Finalità: il corso, proposto al terzo anno dell¿ingegneria energetica, fornisce gli elementi conoscitivi e le caratteristiche funzionali degli impianti di produzione dell¿energia elettrica per via termica.
Obiettivi formativi: Al termine del corso, proposto al terzo anno della laurea in Ingegneria Energetica, gli allievi devono essere in grado di conoscere le caratteristiche costruttive e funzionali delle centrali termiche e nucleari per la produzione di energia elettrica, i principali componenti e il ciclo dei combustibili usati. Devono acquisire la capacità di usare correttamente le tecniche di calcolo nella valutazione delle prestazioni degli impianti termoelettrici.
Articolazione del corso: il corso è composto di lezioni, in cui vengono esposti gli argomenti teorici, corredati di numerosi esempi, e esercitazioni, nelle quali vengono affrontati e risolti problemi di interesse pratico.
I docenti ricevono periodicamente gli allievi e colloquiano con loro anche tramite posta elettronica.

Si richiedono conoscenze pregresse di Macchine elettriche e Termofluidodinamica.

1. Le centrali termoelettriche nel contesto delle produzione di energia elettrica e delle risorse energetiche.
2. Centrali termoelettriche
2.1 Centrali termiche per l'industria elettrica, centrali termiche per l'industria e di piccola potenza, impianti a
ciclo combinato.
3. Impianti convenzionali per la produzione di vapore. Tipologie e classificazione delle centralitermoelettriche. Sistemi e componenti. Cicli termodinamici e valutazione delle prestazioni.
3.1 Produzione di vapore dall'energia chimica. Combustibili fossili e loro cicli. Principi della combustione.
Gestione e movimentazione dei combustibili solidi, liquidi e gassosi. Polverizzazione del carbone. Bruciatori e camere di combustione.
3.2 Componenti e sistemi dei generatori di vapore a combustibili fossili: evaporatori, surriscaldatori, risurriscaldatori. Economizzatori e preriscaldatori dell'aria. Cicloni, sistemi per la gestione e trattamento delle ceneri. Valutazione delle prestazioni di singoli componenti. Materiali strutturali di riferimento e loro proprietà. Gestione del funzionamento: monitoraggi, chimica e trattamento dell'acqua, controllo della corrosione.
3.3 Sistemi per la protezione ambientale: controllo degli ossidi di azoto, degli ossidi di zolfo, del particolato.
Sistemi per il monitoraggio degli effluenti gassosi .
3.4 Manutenzioni ed estensione della vita di impianto. Ripotenziamento di impianti esistenti.
4. Centrali nucleari
4.1 Centrali nucleari: breve storia degli inizi dell¿energia nucleare; richiami di fisica nucleare; difetto di massa; radioattività e dose; reazioni con neutroni e fissione nucleare; energia di fissione; calcoli energetici e consumo di combustibile; Burnup e consumo di uranio naturale; la reazione nucleare a catena; formula dei quattro fattori; il controllo del reattore; moderazione dei neutroni; sezioni d¿urto; bilancio e scelta dei materiali; rateo di fissione e potenza del reattore; rapporto di conversione e reattori veloci; scelta del rapporto volume di moderatore/combustibile; calcolo energetico più in dettaglio; bilancio annuale di un LWR; componenti principali di un reattore; layout di una centrale di potenza; classificazione dei reattori nucleari.
4.2 Tipologia delle centrali nucleari; reattori ad acqua leggera; reattori ad acqua pressurizzata: descrizione dei componenti; circuito primario; sistemi di funzionamento normale e di emergenza; contenitore di sicurezza; circuito secondario e condensatore. Descrizione dettagliata del reattore Westinghouse 312.

Esercizi sugli argomenti del corso.
Esercitazione sperimentale sulla caratteristica di una pompa centrifuga.

- M. De Salve e B. Panella, Appunti.
- C. Lombardi, Impianti nucleari, Città Studi, 2004
- M. Cumo, Impianti nucleari. Casa Editrice Università La Sapienza, 2008.
- Babcock & Wilcox, Steam, its generation and use, Eds. Stultz and Kitto, Babcock & Wilcox Company, 1992
- T. C. Elliot, K. Chen, R.C. Swanekamp, Standard Handbook of Power Plant Engineering, Mc Graw Hill, 1997

Accertamento delle capacità di risoluzione di problemi svolti nel corso.

L'esame finale viene svolto oralmente e comprende la discussione degli elaborati delle esercitazioni. E¿ possibile dividere il colloquio in due parti.