Come funziona la torre di raffreddamento in una centrale elettrica

Come funziona una torre di raffreddamento in una centrale elettrica

In una centrale termica (carbone, gas, nucleare, biomassa), il compito principale della torre di raffreddamento è rimuovere il calore di scarto dal  dell’impianto condensatore e rilasciarlo in modo sicuro nell’atmosfera.

Non tratta  materiali radioattivi (nelle centrali nucleari la torre di raffreddamento raffredda solo l'acqua pulita dal lato secondario).

1. Fonte di calore: ciclo della turbina a vapore

Una centrale elettrica produce elettricità utilizzando il ciclo Rankine :

1. La caldaia/generatore di vapore produce vapore ad alta pressione.

2. Il vapore fa girare una turbina  per generare elettricità.

3. Il vapore utilizzato (bassa pressione) deve essere ricondensato in acqua  affinché il ciclo possa ripetersi.

Per condensare il vapore, la pianta ha bisogno di qualcosa di freddo → una fornitura di acqua di raffreddamento.

2. Il condensatore (dove il calore lascia il vapore)

All'interno del condensatore :

* Il vapore di scarico della turbina scorre attorno ai tubi.

* L'acqua di raffreddamento  scorre all'interno di questi tubi.

* Il vapore si condensa in acqua  dopo aver ceduto il suo calore all'acqua di raffreddamento.

Risultato:

L'acqua di raffreddamento diventa calda e deve essere raffreddata nuovamente → questo è il compito della torre di raffreddamento.

3. Torre di raffreddamento (respinta del calore nell'atmosfera)

Una torre di raffreddamento rimuove il calore attraverso il raffreddamento evaporativo , proprio come il sudore che evapora dalla pelle.

Gradini all'interno della torre:

(A) L'acqua calda entra dall'alto

L'acqua proveniente dal condensatore arriva   calda   (spesso intorno ai 30–40°C / 86–104°F).

(B) L'acqua scorre verso il basso

Gli ugelli spruzzano l'acqua calda sul mezzo di riempimento  che aumenta la superficie.

(C) L'aria si muove verso l'alto

Due tipi di torri:

Tiraggio naturale (le enormi torri iperboliche)→ l'aria calda sale da sola.

Tiraggio meccanico (ventilatori industriali) → i ventilatori tirano/spingono l'aria.

Quando l'aria sale, una piccola parte di acqua evapora , sottraendo calore all'acqua rimanente.

(D) L'acqua raffreddata si raccoglie nella vasca

Dopo aver perso calore, l'acqua si raccoglie sul fondo a circa:

~20–30°C (68–86°F)

(E) Le pompe rimandano l'acqua raffreddata al condensatore

4. Torri di raffreddamento iperboliche a tiraggio naturale (quelle grandi e iconiche)

Queste torri si basano su:

* Aria calda e umida che sale naturalmente

* La loro forma iperbolica  che accelera il flusso d'aria verso l'alto

* Nessun ventilatore → molto efficiente dal punto di vista energetico per le grandi centrali elettriche

Il visibile fumo  dall'alto è solo vapore acqueo , NON fumo o radiazioni.