Turbinas de Vapor e Hidráulicas: Funcionamiento y Componentes Clave

Turbinas de Vapor

La turbina de vapor es una máquina construida para utilizar la energía térmica y la presión contenida en el vapor de agua. Toda turbina es una máquina giratoria en la cual un fluido agente sufre cambios de presión y velocidad. Estos cambios se traducen en fuerzas tangenciales que actúan contra un rotor, produciendo el giro del eje del motor.

Componentes Principales de una Turbina de Vapor

• El armazón o carcasa
• El estator
• El rotor
• Prensas, estopas y juntas de estanquidad
• Cojinetes y soportes

Elementos Clave en el Funcionamiento

La tobera: Es la encargada de transformar la energía potencial del vapor de agua en energía cinética. La velocidad del vapor depende del tipo de sección de la tobera.

Los álabes: Son paletas con forma redondeada diseñadas para que incida la corriente de vapor y se realice el cambio energético.

Tipos de Turbinas de Vapor

Turbina Curtis

Se trata de una turbina que posee dos o más rotores con sus respectivas toberas o álabes fijos, con el objetivo de aprovechar al máximo la energía cinética del vapor. En síntesis, luego de producirse la expansión en las toberas principales, se produce una caída de presión elevada, que luego se mantiene constante, y un aumento de velocidad. Luego, el vapor pasa por el rodete y el vapor saliente pasa nuevamente por un conjunto de toberas o álabes fijos, donde se mantiene la velocidad. Vuelve a pasar por otro rodete que se encuentra montado sobre el mismo eje, donde vuelve a disminuir la velocidad (mientras la presión se mantiene constante desde antes) y así sucesivamente hasta que la velocidad sea la mínima posible. Este tipo de turbina es axial y de acción.

Turbina Parsons

Es una turbina que está compuesta por álabes fijos y álabes móviles. El vapor pasa por los álabes fijos, produciéndose una primera caída de presión y un aumento de velocidad. Luego, pasa por los álabes móviles, donde se produce otra caída de presión y un nuevo aumento de velocidad, y así sucesivamente.

Regulación de Marcha de una Turbina de Vapor

La regulación se realiza mediante el control del caudal de vapor, que es accionado hidráulicamente por medio de un sistema que controla las R.P.M. del rotor y la potencia del mismo. Este sistema es necesario porque el generador presenta esfuerzos diferentes en determinados momentos.

Turbinas Hidráulicas

Se trata de máquinas motrices accionadas por la energía cinética del agua. Son motores encargados de aprovechar las corrientes y saltos de agua.

La energía se convierte en cinética al pasar por el distribuidor y el rodete, debido a la diferencia de nivel entre la entrada y la salida.

Componentes y Funcionamiento

Los álabes: Son piezas de bronce o acero para evitar corrosiones y cavitaciones. Están diseñadas para recibir el empuje directo de la corriente del fluido. Su forma es como una doble cuchara con una arista interior situada en el medio, donde incide el chorro para poder desviarlo.

Las palas móviles: Tienen como objetivo distribuir, regular o cortar el caudal de agua que fluye hacia el rodete.

Diferencias entre Turbinas Hidráulicas

En el caso de las turbinas Kaplan y Francis, la entrada de agua es por medio de un conducto y es controlada por las palas móviles. La turbina Pelton, en cambio, posee toberas.