Propulsion a vapor

PROPULSION A VAPOR

Si prescindimos de la propulsión a remo y a vela, que fueron indudablemente las primeras formas mediante las cuales se consiguió el desplazamiento de un cuerpo en el agua, la propulsión a vapor fue, cronológicamente, la primera en aparecer y ha sido el sistema por antonomasia durante muchos años y aún perdura para determinadas aplicaciones aunque está siendo ampliamentesuperada por los motores diésel y las turbinas de gas, especialmente desde que la crisis del petróleo del inicio de los años 70 hizo que el consumo de combustible pasase a ser un elemento capital de los costes de explotación.
La forma más sencilla de ver el sistema es sobre un diagrama de una instalación de vapor, ir mostrando y describiendo someramente cada uno de los elementos que la componen y larelación funcional entre ellos. Tendremos así una visión de conjunto que nos permitirá obtener una idea concreta de cómo funciona y los elementos que se necesitan para ello y que forman lo que se denomina “cadena del vapor”.
La caldera contiene agua que, por medio del calor aportado por la combustión del fuel en los mecheros, se vaporiza, el vapor asciende por los tubos y se recoge en la partesuperior o colector de vapor de donde vuelve a entrar en los haces sobrecalentadores para sufrir un aporte de calor a presión constante, aumentando así su entalpía, es decir, su capacidad de producir trabajo.
El vapor sobrecalentado sale a trabajar en las turbinas, primero en la de alta y luego en la de baja donde se expansiona sucesivamente aumentando su volumen y produciendo trabajo que setraduce en el giro del eje propulsor a través del engranaje reductor. El vapor, fuertemente expansionado, se recoge en un recipiente donde reina el vacío, el condensador principal, en el cual en virtud de los condicionantes reinantes y de la refrigeración que sufre por el agua de mar que circula a su través, este vapor se condensa y transforma en agua. En el condensador se hace la adición del agua dealimentación necesaria para reponer las pérdidas que siempre hay en el circuito y el condensado (agua condensada) es recogida por la bomba de condensado y pasa al “tanque desaireador” que, como su nombre indica, tiene por misión librar lo que va a ser agua de alimentación de la caldera del aire (oxígeno) que pueda llevar disuelto y calentarla. El agua de alimentación la recogen las bombasbooster y las bombas de alimentación principal, que le dan la presión necesaria para su introducción a la caldera donde entra a una presión ligeramente superior a lo que reina en ella y a una temperatura inferior, pero próxima a la del agua del interior para que el ciclo real se aproxima lo más posible al ciclo teórico. El agua, una vez en la caldera, inicia de nuevo el ciclo ya descrito.Ciertamente el circuito principal necesita para su funcionamiento el concurso de circuitos auxiliares ya que hay que accionar las distintas bombas, lubricar y recoger el vapor que se utilice en diversos usos para aumentar el rendimiento de la instalación.
Para no entrar en descripciones excesivas de los elementos que componen la cadena de vapor, diré solamente que la turbina de vapor es una máquinacompuesta por un cuerpo giratorio, el rotor, dotado de unos elementos situados en su periferia, los álabes o paletas, sobre los que incide el vapor produciendo su giro. Este cuerpo giratorio se aloja en una envuelta fija donde van situadas las toberas y coronas de paletas fijas que son necesarias para la expansión y dirección del vapor.
Los tipos básicos de turbinas de vapor son dos : de acción y dereacción. En las de acción, el vapor, que ha aumentado su velocidad a costa de una caída de presión en las toberas, mueve el rotor por la impulsión que ejerce sobre los álabes móviles, al cambiar de dirección en ellos. Su característica diferencial es que en ellas sólo hay caída de presión en las toberas fijas y caída de velocidad en los álabes móviles.
En las de reacción las paletas móviles se...