CICLO ALLAM: ANALISI DELLE PRESTAZIONI DEI COMPONENTI E INVESTIGAZIONE DELLE CRITICITÀ

Gli argomenti trattati nella tesi sono relativi allo studio delle prestazioni e delle criticità del ciclo Allam, un ciclo termodinamico innovativo ad ossi-combustione con utilizzo di anidride carbonica supercritica (sCO2) come fluido di lavoro. Il ciclo Allam si distingue per la sua capacità a produrre energia elettrica con alta efficienza (fino al 55%) catturando quasi completamente la CO2 generata. Attraverso una revisione approfondita della letteratura e sulla base di diverse considerazioni tecnologiche e diverse ipotesi semplificative al livello modellistico, la ricerca ha esplorato l’impatto di parametri come la pressione di scarico e la portata massica dei flussi di raffreddamento della turbina nonché il coefficiente globale di scambio termico del rigeneratore sulle prestazioni del ciclo. Le analisi sono state compiute grazie alla costruzione di modelli simulati in ambito Aspen Plus ed all’elaborazione degli output in ambito Matlab. La numerosità e la variazione delle proprietà dei flussi coinvolti nello scambio termico di recupero hanno portato a prestare particolare attenzione al rigeneratore modellandolo come due scambiatori multi-flusso in serie. Inoltre, è stata valutata l’influenza della temperatura massima di ciclo dando indicazioni sulla taglia del rigeneratore con possibilità di limitazioni. Un ulteriore studio ha riguardato la temperatura minima d ciclo dimostrando come impatti direttamente le proprietà del fluido di lavoro tali che la sua densità con conseguente riduzione o aumento del lavoro assorbito durante la fase di compressione.