Turbinas de vapor parte I
Introducción
¡Hola!
No sabes la alegría que tengo al saber que sigues perseverando en tu educación. Te comento que estás a pocas clases de lograr el objetivo de esta Unidad y con ello subes un peldaño más en tu aprendizaje. ¡Qué emoción no crees! Pues bien, para completar todo este proceso formativo te invito a empezar esta sesión que es la número once denominada Turbinas de vapor de la unidad de aprendizaje Centrales eléctricas.
En esta clase digital, se verán los conceptos de las turbinas de vapor, la turbina es la encargada de mover el rotor del generador, accionada por la energía mecánica del vapor de agua a presión y producir la corriente eléctrica.
Es una turbomaquina 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 de 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, normalmente, se transmite a un generador para producir electricidad. En una turbina se pueden distinguir dos partes, el rotor y el estátor. El rotor está formado por ruedas de álabes unidas al eje y que constituyen la parte móvil de la turbina. El estátor también está formado por álabes, no unidos al eje sino a la carcasa de la turbina.
Te invito a seguir aprendiendo, prosigamos entonces.
Desarrollo del tema
Dato histórico
La forma y el funcionamiento de las turbinas de vapor recuerdan las ruedas hidráulicas que aún hoy se pueden ver en algunos ríos y que se mueven por la fuerza de la corriente de agua.
Las primeras turbinas de vapor se construyeron en la década de 1880. Trabajando por separado, el inglés Charles A. Parsons y el sueco Carl Gustav de Laval, crearon dos tipos distintos de turbinas de vapor. Desde aquellos tiempos, las turbinas de vapor no han parado de evolucionar y mejorar gracias, en gran medida, a las mejoras en los materiales con los que se construyen, que pueden resistir presiones de hasta 35 MPa (mega pascales) y temperaturas de hasta 600o
¿Qué es una turbina de vapor?
El término turbina de vapor es muy utilizado para referirse a una máquina motora la cual cuenta con un conjunto de turbinas para transformar la energía del vapor, también al conjunto del rodete y los álabes directores.
Parte elementales de una turbina de vapor:
- Turbina de alta presión. Esta en el primer juego de álabes, en los cuales impacta el vapor que recién sale de la caldera, esta es de manera recta y tamaño de álabes iguales.
- Turbina de presión media. Esta turbina tiene una forma de cono en donde el primer impacto de esta es de los álabes de menor tamaño hacia los más grandes.
- Turbina de baja presión. Esta conformada por dos turbinas en sentido contrario en forma de cono mucho más prolongado que la anterior.
- Tobera. Entrada de Vapor.
- Álabe móvil. Estos álabes son los que están sujetos a la rueda que a su vez sostiene al eje.
- Álabe fijo. Estos están sujetos a la carcasa y debido a esto el vapor puede tener un punto de apoyo para reimpulsar el vapor.
En apoyo a tu aprendizaje te invito a ver el siguiente video:
Conclusión
En conclusión, las turbinas de vapor son máquinas muy complejas debido al gran número de componentes estáticos y móviles trabajando sin tener rosamiento aunque estén casi unidos. Este tipo de máquinas son las grandes victorias de la ingeniería.
Hemos llegado al final de la clase, me siento muy felíz de que hayas llegado hasta aquí. ¡Te felicito, tienes una gran voluntad! Para cerrar la clase te invito a realizar la tarea asignada y mandarla como corresponde. Te espero en tu próxima sesión, hasta entonces.
Fuentes de información
- Klempner, G., & Kerszenbaum, I. (2008). Handbook of Large turbo-generators, operation and maintenance. (2a ed.). Wiley-IEEE Press.
- Nag. P. K. (2002). Power Plant Engineering. (2a ed.).Tata McGraw Hill Education.
- Drbal, L., Westra, K., & Boston, P. (Eds). (1996). Power Plant Engineering. Springer EE. UU.