Datos Identificativos

2024/25

Asignatura (*)

Turbinas de Vapor e Gas

Código

631G03021

Titulación

Descriptores

Ciclo

Período

Curso

Tipo

Créditos

Grao

1º cuadrimestre

Terceiro

Optativa

Idioma

Castelán

Galego

Modalidade docente

Presencial

Prerrequisitos

Departamento

Ciencias da Navegación e Enxeñaría Mariña

Coordinación

Fraguela Díaz, Feliciano

Correo electrónico

feliciano.fraguela@udc.es

Profesorado

Antelo Gonzalez, Felipe

Fraguela Díaz, Feliciano

Correo electrónico

felipe.antelo@udc.es

feliciano.fraguela@udc.es

Web

Descrición xeral

Tendo en conta que trátase dunha materia troncal, preténdese que o estudante adquira os coñecementos teóricos e prácticos necesarios e suficentes, conducentes á obtención do título acedémico que pretende e no exercizo da súa profesión, poda resolver cantas cuestións se lle presenten na enxeñaría da conducción e o mantemento das máquinas e instalacións, ben sexa por desgastes naturais, ben por avarías xurdidas por varias razóns.

Competencias / Resultados do título

Código

Competencias / Resultados do título

Resultados de aprendizaxe

Resultados de aprendizaxe	Competencias / Resultados do título
Realizar balances enerxéticos de instalacións de turbomáquinas, e tomar decisións desde o punto de vista da optimización enerxética.	A1 A2 A5 A7 A8 A17 A73 A74 A78 A79 A81 A89 A90 A91 A93 A95 A97 A98 A99	B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18	C3 C7 C8 C9
Análise dos procesos termodinámicos que teñen lugar nas turbomáquinas térmicas.	A1 A2 A5 A7 A8 A17 A73 A74 A78 A79 A81 A89 A90 A91 A93 A95 A96 A97 A98 A99	B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18	C3 C7 C8 C9
Operación, reparación e mantemento das turbomáquinas, e os equipos auxiliares das mesmas.	A1 A2 A5 A6 A7 A8 A9 A12 A16 A17 A73 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A91 A92 A94 A95 A96 A97 A98 A99	B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18	C3 C4 C7 C8 C9
Cálculo dos compoñentes que interveñen nas instalacións das turbomáquinas térmicas.	A1 A2 A5 A7 A8 A17 A73 A74 A78 A79 A81 A89 A90 A91 A93 A95 A96 A97 A98 A99	B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18	C3 C4 C7 C8 C9
Supervisión, interpretación e diagnóstico das variables que interveñen no funcionamento das turbomáquinas térmicas.	A1 A2 A5 A6 A7 A8 A9 A12 A16 A17 A73 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A91 A92 A93 A94 A95 A96 A97 A98 A99	B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18	C3 C4 C7 C8 C9

Contidos

Temas	Subtemas
========================================= TEORÍA - TURBINAS DE VAPOR =========================================	========================================= CLASES MAXISTRAIS E INTERACTIVAS - AULA 21 =========================================
TEMA 1 -------- CICLOS DAS TURBINAS DE VAPOR	Introdución. Estudo dos ciclos das turbinas de gas: Ciclos ideais. Ciclos reais. Ciclos abertos e pechados. Determinación do traballo e rendemento nos ciclos das turbinas de gas. Ciclos das turbinas de vapor. Ciclo de Rankine. Ciclos reais das turbinas de vapor. Melloras do ciclo de Rankine. Determinación de potencias e rendementos nos ciclos de vapor.
TEMA 2 -------- ELEMENTOS CONSTRUTIVOS DAS TURBINAS DE VAPOR	Introdución. Rotores: descrición e clasificación. Esforzos aos que están sometidos. Empuxe axial. Estatores: descrición e clasificación. Esforzos aos que están sometidos. Obturadores. Toberas. Clases de toberas. Estudo das toberas. Proxecto de toberas. Paletas: tipos, función e forma. Toberopaletas: Función e forma. Compresores das turbinas de gas. Intercambiadores de calor.
TEMA 3 -------- ESCALONAMENTOS	Introdución. Clasificación das turbinas. Estudo termodinámico dos escalonamentos de acción, reacción e acción-reacción. Estudo das turbinas mixtas de acción e reacción. Cálculo do rendemento no caso ideal. Velocidade de máximo rendemento.
TEMA 4 --------- DINÁMICA DAS TURBINAS	Introdución. Dinámica das turbinas de acción, reacción e acción-reacción. Forza que actúa sobor das paletas. Par motor. Saltos de presión e de velocidade. Número de seccións. Rendementos. O seu cálculo no caso real.
TEMA 5 -------- ESTUDO ECONÓMICO DE PLANTAS CON TURBINA DE VAPOR	Introdución. Potencias. Rendementos. Consumos específicos. Estudo económico da instalación.
TEMA 6 -------- REGULACIÓN DE POTENCIA NAS TURBINAS DE VAPOR	Introdución. Métodos de variación da potencia nas turbinas. Estudo no diagrama h-s segundo o sistema adoptado. Crítica comparativa.
TEMA 7 -------- CONDENSADORES	Introdución. O fenómeno da condensación. Exectores e bombas de vacío. Accesorios. Condensadores das turbinas: Características. Presión óptima. Tipos de condensadores. Exectores: O seu cálculo. Transmisión de calor
TEMA 8 -------- CICLOS COMBINADOS	Introdución. Fundamentos termodinámicos dun ciclo combinado. Rendimentos.
TEMA 9 -------- CONDUCIÓN DE INSTALACIÓNS DE TURBINAS DE VAPOR	Condución de instalacións de turbinas. Posta en funcionamento dos aparatos auxiliares necesarios pra o funcionamento das turbinas. Calentamento e posta a punto pra sair á mar. Condución durante o seu funcionamento e parada.
========================================= PRÁCTICAS - TURBINAS DE VAPOR =========================================	========================================= CLASES CON SIMULADOR - CONDUCIÓN CÁMARA MÁQUINAS =========================================
UNITEST SER-LNG ---------------------- Buque metanero de turbina de vapor	1. Descrición do tipo de barco. 2. Familiarización coa interface. 3. Operación e supervisión dos seguintes sistemas: - Turbina - Caldeiras - Sistema de auga de alimentación e condensado - Sistema de vapor - Sistema de lubricación - Sistema de combustible - Sistema de refrixeración - Turboxeneradores - Planta eléctrica - Sistema de goberno con servotimón - Sistema de auga de lastre - Sistema de loita contraincendios - Sistema de achique de sentinas 4. Garda de máquinas segura - Ronda de seguridade - Parte de máquinas
========================================= CUMPLIMENTO DA NORMATIVA MARÍTIMA APLICABLE - STCW =========================================	========================================= CUMPLIMENTO DA NORMATIVA MARÍTIMA APLICABLE - STCW =========================================
O desenvolvemento e superación destes contidos, xunto cos correspondentes a outras materias que inclúan a adquisición de competencias específicas da titulación, garanten o coñecemento, comprensión e suficiencia das competencias recollidas no cadro AIII/2, do Convenio STCW, relacionadas co nivel de xestión do título de Oficial de Máquinas de Primera de la Marina Mercante, sen limitación de potencia de la planta propulsora e do título Jefe de Máquinas de la Marina Mercante ate un máximo de 3000 kW.	Cadro A-III/2 del Convenio STCW. Especificación das normas mínimas de competencia aplicables aos Xefes de Máquinas e Primeiros Oficiais de Máquinas de buques cuxa máquina propulsora principal teña unha potencia igual ou superior aos 3000 kW.
========================================= TEORÍA - TURBINAS DE GAS =========================================	========================================= CLASES MAXISTRAIS E INTERACTIVAS - AULA 21 =========================================
TEMA 1 -------- FUNDAMENTOS DE TURBINAS DE GAS	• Turbina de gas: nocións xeráis • Clasificación das turbinas de gas: un eixe ou varios • Ventaxas das turbinas de gas sobre outras máquinas • Ciclo fundamental aberto das turbinas de gas • Admisión, compresión, combustión, traballo e escape • Curvas de presión e temperatura o longo da máquina • Introdución ós elementos constructivos princpáis
TEMA 2 -------- CICLOS BÁSICOS	• Ciclos de referencia: Carnot e Ericson • Ciclos de turbinas: Atkinson e Brayton • Rendemento en función das temperaturas • Rendemento en función da relación de presións • Ciclo aberto, ciclo cerrado, ciclo parcialmente cerrado • Exercicios de ciclos básicos: cálculos e tablas
TEMA 3 -------- CICLO ABERTO MELLORADO	• Ciclo con rexeneración térmica • Ciclo con enfriamento intermedio da compresión • Ciclo con recalentamento da combustión • Ciclos mellorados por combinación de técnicas • Exercicios de ciclos mellorados: cálculos e tablas
TEMA 4 -------- COMPRESOR	COMPRESOR RADIAL • Elementos do compresor: rodete e difusor • Tipos principais de compresores: ángulo beta • Características e diagrama de funcionamiento • Análisis de funcionamiento do compresor radial • Interrupción de fluxo (stall) e flutuación (surge) • Compresor radial para turbinas de gas COMPRESOR AXIAL • Definiciones y piezas: estátor, rotor y armazón • Grado de reacción de una etapa de compresor axial • Diagrama de funcionamiento: curvas, líneas límites y zonas. • Análisis de funcionamiento del compresor axial • Comparación entre compresores radial y axial
TEMA 5 -------- CÁMARAS DE COMBUSTIÓN	• Misión da cámara de combustión nunha turbina de gas • Cámara silo vertical, cámara anular e cámara tubular • Proceso químico da combustión: ar necesario e índice de exceso • Combustibles utilizados nas turbinas de gas • Bombas e válvulas de inxección de combustible. Toberas • Electrodos de encendido. Detectores de lapas. • Temperatura dos gases produto da combustión • Reactor nuclear como foco quente: propulsión CONAG
TEMA 6 -------- TURBINA	• Turbina do xenerador de gas: alta presión • Refrixeración interna das paletas e toberas • Turbina de potencia: baixa presión • Cárter das turbinas. Ar de selado • Disposición dunha turbina de gas de propulsión naval
TEMA 7 -------- SISTEMAS AUXILIARES	• Sistema de admisión de ar e escape de gases • Sistema de aceite sintético de lubricación • Sistema de aceite hidráulico para control • Sistema de aceite de disparo: corte combustible • Sistema de combustible líquido • Sistema de combustible gaseoso • Sistema de ar de refrixeración, selado e atomización • Sistema de auga de refrixeración • Sistema de arranque • Sistema de lavado de turbina • Sistema de ventilación e calefacción da envolvente • Sistema de loita contraincendios • Sistema de mando remoto e supervisión
TEMA 8 -------- OPERACIÓN	• Preparación dos sistemas auxiliares • Comprobacións previas á posta en marcha • Arranque e subida de velocidade. Aceleración. • Supervisión dende a sala de contrrol e no campo • Parada da turbina de gas: corta e longa duración • Lavado do compresor. Produtos de limpeza e método. • Verificación de prestacións. Obtención de rendimentos.
TEMA 9 -------- AVARIAS E MANTEMENTO	AVARIAS • Avarías no sistema de admisión e filtros • Avarías no compresor: ensuciamento, conxelación, impactos de obxectos propios (DOD) e extranos (FOD), fracturas en álabes, roces en álabes, entrada en bombeo • Avarías na cámara de combustión: pulsación, apagado, fallo de encendido, fallos nos sensores, rotura interna • Avarías na turbina: roturas e fisuras de álabes, pérdida da blindaxe cerámica, danos por temperatura excesiva. • Avarías nos sistemas auxiliares • Vibracións: desalineación, desequilibrado, defectos na bancada, coxinetes, lubricante ou sensores MANTEMENTO PREVENTIVO • Mantemento rutinario • Revisións menores • Revisión mayores (overhaul) MANTEMENTO PREDICTIVO • Análise de vibracións • Inspecións boroscópicas • Análise do camiño do gas (GPA) • Termografía (rozamento) • Análise do lubricante e do fluido hidráulico • Análise dos gases de escape • Ultrasonidos (friccións e fugas de fluidos)
TEMA 10 --------- TURBINAS DE GAS NAVAIS	• Turbina de gas de propulsión naval (TGPN) • Análise fundamental do funcionamiento da TGPN • Condicións de funcionamento: curvas de operación • Potencia máxima, máxima continua e nominal de servizo • Métodos para mellorar o funcionamento a carga parcial • Plantas de propulsión de ciclo combinado TG-TV (COGAS) • Plantas de propulsión con enerxía nuclear (CONAG) • Buques con TG de propulsión ou xeneración eléctrica.
========================================= PRÁCTICAS - TURBINAS DE GAS =========================================	========================================= CLASES CON SIMULADOR - CONDUCIÓN CÁMARA MÁQUINAS =========================================
UNITEST GTS ---------------- Buque con turbina de gas	1. Descripción do barco 2. Familiarización con la interface 3. Operación e supervisión de los siguientes sistemas: - Xenerador de gas e turbina de potencia - Sistema de ar comprimido: arranque e selado - Sistema de ar de admisión: torre de filtros - Sistema de combustible - Sistema de lubricación da turbina - Sistema de lubricación da reductora - Sistema de refrixeración - Sistema de ventilación e calefación - Sistema de lavado da turbina - Pupitre de control: combinado e manual - Sistema de loita contraincendios 4. Garda de máquinas segura - Ronda de seguridade - Parte de máquinas

Planificación

Metodoloxías / probas	Competencias / Resultados	Horas lectivas (presenciais e virtuais)	Horas traballo autónomo	Horas totais
Prácticas de laboratorio	A1 A2 A5 A6 A7 A8 A12 A16 A17 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A92 A93 A94 A95 A96 A97 A98 A99 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C3 C4 C7 C8 C9	15	42	57
Solución de problemas	A1 A2 A5 A6 A8 A9 A12 A16 A17 A73 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A91 A92 A93 A94 A95 A96 A97 A98 A99 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C3 C4 C7 C8 C9	5	5	10
Proba obxectiva	A1 A2 A5 A6 A7 A8 A9 A12 A16 A17 A73 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A91 A92 A93 A94 A95 A96 A97 A98 A99 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C3 C4 C7 C8 C9	3	0	3
Sesión maxistral	A1 A2 A5 A6 A7 A8 A9 A12 A16 A17 A73 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A91 A92 A93 A94 A95 A96 A97 A98 A99 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C3 C4 C7 C8 C9	25	52	77

Atención personalizada		3	0	3

*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías

Metodoloxías	Descrición
Prácticas de laboratorio	Levarase a cabo prácticas relacionadas cos procesos obxecto da materia para estudar. Farase unha posta en común do realizado e unha discusión das distintas solucións adoptadas ao problema determinado.
Solución de problemas	Propoñeranse e resolverán unha serie de problemas referidos aos contidos da materia tratada e orientados, no posible, a casos reais.
Proba obxectiva	Realizaranse probas escritas, que constarán de cuestións teóricas e prácticas.
Sesión maxistral	Realizarase a explicación detallada dos contidos da materia distribuídos en temas. O estudante contará con material bibliográfico de apoio do tema en cada sesión maxistral. Fomentarase a participación do estudante na clase, a través de comentarios que traten de relacionar os contidos teóricos coa experiencia real.

Atención personalizada

Metodoloxías

Prácticas de laboratorio

Descrición

Trátase de orientar ao estudante nas cuestións relativas á materia impartida e que resulten de especial dificultade para a súa comprensión e aplicación a casos prácticos. As canles de comunicación será o campus virtual e as titorías individualizadas que se desenvolverán durante o horario sinalado para cada curso académico.

Avaliación

Metodoloxías	Competencias / Resultados	Descrición	Cualificación
Prácticas de laboratorio	A1 A2 A5 A6 A7 A8 A12 A16 A17 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A92 A93 A94 A95 A96 A97 A98 A99 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C3 C4 C7 C8 C9	Valorarase o desenvolvemento e implicación nas prácticas, así como a resolución dos traballos propostos sobre as mesmas	20
Solución de problemas	A1 A2 A5 A6 A8 A9 A12 A16 A17 A73 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A91 A92 A93 A94 A95 A96 A97 A98 A99 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C3 C4 C7 C8 C9	Valorarase a participación na resolución de problemas, así como a exposición dos resultados dos mesmos.	10
Proba obxectiva	A1 A2 A5 A6 A7 A8 A9 A12 A16 A17 A73 A74 A78 A79 A80 A81 A87 A89 A90 A91 A92 A93 A94 A95 A96 A97 A98 A99 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 C3 C4 C7 C8 C9	Valorarase o grao de coñecemento adquirido sobre a materia, tanto da parte teórica como dos coñecementos prácticos.	70

Observacións avaliación
Os criterios de avaliación contemplados nos cadros A-III/1 y A-III/3 do Código STCW, e recollidos no Sistema de Garantía de Calidade, teranse en conta á hora de deseñar e realizar a avaliación. Todos os aspectos relacionados con “dispensa académica”, “dedicación ao estudo”, “permanencia” e “fraude académica” rexeranse de acordo coa normativa académica vixente da UDC. Os criterios de avaliación serán os mesmos en todas as convocatorias.

Fontes de información

Bibliografía básica
	Claudio Mataix (2000). Turbomáquinas Térmicas. Madrid. DOSSAT M. J. Moran; H. N. Shapiro (1999). Fundamentos de Termodinámica Técnica. Barcelona. Ed. REVERTÉ, S.A. Mariano Muñoz Rodríguez (1999). Turbomáquinas Térmicas. Zaragoza. Ed. PRENSAS UNIVERSITARIAS DE ZARAGOZA Manuel Muñoz Torralbo (2001). Turbomáquinas Térmicas. Madrid. Sec. public. ETS Ingenieros Industriale Santiago Sabugal García (2006). Centrales Térmicas de Ciclo Combinado. Ed. Díaz de Santos
Bibliografía complementaria
	A. V. Schegliáiev (1978). Turbinas de vapor (parte 1 y 2). Moscú. Ed. MIR J. Pérez del Rio (1972). Tratado General de Máquinas Marinas (Tomo VII. Máquinas de vapor). Barcelona. Ed. PLANETA Rolf Kehlhofer et al. (2009). Combined-Cycle Gas & Steam Turnine Power Plants. Tulsa, Oklahoma. USA. PennWell Corporation Sir John H. Horlock (2002). Combined Power Plants. Malabar, Florida. KRIEGER PUBLISHING COMPANY Ángel Luis Miranda Barreras (1998). Turbinas de gas. Barcelona. Ed. CEAC

Recomendacións

Materias que se recomenda ter cursado previamente

Termodinámica e Termotecnia/631G03014

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Transferencia de Calor e Xeradores de Vapor/631G03022

Materias que continúan o temario

Operación de Sistemas do Buque con Simulador/631G03043

Observacións

Para axudar a conseguir unha contorna inmediata sustentable e cumprir co obxectivo da acción número 5: “Docencia e investigación saudable e sustentable ambiental e social” do "Plan de Acción Green Campus":

a) A entrega dos traballos documentais que se realicen nesta materia solicitarase preferentemente en formato virtual ou soporte informático, e poderá realizarse a través de Moodle, en formato dixital, sen necesidade de imprimilos. No caso de se realizar en papel, non se empregarán plásticos, as impresións serán a dobre cara en papel reciclado, e evitarase a impresión de borradores.

b) Facilitarase a plena integración do alumnado que por razón físicas, sensoriais, psíquicas ou socioculturais, experimenten dificultades a un acceso axeitado, igualitario e proveitoso á vida universitaria.

c) Débese ter en conta a importancia dos principios éticos relacionados cos valores da sostenibilidade nos comportamentos persoais e profesionais. 

d) Segundo se recolle nas distintas normativas de aplicación para a docencia universitaria deberase incorporar a perspectiva de xénero nesta materia (usarase linguaxe non sexista, utilizarase bibliografía de autores de ambos os sexos, propiciarase a intervención en clase de alumnos e alumnas…). 

e) Traballaráse para identificar e modificar prexuízos e actitudes sexistas, e influirase na contorna para modificalos e fomentar valores de respecto e igualdade. 

f) Deberanse detectar situacións de discriminación por razón de xénero e proporanse accións e medidas para corrixilas. 

(*)A Guía docente é o documento onde se visualiza a proposta académica da UDC. Este documento é público e non se pode modificar, salvo casos excepcionais baixo a revisión do órgano competente dacordo coa normativa vixente que establece o proceso de elaboración de guías