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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
Partes que componen una turbina
VOLVER
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Introduccin
Partes que componen una turbina
VOLVER
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Introduccin
Partes que componen una turbina
SIGUE
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Introduccin
Partes que componen una turbina
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).
Partes que componen una turbina
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Introduccin
Partes que componen una turbina
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Introduccin
Partes que componen una turbina
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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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Turbina de accin: Escalonamient o de presin
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".
Turbina de accin: Escalonamient o de presin
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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Turbina de accin: Escalonamient o de velocidad
Tipos de turbinas
PINCHA SOBRE EL DIBUJO PARA VERUNA ANIMACIN
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Turbina de accin: Escalonamient o de velocidad
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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Turbina reales de alt as pot encias y rendim ient os
Tipos de turbinas
Tipos de turbinas
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Turbina reales de alt as pot encias y rendim ient os
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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Rendim ient o de la turbina
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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Rendim ient o de la turbina
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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Recorr ido del Vapor
Descripcin General
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Recorr ido del Vapor
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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Circui t o de vapor pr incipal
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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Circui t o de vapor pr incipal
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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Circui t o de vapor de baj a presin
Descripcin General
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Circui t o de vapor de baj a presin
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
Cuerpos de la turbina
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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.
Cuerpos de la turbina
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Cuerpos de alt a presin
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Cuerpos de la turbina
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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
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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
Cuerpo de baja presin
7/30/2019 Introduccin a las turbinas
79/112
Cuerpo de baj a presin: Turbina de baja
Cuerpo de baja presin
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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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Vlvulas de admisin de vapor
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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Vlvulas de admisin de vapor
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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Vlvulas de admisin de vapor
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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Vlvulas de parada de recalentado (VPR)
Vl las de parada de recalentado (VPR)
Vlvulas
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Vlvulas de parada de recalentado (VPR)
Vlvulas interceptoras
Vlvulas
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Vlvulas interceptoras
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 interceptoras
Vlvulas
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Vlvulas interceptoras
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
Elementos auxiliares
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Cojinetes
Cojinetes
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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Cojinetes
Coj inete axial
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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Coj inete axial
Coj inete axial
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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Cierres
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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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
Elementos auxiliares
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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.
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