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Turbinas de Vapor – Pedro Fernández Díez

Descripción

Una turbina de vapor es una turbomáquina motora, que transforma la energía de un flujo de vapor en energía mecánica a través de un intercambio de cantidad de movimiento entre el fluido de trabajo (entiéndase el vapor) y el rodete, órgano principal de la turbina, que cuenta con palas o álabes los cuales tienen una forma particular para poder realizar el intercambio energético. Las turbinas de vapor están presentes en diversos ciclos de potencia que utilizan un fluido que pueda cambiar de fase, entre éstos el más importante es el Ciclo Rankine, el cual genera el vapor en una caldera, de la cual sale en unas condiciones de elevada temperatura y presión. En la turbina se transforma la energía interna del vapor en energía mecánica que, típicamente, es aprovechada por un generador para producir electricidad.

En una turbina se pueden distinguir dos partes, el rotor y el estator. El rotor está formado por ruedas de álabes unidas al eje y que constituyen la parte móvil de la turbina. El estator también está formado por álabes, no unidos al eje sino a la carcasa de la turbina.

El término turbina de vapor es muy utilizado para referirse a una máquina motora la cual cuenta con un conjuntos de turbinas para transformar la energía del vapor, también al conjunto del rodete y los álabes directores.

Ver más
  • 01 Parámetros de diseño de las turbinas de flujo axial
    Introducción
    Triángulos de velocidades
    Coeficiente de carga o de presión
    Coeficiente de caudal o de flujo
    Grado de reacción
    Diseño básico de los escalonamientos de turbinas axiales
    Grado de reacción 0
    Grado de reacción 0,5
    Velocidad de salida axial
    Alabes de circulación constante
    Grado de reacción

    02 Turbinas de vapor de acción
    Turbina de vapor de acción con un escalonamiento de velocidad: Tobera, corona móvil,
    Triángulos de velocidades
    Trabajo interno y rendimiento interno máximo.
    Gasto másico de vapor
    Velocidad de embalamiento
    Pérdidas mecánicas
    Turbina de acción con escalonamientos de velocidad; Turbina Curtis
    Cálculos para una turbina curtis de 2 etapas
    Equivalencia entre un rodete curtis y un rodete de coronas simples
    Turbina Ratesu
    Turbina de acción con escalonamientos múltiples de presión: Turbina Zoelly
    Número de Parsons para un escalón cualquiera:
    Cálculo del nº de escalonamientos en coronas de igual diámetro
    Cálculo del nº de escalonamientos en coronas de diámetros distintos

    03 Turbinas de vapor de reacción
    Turbinas con escalonamientos de reacción
    Pérdidas en un escalón
    Trabajo interno y rendimiento
    Métodos de cálculo del rendimiento interno
    Turbina de reacción con escalonamientos múltiples
    Número de Parsons para un escalón cualquiera
    Número de escalonamientos de reacción
    Cálculo del diámetro medio de la primera corona de reacción
    Selección del grado de reacción
    Cálculo de los elementos de los diversos escalonamientos
    Álabes de circulación constante (torbellino libre)
    Primera ley de la torsión
    Segunda ley de la torsión

    04 Regulación y dispositivos de seguridad
    Métodos de regulación de las turbinas de vapor
    Regulación por variación de la presión mediante laminado en la válvula de admisión
    Regulación por variación de la presión en la caldera
    Regulación por admisión parcial (cuantitativa)
    Sobrecarga
    El problema de la regulación de las turbinas de vapor: Regulación de turbinas industriales. Regulación de turbinas de centrales eléctricas
    Sistemas utilizados en la regulación de turbinas de vapor:Turbina de condensación, de contrapresión, e hidráulica
    Organos de seguridad y presión
    Válvulas de regulación y compuertas de cierre

    05 Elementos constructivos
    Turbina de condensación
    Turbina de contrapresión
    Turbinas marinas
    Elementos de calculo de una turbina multicelular
    Condiciones a que están sometidos los materiales que constituyen los elementos de las turblnas de vapor
    Características mecánicas, físicas y químicas
    Alabes guía del distribuidor: Alabes distribuidores de los escalonamientos de las turbinas de acción y reacción
    Alabes de las coronas del rotor
    Fijación de los álabes a los discos
    Modos de vibración de los discos
    Fijación de los discos al eje
    Vibraciones en ejes y tambores
    Equilibrado del rotor
    Vibraciones de los macizos de las cimentaciones
    Exposiciones de ejes y tambores
    Materiales utilizados en la construcción de discos y rotores
    Juntas de estanqueidad, Laberintos, Armazones, Dilataciones, Cojinetes y soportes
    Caudal de agua de circulación en el refrigerante
    Condensadores

    06 Problemas
    Consumo de vapor por hora, potencia máxima, rendimiento interno de la máquina, cálculo del número de escalonamientos y sus diámetros medios, triángulos de velocidades, altura de los álabes, velocidad de embalamiento, pérdidas en la corona, rendimiento interno, velocidad de salida, rendimiento periférico del escalón, pérdidas mecánicas, turbinas superpuestas
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