Un generador de vapor es una forma de caldera de bajo contenido de agua , similar a una caldera de vapor flash . La construcción habitual es como una bobina en espiral de un tubo de agua , dispuesta como una bobina simple o monotubo . La circulación es de un solo paso y se bombea a presión, como una caldera de circulación forzada . [1] La construcción de tubo estrecho, sin tambores o tanques de gran diámetro, significa que están a salvo de los efectos de explosión , [nota 1] incluso si se trabaja a altas presiones. [2]El caudal de la bomba es ajustable, de acuerdo con la cantidad de vapor requerida en ese momento. La potencia del quemador se estrangula para mantener una temperatura de trabajo constante . La potencia del quemador requerida varía según la cantidad de agua que se evapora: esto se puede ajustar mediante un control de bucle abierto según el rendimiento de la bomba, o mediante un control de bucle cerrado para mantener la temperatura medida.
Se utilizan como calderas auxiliares en barcos. [3]
Tipos
Vapor de piedra
Uno de los diseños más conocidos es el Stone-Vapor . [3] [4] La carcasa interior de la caldera forma una campana vertical, con una carcasa exterior cilíndrica hermética al aire. El quemador de gasoil o gas está montado en la parte superior, por encima de las bobinas y mirando hacia abajo. El elemento calefactor es un solo tubo, dispuesto en varios cilindros helicoidales . Las primeras hélices (en la dirección del flujo) son tubos de pequeño diámetro, envueltos en vueltas de gran diámetro. Las vueltas sucesivas se enrollan dentro de este y el tubo es de diámetro creciente progresivamente, para permitir un caudal constante a medida que el agua se evapora en vapor y forma burbujas. La salida de vapor es de la vuelta final en la parte inferior de la hélice interior. La salida es aproximadamente un 90% de vapor (en masa) [4] y el agua residual se separa pasándola a través de un separador de vapor-agua . Los gases de escape giran hacia arriba y fluyen por el exterior de la campana, generalmente pasando hélices adicionales que se utilizan como calentador de agua de alimentación inicial .
Clayton
El generador de vapor Clayton es similar al Stone-Vapor, pero las direcciones del quemador y del flujo están invertidas. La bobina de calentamiento está montada dentro de una carcasa cilíndrica simple. En lugar de capas cilíndricas helicoidales, las bobinas de Clayton están dispuestas como capas de espirales planas . El agua se bombea a las capas superiores y se empuja hacia abajo. Nuevamente, el diámetro del tubo aumenta en pasos a medida que se produce la evaporación. Las vueltas finales forman un solo cilindro helicoidal estrechamente espaciado alrededor del quemador como un horno de pared de agua y se calienta mediante calor radiante. La salida de vapor pasa a través de un separador centrífugo y se afirma una calidad de vapor seco del 99,5%. [1]
Ver también
Referencias
- ^ Esta seguridad contra explosiones se debe a dos causas. En primer lugar, los tubos de diámetro pequeño son intrínsecamente más fuertes que los tubos grandes de la misma construcción, como fue apreciado por primera vez por William Fairbairn a mediados del siglo XIX. En segundo lugar, el bajo contenido de agua significa que hay relativamente poco volumen de agua por área de la superficie de calentamiento (es decir, potencia de la caldera). Como la energía destructiva de la explosión de una caldera se debe en gran parte a la liberación repentina de esta energía, y es proporcional al volumen de agua, una caldera de bajo contenido de agua tiene una relación más favorable entre la potencia útil (de su área) y el riesgo (de su volumen ).
- ^ a b "Principio de funcionamiento de un generador de vapor Clayton" .
- ^ Milton y calderas de vapor marinas , p. 212
- ^ a b Milton, JH (1961) [1953]. Calderas de vapor marinas (2ª ed.). Newnes. págs. 209–214.