Introducción a las turbinas

7/30/2019 Introduccin a las turbinas

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La turbina es una mquina

trmica en la cual tiene lugar latransformacin de la energa

trmica de un fluido en energa

mecnica de rotacin.

Introduccin

Qu es una turbina?


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Introduccin

La vamos a transformar en energa elctrica en un alternador

mediante induccin magntica. Es este proceso, un campo

magntico oscilante generar una corriente elctrica en un

circuito cerrado.

Qu vamos a hacer con esa energa mecnica

de rotacin?


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Introduccin

El fluido llega a la turbina a presin elevada, es decir, con elevada

energa, y en la turbina sufre una gran expansin con disminucin

grande de presin. La energa del fluido a su salida de la turbina esmucho menor que la que tena a su entrada, y esta diferencia es la

energa que la turbina ha transformado en energa mecnica til de

rotacin en su eje.

Cmo t ransform amos la energa del f lu ido en

energa mecnica?

Trabajo (W) = E1 - E2

Fluido a alta presin (E1)

Fluido a baja presin (E2)


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Introduccin

El fluido que podemos emplear ser muy variado, dependiendo las

caractersticas de la turbina del mismo, pero en todas el principio de

funcionamiento es el mismo.

Vapor Turbinas de vapor.

Gases de combustin Turbinas de gas.

Aire Turbinas elicas o aerogeneradores

Agua Turbinas hidrulicas

Con qu f luidos podemos emplear las

turbinas?


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Introduccin

Turbina de vapor

VOLVER


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Introduccin

Turbina de gas

VOLVER

ALABES DEL COMPRESOR

ALABES DE LA TURBINA


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Introduccin

Turbina de elica

SIGUE


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Introduccin

Turbina de elica

VOLVER


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Introduccin

Turbinas hidrulicas

VOLVER


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Introduccin

Nosotros nos vamos a centrar en las turbinas de vapor, ya que

son las empleadas en las cent rales t rm icas convencionales.

Pero, dnde ms se ut il izan?

Centrales trmicas convencionales (carbn, fuel, cogeneracin...)

Centrales de ciclo combinado (en conjuncin con turbinas de gas)

Centrales nucleares.

Centrales geotrmicas.

Centrales termosolres.

Con qu f luidos podemos emplear las

turbinas?


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Introduccin

La turbina va a tener: rganos mviles: el rotor, que aprovecha el empuje y la reaccin que

provoca esa masa de vapor en movimiento. El rotor consta de un eje con

una serie de ruedas de labes concntricas a l, distribuidas

convenientemente a lo largo de su longitud

rganos fijos: Entre las ruedas de labes del rotor van instaladas las

coronas fijas, en las que van montadas los labes fijos, que sirven como

guas del vapor entre rodetes sucesivos. Estas coronas van montados en

el cilindro o carcasa, formando la parte esttica de la turbina.

Partes que componen una turbina


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Introduccin


VOLVER


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Introduccin


VOLVER


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Introduccin


SIGUE


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Introduccin


VOLVER


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Introduccin

Adems: La turbina necesita tambin unos rganos o elementos que controlen y

corten el vapor de admisin, cuando as lo exijan la velocidad o la carga

de la mquina. Estos rganos o elementos son las llamadas vlvulas de

cont rol y de parada de la mquina.

Para un funcionamiento continuo, ptimo y seguro de la turbina, sta

necesita de equipos auxiliares como pueden ser: sistemas de aceite de

engrase y de regulacin, sistemas de cierres y de vaco, sistemas de

proteccin de turbina (sobrevelocidad, prdidas de aceite de engrase,

excesivo desgaste del cojinete de empuje, etc).



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Introduccin


VOLVER


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Introduccin



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Tipos de turbinas

Vamos a tener dos tipos principales de turbina, dependiendode la forma en que transformen la energa del vapor en

movimiento. Sern: Turbinas de accin.

Turbinas de reaccin.

Tipos de t urbinas


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En ella el vapor entra por unas toberas de admisin en las cuales seexpansiona; su expansin significa una cada de presin gradual en la

tobera acompaada de un considerable aumento de volumen y de

velocidad.La corriente de vapor a alta velocidad que fluye y sale de las toberas,

incide convenientemente dirigida sobre la nica rueda de labes mviles

calada sobre el eje que tiene esta turbina.

La rueda de labes que es solidaria al eje, hace girar a este obtenindose

una potencia disponible para cualquier fin prctico.

Turbinas de accin

Tipos de turbinas


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Turbinas de accin

Tipos de turbinas


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Turbinas de accin

Tipos de turbinas


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Se observa como la velocidad del vapor (relativamente pequea en laadmisin), crece rpidamente en la tobera por la expansin, hasta

alcanzar su valor mximo en la salida de sta, disminuyendo a medida

que el vapor atraviesa los labes. Finalmente se ve en el grfico lavelocidad de salida del vapor por el escape, que depende ya slo del

caudal del vapor y de la seccin de los conductos del escape.

Por tanto, en las turbinas de accin toda la expansin del vapor se

realiza en rganos f ij os o toberas, aprovechndose la energa cintica

del vapor as lograda, en las siguientes ruedas de labes mviles.

Turbinas de accin

Tipos de turbinas


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Esta turbina en general no es realizable, pues no se puedelograr toda la expansin en una sola etapa de toberas ni

recoger toda la energa cintica en una sola rueda de labes,

acudindose entonces realizar la expansin en diferentes

cmaras de toberas o a la existencia de ruedas mltiples,

pudiendo tener dos configuraciones: Escalonamientos de presin.

Escalonamientos de velocidad.

Turbinas de accin

Tipos de turbinas


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El vapor llega a las primeras toberas de admisin. En stas tiene lugar laexpansin del mismo, pero no es una expansin total hasta la presin del

escape, sino slo hasta una presin intermedia. La velocidad del vapor, es

decir su energa cintica, se aprovecha en la primera rueda de labesmviles calada en el eje. A la salida de sta, el vapor tiene la presin

intermedia.

El vapor en estas condiciones pasa a la seccin de toberas intermedias,colocadas en un rgano fijo llamado diafragma, sujeto a la carcasa de la

mquina dejando cierta holgura en el eje. Este diafragma podra llamarse

tambin rueda fija.

Turbina de accin: Escalonamient o de presin

Tipos de turbinas


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Tipos de turbinas


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En la etapa intermedia de toberas el vapor se expansiona desde la presinintermedia indicada hasta la presin final o del escape, originndose el

consiguiente aumento de velocidad, actuando el vapor fluyente sobre la

segunda rueda de labes mviles.

Puede observarse que los extremos superiores de los labes van

recogidos en una corona o llanta que deja un cierta holgura entre ella y la

carcasa. Una parte del caudal de vapor podra pasar por esta holgura sin

actuar en los labes, por lo que es necesario instalar unas barreras

denominadas "cierres".


Tipos de turbinas


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Toda la expansin del vapor se realiza en una nica etapa de toberas,pero la energa cintica obtenida al comunicar al vapor la alta velocidad

de esa expansin, no se aprovecha en una sola rueda de labes mviles,

sino en dos. La velocidad absoluta del vapor cae en la primera rueda en

una cantidad y termina de caer en la segunda.

Se observa como entre ambas ruedas de labes mviles hay una corona

de labes directrices fijos unida a la carcasa. Estos labes directrices

tienen por objeto orientar el flujo de vapor que sale de la primera rueda

mvil, dirigindolo convenientemente sobre la segunda.

Turbina de accin: Escalonamient o de velocidad

Tipos de turbinas


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Tipos de turbinas

PINCHA SOBRE EL DIBUJO PARA VERUNA ANIMACIN


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Tipos de turbinas


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Todo el que haya sostenido una manguera por cuyo extremo se libera unlquido a gran presin, habr notado la gran fuerza con la que la

manguera tiende a retroceder en el sentido opuesto al chorro. Esta es la

forma ms sencilla con que se puede dar una idea del efecto de reaccin.

Turbina de reaccin

Tipos de turbinas


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Cuando una persona camina

empuja hacia atrs el suelo, la

reaccin del suelo es empujarlo

hacia adelante, por lo que se

origina un movimiento de la

persona hacia adelante. Lo mismo

sucede con un coche en

movimiento, las ruedas empujan el

camino y este la empuja hacia

adelante.

Turbina de reaccin

Tipos de turbinas

VOLVER


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Turbina de reaccin

Tipos de turbinas

En la turbina de reaccin lo fundamental del trabajo del vapor porreaccin es la expansin en rganos mviles. Dicho rganos mviles

se ven impulsados, no por la energa cintica del vapor como en las

turbinas de accin, sino por el efecto de reaccin, al tener lugar en ellas

un incremento de la velocidad relativa del vapor respecto a los mismos

debido a la expansin.

En los labes del rotor tiene lugar una considerable expansin, y debido a

que la presin no es la misma sobre ambas caras de dichos labes, se

produce el movimiento del rotor.


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Turbina de reaccin

Tipos de turbinas


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Turbina de reaccin

Tipos de turbinas

Las ruedas y los diafragmas tienen sus labes dispuestos de tal forma

divergentes, que los espacios entre ellos permiten la expansin del

vapor en forma semejante a las toberas.

Puede observarse el perfil de los labes de reaccin, distinto del de los

de accin, que ya no es simtrico. El borde de ataque, esto es, el

primero que encuentra el vapor es mucho ms grueso que el filo

trasero: De esta manera resulta que el espacio entre dos labes

consecutivo es mayor a la salida que a la entrada, por lo cual la

expansin del vapor sigue producindose a travs de los labes.


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Turbina de reaccin

Tipos de turbinas


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Turbina reales

Tipos de turbinas

Desde el punto de vista prctico,

la mayora de las turbinas son

mixtas y tienen tanto escalonesde accin como escalones de

reaccin. Las turbinas de vapor

de varios escalones tienendisposiciones complejas.


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Turbina reales

Tipos de turbinas

Dependiendo de la potencia que desarrollen y el numero de

escalonamientos que tengas podemos tener turbinas de un solo

cuerpo o turbinas de dos o ms cuerpos, donde estos sean

distribuidos en dos turbinas con diferentes rotores unidas

mediante tuberas de interconexin. A estas ltimas las

denominamos turbinas compuestas.


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Turbina reales: de un solo cuerpo

Tipos de turbinas

d b


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Turbina reales: de un solo cuerpo

Tipos de turbinas

Ti d t bi


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Turbina reales: T. compuestas

Tipos de turbinas

Las turbinas reales de alto rendimiento y potencia tienen un grannmero de escalonamientos. Si fueran de eje nico, la distancia

entre los cojinetes sera excesiva requiriendo dimetros de ejes

muy anchos.Se evitan estos inconvenientes con la turbina de varios cuerpos o

turbina compuesta. En las instalaciones de potencia media, con

frecuencia los escalonamientos de alta y media presin se alojanen un cuerpo, mientras que los escalonamientos de baja forman

otro cuerpo separado.

Ti d t bi


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Turbina reales de alt as pot encias y rendim ient os

Tipos de turbinas

Ti d t bi


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Tipos de turbinas

Tipos de turbinas


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Tipos de turbinas

Caractersticas


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Caracterst icas de las t urbinas

Caractersticas

Por su inters en relacin con las turbinas se desea aclararlos cuatro factores siguientes:

Holgura Trayectoria de los labes

Empujes.

Rendimiento.

Caractersticas


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Holgura

Caractersticas

Se comprende que habiendo una continua cada de presin entre

diafragmas y ruedas, tanto por las holguras entre las coronas de las

ruedas mviles y la carcasa, as como por entre las coronas de losdiafragmas fijos y el rotor, tender a escaparse el vapor de los sitios de

ms presin a los de menos. Como esto son prdidas, hay que dificultar

este camino mediante unas disposiciones especiales denominadas"cierres".

Caractersticas


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Holgura

Caractersticas

Caractersticas


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Conicidad

La conicidad que se aprecia en la carcasa,que se ensancha, y que es tancaracterstica en las turbinas, se debe a lo siguiente: la constante

expansin del vapor va haciendo que ste al ir atravesando la turbina

vaya teniendo cada vez mayor volumen. Para mantener sus velocidades

absolutas dentro de lmites prudentes hay que ir aumentando las

secciones de paso. Hay dos procedimientos para que las ruedas de

labes tengan ms seccin de paso cada vez. Uno es disponer dichos

labes sobre ejes de dimetros crecientes y otro aumentar su longitud

Caractersticas

Tipos de turbinas


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Conicidad

Tipos de turbinas

Caractersticas


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Empuje

En las turbinas de reaccin se produce un efecto de empuje sobre el

rotor. En cada rueda mvil hay una cierta presin de vapor en la cara de

entrada y una presin menor debida a la expansin en la cara de salida.

La diferencia de presiones aplicada sobre la superficie proyectada decada rueda mvil da una fuerza en la direccin del rotor que tiende a

desplazar ste. Para mantener el rotor en su posicin correcta,

impidiendo que los labes mviles vengan a rozar sobre los fijos, ademsde tomar ciertas medidas prcticas de diseo que disminuyan el empuje

al mnimo posible, es preciso disponer en el eje de la mquina un

cojinete de tipo axial, que resista finalmente el empuje resultante

Ca acte st cas

Caractersticas


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Rendim ient o de la turbina

Al aumentar el nmero de revoluciones, aumenta el rendimiento de lamisma; pero a fin de no exceder en el ltimo escalonamiento el valor

mximo admisible de la velocidad perifrica del rodete, sera preciso para

aumentar el nmero de revoluciones, disminuir el dimetro, lo cual

acarreara la disminucin de la seccin de paso, y consiguientemente de

la capacidad y potencia de la turbina. Para evitar esto hay dos

procedimientos que pueden emplearse simultneamente:

Caractersticas


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Recalentamiento intermedio del vapor . En la prctica se utilizanuno o dos recalentamientos intermedios. Al recalentar el vapor disminuye

el volumen especifico al final de la expansin, y el mismo caudal msico

necesita menos seccin de paso.

Divisin del flujo principal del vapor en dos o ms flujos, en los

cuerpos de media y/o baja presin.

Caractersticas


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Descripcin General


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Recorr ido del Vapor

El vapor tiene dos entradas en la turbina procedentes de la caldera:

a la turbina de alta presin.

a la de presin intermedia.El vapor que va a la turbina de baja presin procede directamente del

escape de la presin intermedia. De aqu va al condensador donde pasa

a fase lquida para poder cerrar el ciclo y volver a recircular el aguahacia la caldera para volver a evaporarse

Descripcin General


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Descripcin General


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El recorrido del vapor puede dividirse en:

Circuito de vapor principal.

De vapor de recalentado. De vapor de baja presin.

Descripcin General


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Circui t o de vapor pr incipal

El sistema de vapor principal conduce el vapor desde la salida de la

caldera hasta la entrada de la turbina. Este vapor proviene de la salida

del sobrecalentador de la caldera y es conducido a travs de la tubera

de vapor principal.En esta tubera hay instaladas las correspondientes vlvulas de

seguridad que protegen contra sobrepresin este tramo del circuito.

Aguas abajo de estas vlvulas se encuentra una vlvula motorizada(con motor de aire comprimido) accionada desde la Sala de Control o

localmente, que comunica e incomunica la caldera con la turbina.

Descripcin General


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La tubera con vapor procedente de la caldera se divide en dos y entraa la turbina por las vlvulas de estrangulacin de los lados derecho e

izquierdo.

Desde dichas vlvulas pasa a las otras dos, que llamaremos en losucesivo de "regulacin del vapor principal" o "cajas de vapor".

Desde estas vlvulas por los tubos (4) penetra el vapor a la cmara de

toberas (5) cuyo extremo se encuentran las toberas de expansin de la

primera etapa de la turbina de alta presin (6).

Descripcin General


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Esta primera turbina consta de dos ruedas mviles de accin que

constituyen dos escalonamientos de velocidad y de una rueda intermedia

fija de labes directrices (conjunto denominado etapa Curtis).

A la salida de los escalonamientos de velocidad (6), el vapor pasa a la

turbina (7) formada por ruedas fijas y ruedas de paletas mviles (9) que

constituyen otros tantos escalonamientos de turbina de reaccin. Esta

etapa (conjunto de las turbinas 6 y 7) se denomina "turbina de alta

presin".

Descripcin General


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Circui t o de vapor recalent ado

El vapor de escape de esta etapa se recoge en la cmara (8) y por eltubo se dirige a una tubera exterior llamada de "recalentamiento

intermedio fro" que lo conduce a la caldera para ser recalentado. Una

vez recalentado, vuelve a la turbina por el tubo llamado de"recalentamiento intermedio caliente", entrando en esta por las vlvulas

interceptoras (11) y llegando a la cmara (12) donde contina la

expansin. Esta turbina es de reaccin, y consta de cinco ruedas fijas y

las cinco correspondientes mviles.

Descripcin General


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Circui t o de vapor recalent ado

Desde el escape de la turbina de presin intermedia el vapor llega a laadmisin de la turbina llamada "de presin intermedia baja" (14). Esta

turbina de reaccin consta de cinco ruedas fijas y otras tantas ruedas

mviles.La circulacin interna en el cuerpo se dispone de tal forma que

compensa los empujes axiales. El vapor de escape de esta turbina se

recibe en la cmara (16) y se dirige por dos gruesos tubos exteriores

(17) al cuerpo de baja presin.

Descripcin General


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Circui t o de vapor pr incipal y recalent ado

Descripcin General


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Circui t o de vapor de baj a presin

Esta turbina de baja consta de dos simtricas (18) segn el modelo dobleflujo con dos escapes. El vapor circula en ellas en direcciones opuestas

(doble flujo). Cada turbina de baja consta de seis ruedas fijas y otras

tantas mviles, de labes de reaccin.Los escapes (22) de la turbina de baja se recogen en una gran cubierta

que dirige el vapor al condensador, situado bajo dicha turbina.

En el condensador, los haces de tubos recorridos por agua fra (de

circulacin) convierten el vapor en lquido (condensado).

Descripcin General


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Descripcin General


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Descripcin General


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Cuerpos de la turbina

Ya habamos comentado que las turbinas reales, debido a su altonmero de escalonamientos se dividen en dos conjuntos denominados:

Cuerpo de alta presin.

Cuerpo de baja presin.

A su vez el cuerpo de alta esta formado por tres turbinas:

Turbina de alta presin.

Turbina de presin intermedia-alta.

Turbina de presin intermedia-baja.


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Cuerpos de alta

Y de baja presin



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Cuerpos de alt a presin

La turbina de A.P. est formada por doble carcasa o envolvente, deesta forma mientras la corona porta labes de la turbina de Presin

Intermedia P.I. baja (14) est soportada por la carcasa exterior, las

coronas porta labes de las otras turbinas de A.P. y P.I. alta (7), (12)estn soportadas por la carcasa interior. Como el vapor que circula

entre las dos carcasas tiene una cierta presin y temperatura, las

condiciones de trabajo de la carcasa interior se ven facilitadas, no

teniendo que soportar altas diferencias de presiones y temperaturas

entre su interior y su exterior.



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Cuerpos de alt a presin

VOLVER



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Cuerpo de alt a presin: Turbina de alt a presin

La turbina de alta presin esta formado por los siguientes elementos: Etapa Curtis y cuerpo de toberas.

Pistn compensador Dummy.

Turbina de alta presin.


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Cuerpo de alta: TAP


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Et apa Cur t is

VOLVER


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Cuerpo de alta: TAP


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Pist n compensador Dum my

El disco de equilibrio compensa el esfuerzo axial que genera la diferencia

de presiones que hay entre la entrada y la salida de la turbina.

En la cara del pistn ms cercana a la zona de admisin de vapor,

tendremos vapor principal. La cara opuesta del pistn est sometida a

una presin de vapor mucho menor. De esta manera la diferencia depresiones sobre las caras del disco compensa el empuje ejercido por el

vapor sobre los labes del rotor de la turbina.

Para evitar una fuga masiva de vapor principal hacia el lado de menospresin se disponen unos cierres labernticos. Los pequeos esfuerzos

axiales que no sean compensados por este disco de equilibrio sern

soportados por el cojinete de empuje.

Cuerpo de alta: TAP


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Pist n compensador Dum my

Cuerpo de alta: TAP


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Turbina de alta presin

Cuerpo de alta: TPI


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Cuerpo de alt a presin: Turbina de media presin

Cuerpo de baja presin


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Cuerpo de baj a presin: Turbina de baja



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Cuerpo de baj a presin: Turbina de baja



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Carcasa t urbina de baj a

Vlvulas


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Vlvulas de admisin de vapor

La carga o potencia que puede dar la turbina depende de la cantidadde vapor que se introduce en la misma. Por lo tanto es necesario

disponer de vlvulas en la admisin que permitan regular a voluntad la

cantidad de vapor.Un fallo en el corte rpido del vapor a la mquina, al perder parcial o

totalmente la carga, generalmente por prdida del par resistente del

alternador, puede producir sobrevelocidades excesivas y llegar incluso aun accidente grave. Es necesario asegurar y garantizar un cierre rpido y

hermtico del vapor por mediacin de las vlvulas adecuadas.

Vlvulas


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Las turbinas modernas con etapa de vapor recalentado pueden ser

consideradas, desde el punto de vista de admisin de vapor, como dos

turbinas diferentes:

Una de A.P. que ser necesario aislar del sobrecalentador y caldern dela caldera.

Ot ra de P.I . y B.P. que ser necesario aislar del recalentador

intermedio de la caldera.

Vlvulas


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VLVULA

ESTRANGULACIN

VE(TV o MSV)

Vapor principal (2)

VLVULA DE CONTROL VC(GV) Vapor principal (8)

VLVULA DE PARADA

RECALENTADO

VPR(RSV)

Vapor recalentado (2)

VLVULA INTERCEPTORAVI

(ICV)Vapor recalentado (2)

Vlvulas


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Todas las son de cierre positivo pues el vapor tiende a cerrarlas, yadems son accionadas por servomotores oleo-hidrulicos de simple

efecto, con muelles antagonistas para cerrar. Las dos condiciones

anteriores responden a una caracterstica imprescindible en el sistema decontrol de turbina, que es el llamado " fallo de seguro" .

Todas las vlvulas son dobles, una a cada lado, para permitir pruebasperidicas al cierre en funcionamiento de la unidad.

Vlvulas


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Vlvulas de est rangulacin

Las vlvulas de estrangulacin sirven a dos funciones principales: Como vlvula de parada de emergencia, como doble proteccin al

respaldar a la vlvula de control correspondiente.

Para control del vapor de la turbina durante el periodo de arranque.

Para cumplir con la segunda funcin la VE incorpora una vlvula de by-

pass pequea o vlvula piloto, Esta vlvula tiene una capacidad de pasoaproximadamente del 20% de caudal de vapor, o carga equivalente, en

condiciones nominales del vapor.

Vlvulas


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Vlvulas de est rangulacin

Vlvulas


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Vlvulas de cont rol

Su misin es controlar la velocidad y la carga de la mquina; sonrealmente ocho vlvulas integradas en dos cajas de vapor, cuatro en cada

caja a ambos lados de la mquina.

El vapor de admisin en la caja de vapor empuja al obturador de cadavlvula contra su asiento, lo que da lugar a un cierre positivo de las

mismas.

Los vstagos de las vlvulas de control van unidos a un sistema de

palancas, accionado por un servomotor. Los resortes mantienen estas

vlvulas cerradas.

Vlvulas


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Vlvulas de cont rol

El sistema de palancas est concebido de tal manera, que al ir actuandolos servomotores, las primeras vlvulas que abren son las que dan vapor,

a travs de unos tubos conjuntas elsticas, a los segmentos ms bajos del

anillo de toberas. Sucesivamente van abriendo las dems vlvulas (desdela 3 a la 8), hasta alcanzar los segmentos ms altos de dicho anillo slo a

cargas altas reciben vapor todas las toberas, ADMI SI N TOTAL,

sucediendo que a cargas bajas slo hay una ADMI SI N PARCI AL.

Vlvulas


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Vlvulas de cont rol

Vlvulas


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Vlvulas de cont rol

Vl l d l

Vlvulas


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Vlvulas de cont rol

Vstago de vlvulas de cont rol y

fuga para calent amiento de lnea

cuando est n cerradas

Vl l d d d l t d (VPR)

Vlvulas


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Vlvulas de parada de recalentado (VPR)

Estas vlvulas establecen tambin una doble proteccin del vapor

recalentado de admisin, similar a las VE con el vapor principal, al serinstaladas en serie con las VI como respaldo. Las VPR, que no son de

control, responden al sistema de proteccin de sobre velocidad por medio

del aceite de disparo.

Estas vlvulas son para una mayor seguridad de eje rotacional, de un tipo

anlogo a las vlvulas de retencin. En servicio estn totalmente abiertas.

Cuando se produce un disparo cae su clapeta y cierra total y rpidamente.

La accin de los resortes cierra la vlvula, mientras que la presin del

aceite en el servomotor la abre.

Vl l d d d l t d (VPR)

Vlvulas


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Vl las de parada de recalentado (VPR)

Vlvulas


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Vlvulas interceptoras

Vlvulas


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Son vlvulas de regulacin parcial, desde 0% hasta aproximadamente el40% de la seal de presin del aceite de control, con la que alcanzan el

100% de apertura (a cargas > del 40% estn totalmente abiertas).

Ante una cada brusca de carga o prdida total de la misma, cierranrpidamente dichas vlvulas interceptoras cortando el vapor recalentado,

en forma similar a como lo hacen las de control con el vapor principal, con

el fin de evitar la sobrevelocidad. El cierre anticipado y controlado de las

mencionadas vlvulas VI y VC, puede evitar en este caso que la mquina

alcance una sobrevelocidad excesiva y dispare.


Vlvulas


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Coj inetes radiales

Elementos auxiliares


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Coj inetes radiales

El eje de la mquina consta en realidad de tres rotores acopladosrgidamente uno al lado del otro, con el mismo eje geomtrico. El primer

rotor corresponde a la turbina de A.P., el segundo a la turbina de B.P. y el

tercero al del alternador.Cada uno de estos tres rotores va apoyado en dos cojinetes

independientes, de forma que no es necesaria ninguna precaucin especial

para desacoplar unos rotores de otros.Los cojinetes de apoyo son de fundicin, revestida de una gruesa capa de

metal antifriccin altamente resistente al desgaste.

Cojinetes



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Cojinetes

Cojinetes



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Cojinetes

El interior de cada cojinete est mecanizado con un dimetro unas

dcimas de milmetro, mayor que el del gorrn del eje, de forma que

cuando ste se encuentra en reposo se apoya solo en una estrecha zona

de la parte inferior, pero cuando rueda, la presin del aceite y laadherencia entre el aceite y los metales, hacen penetrar ste,

levantndose el eje y quedando aproximadamente concntrico con el

cojinete, enteramente rodeado por una fina pelcula lubrificante en la queprcticamente "flota". La viscosidad del aceite impide la rotura de la

pelcula. La rotura de la pelcula producira el contacto seco entre los

metales con el deterioro del metal antifriccin.

Cojinetes



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Cojinetes

El sistema de aceite de engrase de cojinetes de turbina, suministra aceite

a presin a una tubera de alimentacin comn, cuyos ramales van cada

uno de los cojinetes a travs de un filtro.

Entra a travs de varios orificios diametralmente opuestos yuniformemente distribuidos para una mejor lubricacin. El aceite de salida

del cojinete escapa por varios orificios, igualmente repartidos en su

permetro, pasando por un anillo cuya misin es evitar que haya excesivafuga de aceite.

El aceite de salida o retorno de cada cojinete pasa a travs de una mirilla,

para observa la continuidad y regularidad del suministro.

Cojinetes



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Cojinetes

A pesar de la enorme robustez de los rotores de la mquina dada la gran

longitud del conjunto que forman una vez acoplados, se comprende que el

eje geomtrico no sea una lnea recta, sino una curva que presenta cierta

flecha, es decir que sus extremos estn ms altos que el centro.

As pues el eje geomtrico del rotor no queda en lnea recta sino

ligeramente flexado.

Cojinetes



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Cojinetes

Coj inete axial



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Coj inete axial

Las turbinas estn sometidas a empujes axiales, dinmicos, debidos al

empuje del vapor sobre los labes y estticos, mucho ms importantes

que los anteriores, debidos a las diferencias de presin que hay entre

los lados de entrada y de salida de los labes. La suma de estos esfuerzos

se traduce en un empuje resultante axial.

Para compensar, en parte, este empuje, se disea la turbina con cuerpos

simtricos, de tal manera que los empujes sean opuestos entre s. Detodos modos, siempre hay una resultante que es necesario absorber y

para ello se dispone de un cojinete de empuje.

Coj inete axial



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Coj inete axial

Coj inete axial



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j

Este cojinete consta de dos placas de empuje fijas y de un collar

giratorio integral con el eje. Las placas estn soportadas en la carcasa

y el collar est mecanizado, rectificado y con la superficie endurecida. Las

placas de empuje estn conformadas en dos mitades, sus superficies

activas estn cubiertas de antifriccin y ranuradas radialmente, sin que las

ranuras lleguen a salir a la periferia, para permitir el paso del aceite de

lubricacin. Las partes comprendidas entre dos ranuras radiales, tienenla superficie ligeramente inclinada, siendo esta ms alta en la direccin de

giro del eje y hacia la periferia exterior, para permitir la formacin de

cua de aceit e.

Acoplamientos



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p

Sirve para acoplar entre s ejes independientes y convertirlos en solidarios.

En el caso del turboalternador se han dispuesto dos acoplamientos para

unir el eje del rotor de la turbina de A.P. con el eje del rotor de la turbina

de B.P. y ste con el eje del alternador.

El tipo de acoplamiento utilizado es el conocido como acoplamiento rgido

a base de bridas y pernos.

Cada semiacoplamiento o brida forma parte integrante y solidaria del ejeo rotor correspondiente. Entre ambas bridas se coloca un disco como pieza

espaciadora fija, que sirve al mismo tiempo de centradora de ejes.

Acoplamientos



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p

En el caso del acoplamiento, entre el eje de la turbina de B.P. y el del

alternador, el disco espaciador tiene encomendada adems otra funcin.

Posee en su periferia una corona dentada o fresada, que sirve para

engranar el pin de ataque de los engranajes del virador, y transmitir

consecuentemente a los rotores el par de giro que aporta el virador

durante el rodaje o la parada de la turbina. La correcta alineacin entre los

dos semi acoplamientos y su correcto mtodo de montaje son de sumaimportancia.

Acoplamientos



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p

Cierres



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En los puntos en donde el eje sale de los

cilindros o carcasas, se comprende que se

requiere algn tipo de cierre que impida

el escape de vapor al ext erior , o bien la

entrada de aire al interior.. En las turbinas

estos cierres son de un tipo llamado

laberntico.Por su importancia, los veremos en tema

aparte.

Virador



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Se llama as a un conjunto de motor elctrico y reductor de engranajes,

que mediante un embrague puede acoplarse al eje de la mquina, para

hacerle girar a unas 3 RPM cuando la t urbina est fuera de

servicio. Dicho dispositivo ataca al eje en el acoplamiento entre turbina y

alternador


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Virador



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Durante las paradas hay peligro de que por algn drenaje de la mquina

entre vapor procedente de las tuberas. Este vapor se quedara en las partes

altas de los cilindros produciendo el mayor calentamiento de dichas zonas,

con los inconvenientes explicados.

Tambin es muy conveniente poner el virador en servicio varias horas antes

de los arranques, e imprescindible en cuanto se quiere empezar a dar vapor

a los cierres, pues de estar parado el rotor se produciran calentamientos

irregulares del eje en las zonas de dichos cierres.

El virador se desembraga por s mismo al alcanzar la mquina cierta

velocidad en el rodaje con vapor.

Documents

Introducción a las turbinas