Torre di raffreddamento

Le centrali termoelettriche richiedono sempre un dissipatore di calore in aggiunta alla caldaia a vapore della fonte di calore. Tipici dissipatori di calore per centrali a vapore sono le torri di raffreddamento, i condensatori ad aria o i fiumi.

Il compito del dissipatore di calore è quello di raffreddare l'acqua di raffreddamento che è stata riscaldata nel processo della centrale elettrica. Il calore estratto viene solitamente rilasciato nell'ambiente.

La temperatura del dissipatore di calore deve essere la più bassa possibile per quanto riguarda l'efficienza della centrale. A questo proposito, il raffreddamento con acqua di fiume è più favorevole rispetto a quello con una torre di raffreddamento. Una combinazione di torre di raffreddamento e raffreddamento dell'acqua del fiume è spesso utilizzata per ridurre l'apporto di calore nel fiume.

Tipi di torri di raffreddamento e principio di funzionamento

I principali tipi di torre di raffreddamento delle centrali a vapore sono la torre di raffreddamento a tiraggio naturale, la torre di raffreddamento a umido a tiraggio naturale, la torre di raffreddamento a secco e la torre di raffreddamento ibrida. Di seguito sono brevemente spiegati:

• Torre di raffreddamento a tiraggio naturale: a causa della bassa capacità termica dell'aria, grandi quantità d'aria devono essere spostate attraverso una torre di raffreddamento della centrale elettrica. Questo avviene di solito in modo puramente passivo attraverso l'effetto pila: l'aria si riscalda nella torre di raffreddamento, si espande, perde densità e quindi subisce un sollevamento. L'aria fresca viene aspirata ai piedi della torre di raffreddamento a correnti d'aria naturali.
• Torre di raffreddamento a umido a tiraggio naturale: l'efficacia di una torre di raffreddamento può essere notevolmente aumentata non solo riscaldando l'aria ma anche facendo evaporare l'acqua. In una torre di raffreddamento così umida, l'acqua da raffreddare viene spruzzata, in modo che da un lato ci sia un buon contatto termico con l'aria e dall'altro una parte più piccola dell'acqua in circolazione evapori. L'evaporazione produce grandi quantità di raffreddamento evaporativo. Sopra la torre di raffreddamento, parte del vapore acqueo prodotto si condensa nuovamente, creando i familiari pennacchi di vapore.
• Torre di raffreddamento a secco: un'alternativa alle torri di raffreddamento a umido è rappresentata dalle torri di raffreddamento a secco. Nelle torri di raffreddamento a secco, l'acqua di raffreddamento scorre attraverso una rete tubolare con alette di raffreddamento che trasferiscono il calore all'aria. Le torri di raffreddamento a secco sono meno efficaci delle torri di raffreddamento a umido. Sono adatti per l'uso quando l'acqua di raffreddamento non è disponibile in quantità sufficiente.
• Torre di raffreddamento ibrida: una soluzione mista è il raffreddamento ibrido, in cui anche l'acqua viene evaporata, ma in quantità minore. Qui i ventilatori devono aggiungere un flusso d'aria calda al vapore in modo che l'aria di scarico sia meno umida e formi di conseguenza meno nuvole di vapore.

In alcuni casi, una torre di raffreddamento funge anche da camino. Il gas di scarico della centrale elettrica viene immesso nella torre di raffreddamento. Il galleggiamento nella torre di raffreddamento trasporta poi i gas di scarico a grandi altezze. Questo viene utilizzato, ad esempio, quando la temperatura dei gas di scarico dopo il lavaggio dei gas di scarico è relativamente bassa, in modo che una canna fumaria normale non fornirebbe una portanza sufficiente.