Turbinas de Vapor

TURBINAS DE VAPOR
INTRODUCCION
Las turbinas de vapor laborables fueron construidas por P. De Laval, ingeniero sueco, hacia el año 1880. Consistían en una rueda que giraba hasta 40.000 rpm. (corte A) y por esta razón se usaban reductores en la salida del eje.

Primera Turbina De Laval.
El vapor penetraba por 4 boquillas, regulando su presión y expansión por medio de embudos (corte B). Losaviones de propulsión a chorro utilizan la boquilla de De Laval.
-Turbina de Parsons
Desde el principio Parsons utilizo escalonamientos consecutivos en sus turbinas de reacción, los cuales estaban formados por alabes fijos y coronas de alabes Rotativos, cada escalonamiento convertía en energía cinética un diferencial de presión hasta llegar a la presión de escape.
Estas turbinas no necesitabanreductores lo que las hizo más económicas y eficientes.

La Turbinia (Primer barco con turbina de Vapor)
Además las Presiones no superaban los 2 MPa y Las temperaturas eran inferiores a los 350°C.
Para los 50 aparecen las turbinas de condensación y contrapresión, y gracias a los nuevos conocimientos en materiales se manejan presiones más altas y se consiguen presiones de hasta 20 MW.
En laActualidad las calderas manejan condiciones supercríticas por encima de 600°C y 35 MPa.
Actualmente las Turbinas de Vapor son uno de los motores más versátiles en cuanto a sus aplicaciones; se pueden acoplar directa o indirectamente.
DESCRIPCION
En toda instalación de vapor, el fluido sufre los procesos de un ciclo termodinámico, a partir de estos los ciclos resultantes difieren dependiendo dela instalación y las hipótesis utilizadas
El funcionamiento de una turbina de vapor se debe manejar como un conjunto llamado instalación motriz de vapor, la cual esta conformada por la turbina, un condensador, bomba y caldera de generación de vapor.

Esquema de una instalación motriz de vapor
CARACTERISTICAS
-Es el motor térmico mas grande que se fabrica.
-Es de combustión externa (los gasesde combustión no se mezclan con el vapor de agua)
-El intercambio de energía se hace en una caldera
-Convierte energía térmica en mecánica en el eje de la máquina.
-La turbina es una turbomáquina térmica se usa como motor y normalmente de geometría axial.
-La potencia especifica (potencia por unidad de peso volumen)es 10 veces superior a la del diésel.
-Rendimiento global alrededor del 35%-Con el tiempo se han vuelto mas confiables, compactas y con mayor potencia
-El precio KW instalado (construcción, instalación y mantenimiento) es menor si se aumenta la potencia de la unidad.
CRITERIOS DE CLASIFICACION
Existen muchos, básicamente son:
1- Según la dirección que adopta el flujo:
a. Axiales: Son las mas generalizadas, varios pasos o escalonamientos.
b. Ejemplo turbinas deacción y reacción
2- Según la aplicación del vapor de salida:
a. De condensación: la más habitual en termoeléctricas.
b. De escape Libre: la presión de salida de vapor es la atmosférica.
c. De contrapresión: Muy usadas en cogeneración, presiones mayores a la atmosférica
3- Según la Presión a la entrada de la turbina:
a. Baja presión: hasta 1 MPa.
b. Media presión: de 1-8 MPa.
c. AltaPresión: 8.8-22 MPa.
d. Muy Alta Presión: para valores superiores.
4- Según la velocidad de giro:
a. Alta velocidad: Para compresores, bombas
b. Baja Velocidad: hasta 3000 rpm
5- Según temperatura de entrada a la turbina:
a. T de vapor saturado
b. T media (hasta 485°C)
c. T de alta temperatura (485-565°C)
d. T de muy alta temperatura
APLICACIONES
-Industriales
-Generación EléctricaTurbina de Vapor Multietapa
En las Aplicaciones Industriales:
-Un Solo cuerpo
-Potencia entre 0.1 y 150 MW
-Velocidades de Giro entre 3000 y 16000 rpm.
-Presiones menores a 150 bar.
-Temperatura menor a 500°C en la entrada de la turbina
Se destacan en este campo:
*Las turbinas de vapor de contrapresión, utilizadas en cogeneración.
* Las turbinas de vapor de pequeña y mediana potencia, para...