Menu

Panells d'energia
solar fotovoltaica

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Turbina de vapor

Turbina de vapor

Una turbina de vapor és un dispositiu que s'utilitza per convertir l'alta pressió de vapor en la rotació d'un eix que proporciona potència de sortida (eix). Aquest tipus de turbina s'utilitza principalment en centrals elèctriques (per exemple, en centrals d'energia solar tèrmica d'alta temperatura), però també en altres aplicacions on es requereixen grans capacitats, com els vaixells d'alta mar.

Amb una turbina de vapor moderna, el vapor es guia contra una filera de pales del rotor, que canvia al màxim la direcció del vapor. Després, el vapor passa a través d'una filera d'aspes de l'estator, on novament gira des de la direcció a la següent filera d'aspes del rotor. Aquest procés continua fins que el vapor s'hagi expandit al màxim. Quan l'energia del vapor s'esgota fins al punt que es comencen a formar les gotes d'aigua, s'expulsa de la turbina perquè les gotes d'aigua que es mouen a una velocitat supersònica a les pales de la turbina causen erosió. Això succeeix quan aproximadament el 20% de les molècules d'aigua es condensen.

Història de la turbina de vapor

La turbina de vapor va ser inventada al voltant de 1883 per l'enginyer suec Gustav de Laval en la seva forma més simple, la turbina de lava. Aquesta turbina constava d'un gran nombre d'aspes en forma de cub que recullen el vapor i el convertien en un moviment circular. Va utilitzar aquesta turbina per conduir una centrífuga de llet.

En 1884, l'enginyer britànic Charles Algernon Parsons va dissenyar la turbina de reacció. Aquesta turbina permet que el vapor flueixi en la direcció longitudinal de l'eix i redueix gradualment la pressió, distribuïda sobre diverses rodes de fulles.

Juntament amb Parsons, Auguste Rateau va dissenyar una turbina on la pressió només es redueix en les fulles de l'estator. Aquesta diferència porta a un augment significatiu en els rendiments. Avui dia això es diu Zoellyturbines i en realitat són turbines de renta connectades en sèrie. A causa de la presència de diverses etapes successives de pressió i velocitat, la velocitat perifèrica "O" disminueix. La raó d'això és que la velocitat perifèrica i la caiguda de calor a l'etapa de pressió són proporcionals. El parany de calor per etapa de pressió serà més petita i, per tant, la velocitat perifèrica també disminuirà. No obstant això, el parany de calor de cada etapa de pressió (tenint en compte les turbines connectades entre si) ha de romandre igual, en cas contrari, s'obtindrien diferents velocitats perifèriques en un eix principal.

Classificació de la turbina de vapor

Font d'energia

El vapor utilitzat en les turbines de vapor pot escalfar cremant petroli o gas, per energia nuclear, per energia solar o per energia geotèrmica.

bàsic

Les turbines de vapor es classifiquen en diverses bases: Axial / radial, pressió directa (impuls) / sobrepressió (reacció), tipus compost i condensació / drenatge.

La distinció bàsica es fa a les propietats d'expansió. Per exemple, la classificació principal generalment es basa en la qüestió de si les turbines de pressió i de sobrepressió són. Aquesta expansió es pot dur a terme de dues maneres diferents:

turbines DC

Les turbines de pressió igual es diuen així perquè la pressió d'entrada a la roda de la fulla és igual a la pressió de sortida més tard de la fulla. L'expansió de vapor completa té lloc en els filtres / filtres. Aquests es classifiquen sota turbines d'impuls. Per exemple, les turbines laval, curtis i de rata es poden trobar sota aquesta forma d'expansió, cadascuna per descomptat amb el seu camp específic d'aplicació, que al seu torn pot classificar-se segons diversos criteris, per exemple, eficiència, relació de velocitat òptima , velocitat de la fulla, angle de la fulla, cost, manteniment i Consum d'energia / lliurament.

  • Turbina de lava. Inventat per l'enginyer Gustav de Laval. Aquesta turbina consta d'una roda amb un gran nombre d'aspes en forma de cub que recullen el vapor i el converteixen en un moviment circular. Aquest tipus de turbina no és molt eficient, ja que va funcionar massa ràpid entre 20,000 i 25,000 rpm.
  • Turbina Curtist. Aquesta turbina consta de dues rodes giratòries amb un gran nombre d'aspes en forma de cub que recullen el vapor i el converteixen en un moviment circular. Entre aquestes dues rodes hi ha un conjunt de paletes de reacció que s'aturen. Aquest tipus de turbina no és tan eficient, però la velocitat (rpm) és menor. Aquesta turbina pot constar de dues etapes o una sola etapa. La turbina es fa servir com a llast, sovint s'usa en les centrals elèctriques de la turbina d'alta pressió per disminuir la temperatura i la pressió de vapor.
  • Rateauturbine o Zoellyturbine. Auguste Rateau va dissenyar una turbina que redueix la pressió de vapor en passos. Això condueix a un augment de l'eficiència. Es diuen les turbines Zoelly i són bàsicament turbines de renta connectades en sèrie, cadascuna a una pressió més baixa. A causa de que té diverses etapes de pressió i velocitat que se succeeixen, la velocitat es redueix.

Turbina de pressió

Aquesta és una turbina on la pressió de sortida és més baixa que l'entrada. L'expansió es produeix en part en les paletes guia i en part en les paletes guia. Aquestes es diuen turbines d'impuls / reacció o simplement turbines de reacció. La turbina Parson s'allotja aquí. La guia i les paletes en moviment es fan de manera relativament uniforme i pel fet que amb aquesta turbina la diferència d'entalpia per etapa (llei + loop) és la mateixa, la potència obtinguda o pot obtenir es pot calcular a partir del nombre d'etapes. No obstant això, amb aquest tipus de turbines, hi ha una càrrega axial de l'eix a causa de la caiguda de pressió per etapa.

Turbina Parson. En 1884, l'enginyer britànic Charles Algernon Parsons va dissenyar la turbina de reacció, aquesta turbina permet que el vapor flueixi en la direcció longitudinal de l'eix i redueix gradualment la pressió, distribuïda sobre diverses rodes de fulles. La velocitat és ara de 1500 o 3000 rpm. Totes les turbines contemporànies són turbines Parson.

Ljungström turbina, una turbina amb dos eixos giratoris oposats. Les paletes guia també giren, però en direcció oposada.

valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 26 de abril de 2019

Tornar