-27
JP6261052B2 (ja) 2018-01-31
ES2581888T3 (es) 2016-09-08
US20150159516A1 (en) 2015-06-11
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EP2855862A1 (en) 2015-04-08

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