Turbinas Con Etapas de Velocidad Alta Media y Baja

TURBINAS CON ETAPAS DE VELOCIDAD (CURTIS) Por: Ing. Germán López Martinez

Estas turbinas toman la energía cinética del vapor y la usan para impulsar dos o tres rotores acoplados a un mismo árbol; en este montaje es necesario instalar alabes fijos en medio de los rotores; denominando al conjunto de elementos fijos seguido de álabes móviles, una etapa. Este diseño fue desarrollado por el Ingeniero Curtis y por tal razón a ésta turbina se le denomina comúnmente como turbina Curtis. La admisión del vapor es parcial, es decir que únicamente los alabes móviles que se encuentran en frente de las toberas reciben vapor, los otros álabes trabajan en vacío.

Turbina Curtis con dos etapas de velocidad o de doble rotor 

Distribución de la velocidad y la presión en una turbina con dos etapas de velocidad o Curtis

TURBINAS CON ETAPAS DE PRESION Por: Ing. Germán López Martinez

Estas turbinas distribuyen el salto de presión del vapor a lo largo de varias etapas de la turbina, logrando de ésta forma que la velocidad del vapor no sea tan alta en medio de las etapas. Usando este principio se diseñaron simultáneamente dos tipo diferentes de turbinas, la turbina Rateau y la de Reacción.

Turbinas Rateau En este tipo de turbina, cada etapa está compuesta por un grupo de alabes fijos que actúan como toberas, es decir permiten una caída de presión y por lo tanto un incremento de la energía cinética del vapor y a continuación un grupo de alabes móviles que reciben la energía del vapor que sale de los alabes fijos transformándola en trabajo al árbol; todos los rotores están acoplados al mismo árbol. Estas turbinas pueden tener varias etapas (entre 5 y 15) y normalmente el vapor cubre la totalidad (360°) de los alabes móviles (admisión total) y utilizan generalmente en su primera etapa una de velocidad, que puede ser de tipo Laval o Curtis. En estas turbinas el régimen de rotación es menor que en las turbinas Laval o Curtis, lo cual  permite lograr una mayor vida de la misma, su inconveniente es que el árbol debe ser  robusto, debido a su gran longitud. Su nombre se debe a su inventor. Tal como ha sido descrita ésta turbina sería como tener varias turbinas Laval, una a continuación de la otra.

Turbina Rateau mostrando tres etapas intermedias

Distribución de la velocidad y la presión del vapor en tres etapas de presión de una turbina Rateau

Turbinas de reacción (Parsons) Esta turbina debe el nombre a su inventor, tiene gran numero de etapas (entre 15 y 50); cada una de ellas con admisión total de vapor y tanto en el grupo de álabes fijos como en los móviles se presenta caída de presión del vapor, que debido al gran numero de partes donde se sucede, los incrementos de velocidades (energía cinética) del vapor no son altos;  por tal razón, al igual que en las turbinas Rateau, los regimenes de rotación son bajos. Por su gran longitud, debido al alto número de etapas, en lugar de usar árbol, generalmente, los álabes móviles están montados sobre un tambor, en especial los de las últimas etapas. Esta turbina es usada para mover generadores de gran potencia.

Sección de una turbina Parson mostrando dos etapas intermedias y a su vez el comportamiento de la presión y la velocidad del vapor. En la actualidad, las turbinas Rateau o Parson por si solas no se construyen, sino que las turbinas de gran potencia se fabrican con los diferentes tipos de etapas descritos, colocándose una etapa de velocidad en su parte inicial, que puede ser de tipo Laval o Curtis, posteriormente, en su zona intermedia se instalan etapas tipo Rateau y finalmente en su parte final, zona de bajas presiones, se instalan etapas tipo Parson. Al pasar de las etapas de velocidad que son de admisión parcial a las etapas de presión, ya sean Rateau o Parson, que son de admisión total, el vapor pasa por una zona o compartimiento de la carcaza de la turbina llamado escalón de regulación al que permite que éste cambio en la admisión del vapor en los alabes, se realice.