Intalación planta de vapor naval

1.-INTRODUCCIÓN
El presente trabajo consta de la realización del balance termodinámico de un ciclo simple de vapor con el objetivo final de la obtención del consumo específico de combustible en la caldera. Se llevará a cabo la descripción y el cálculo termodinámico del condensador de este ciclo, describiendo las características fundamentales de este. Por otro lado se citarán las normas básicasque debe cumplir la instalación según la Sociedad de Clasificación “Det Norske Veritas”, así como la tabla correspondiente de materiales.

2.-LA PLANTA DE VAPOR. FUNCIONAMIENTO
El ciclo de vapor más simple consta de una turbina de vapor, un condensador, una bomba de condensado, un tanque almacén, una bomba de alimentación y una caldera. Sin embargo, para que la planta funcione correctamente,requiere una serie de componentes auxiliares como son: válvulas, purgadores, un sistema de lubricación, un servicio de combustible...etc. En el presente sólo se tendrá en cuenta a la hora de efectuar los cálculos un flujo de vapor desrecalentado destinado a servicios varios, sin especificar estos. Como se observa en el esquema de la instalación, la planta de vapor que se considerará estará formadapor los siguientes equipos: • • • • • • • • • • • • Una caldera con sobrecalentador y desrecalentador. Una turbina de alta presión que descarga a otra turbina de baja presión, y esta al condensador. Un turbogenerador que descarga al condensador. Un condensador. Una bomba de condensado. Un condensador de eyectores. Un condensador de vahos. Un tanque almacén. Una bomba booster. Una bomba principal deagua de alimentación de la caldera. Un calentador A.P Un tanque de alimentación para servicios varios.

No obstante, en los cálculos que se llevarán a cabo no se tendrán en cuenta los balances correspondientes al condensador de eyectores, al tanque almacén, al tanque para servicios y al calentador A.P El funcionamiento de la planta será el siguiente:
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Comenzando por el agua que entra,procedente de la caldera, el calor necesario para que se produzca el cambio de estado de líquido a vapor procede de la combustión del combustible en el hogar de la caldera. Esta calor aportado transformará el agua en vapor saturado, ascendiendo por los tubos vaporizadores hasta el colector de vapor. De la parte superior de este colector se extrae el vapor lo más seco posible y se envía alsobrecalentador convirtiéndose como consecuencia de la absorción de vapor en el mismo, en vapor sobrecalentado. En este caso en particular partiremos de un vapor sobrecalentado de diseño con una temperatura de 500 ºC y una presión absoluta de 108 bares. Una vez obtenido el vapor sobrecalentado, éste se expansionará en la turbina de alta y baja presión y en el turbogenerador completando con ello latransformación de energía química presente en el combustible en energía mecánica aprovechable, bien sea para mover un alternador, una hélice,...etc. Puesto que las turbinas trabajan con presiones diferentes de la atmosférica, es necesario disponer de un sistema de obturación en sus extremos para evitar fugas de vapor al exterior o entrada de aire. Esto se consigue introduciendo una pequeña cantidad de vapora los obturadores situados en los extremos de los ejes de las turbinas. Una vez expansionado el vapor y aprovechada su energía, se descarga al condensador donde se cede el calor latente del vapor a una fuente fría, cumpliendo así el primer principio de la termodinámica. Hay que señalar el hecho de que la presión del condensador es inferior a la atmosférica, consiguiéndose así una mayor expansióndel vapor en las turbinas y, por consiguiente, una mayor producción de trabajo. Se mejora así la eficiencia del ciclo. El vapor de agua condensado se extrae por medio de la bomba de condensado correspondiente que la envía al condensador vahos. Este no es más que un intercambiador de calor en el cual el calor procedente de los obturadores cede la energía residual de dicho vapor al agua condensada,...