Datos Identificativos 2022/23
Asignatura (*) Turbomáquinas Térmicas Código 631311203
Titulación
Licenciado en Máquinas Navais
Descriptores Ciclo Período Curso Tipo Créditos
1º e 2º Ciclo Anual
Segundo Troncal 5
Idioma
Castelán
Galego
Modalidade docente Presencial
Prerrequisitos
Departamento Enxeñaría Naval e Industrial
Coordinación
Correo electrónico
Profesorado
Correo electrónico
Web
Descrición xeral Proporcionar conocimientos sobre la estructura y el funcionamiento de las Instalaciones de Turbinas de Vapor y de gas, de forma que permitan optimizar su funcionamiento y mantenimiento.

Competencias do título
Código Competencias do título
A2 Detectar e definir a causa dos efectos de funcionamento das máquinas e reparalas. a nivel de xestión.
A6 Facer arrincar e parar a máquina propulsora principal e a máquina auxiliar, incluídos os sistemas correspondentes, a nivel de xestión.
A8 Facer funcionar a máquina, controlar, vixiar e avaliar o seu rendemento e capacidade, a nivel de xestión.
A9 Manter a seguridade dos equipos, sistemas e servizo da maquinaria, a nivel de xestión.
A12 Organizar e dirixir a tripulación, a nivel de xestión.
A13 Planificar e programar as operacións, a nivel de xestión.
A17 Realizar operacións de optimización enerxética das instalacións de abordo utilizando convenientemente os equipos de medida, a nivel de xestión.
A24 Redacción e interpretación de documentación técnica.
A27 Operar, reparar, manter, reformar e optimizar a nivel de xestión as instalacións industriais relacionadas coa enxeñaría marítima, coma motores alternativos de combustión interna e subsistemas; turbinas de vapor, caldeiras e subsistemas asociados; ciclos combinados; propulsión eléctrica e propulsión con turbina de gas.
A29 Operar, reparar, substituír, optimizar, seleccionar, deseñar, e xestionar as instalacións auxiliares do buque, tales como instalacións de aire acondicionado, plantas potabilizadoras, separadores de sentinas, grupos electróxenos, etc.
A36 Ser capaces de estimar a influencia das condicións de operación e mantemento do buque nos costos de explotación durante o ciclo de vida.
B1 Aprender a aprender.
B2 Resolver problemas de forma efectiva.
B4 Traballar de forma autónoma con iniciativa.
B5 Traballar de forma colaborativa.
B7 Comunicarse de maneira efectiva nun entorno de traballo.
B10 Capacidade de adaptación a novas situacións.
B12 Comunicar por escrito e oralmente os coñecementos procedentes da linguaxe científica.
B13 Capacidade de análise e síntese.
B14 Capacidade para acadar e aplicar coñecementos.
B15 Organizar, planificar e resolver problemas.
C5 Entender a importancia da cultura emprendedora e coñecer os medios ao alcance das persoas emprendedoras.
C6 Valorar criticamente o coñecemento, a tecnoloxía e a información dispoñible para resolver os problemas cos que deben enfrontarse.
C7 Asumir como profesional e cidadán a importancia da aprendizaxe ao longo da vida.
C8 Valorar a importancia que ten a investigación, a innovación e o desenvolvemento tecnolóxico no avance socioeconómico e cultural da sociedade.

Resultados de aprendizaxe
Resultados de aprendizaxe Competencias do título
Proporcionar conocimientos sobre la estructura y el funcionamiento de los equipos que constituyen las Instalaciones de Turbinas de Vapor y de gas. A8
A17
A36
B1
B7
B10
B12
B13
B14
C6
C7
C8
Detectar y definir la causa de los defectos de funcionamiento de las máquinas y repararlas A2
A8
A9
A12
A13
A24
A27
A29
B1
B4
B5
B7
B10
B12
B13
B14
B15
C5
C7
C8
Hacer arrancar y parar la maquina propulsora principal y la maquinaría auxiliar, incluidos los sistemas correspondientes A6
A8
A12
A13
A24
A27
A29
B1
B2
B4
C6
C7
C8
Hacer funcionar la máquina, controlar vigilar y evaluar su rendimiento y capacidad. A2
A6
A8
A27
A29

Contidos
Temas Subtemas
1 CICLOS TERMODINAMICOS



1.1 Ciclos de máximo rendimiento.
1.2 Ciclo de Rankine.
1.3 Características que mejoran el rendimiento.
1.4 Ciclo con recalentamiento.
1.5 Ciclo regenerativo.
1.6 Ciclo regenerativo con recalentamiento intermedio
1.7 Ciclos Binarios.
1.8 Ciclos para la producción de energía eléctrica y vapor.
1.9 Ciclos combinados.
1.10 Ciclo irreversible.
1.11 Balance térmico.
1.12 Balance exergético.
1.13 Ejercicios prácticos.



2 DESGASIFICADOR








2.1 Procedimientos de desgasificación del agua.

2.2 Descripción de los distintos desgasificadores.





3 EXTRACIONES Y PRECALENTADORES DE AGUA.

3.1 Precalentadores de mezcla.
3.2 Precalentadores de tubos de superficie.
3.3 Extracción de gases.
3.4 Extracción de condensados.
3.5 Control de nivel de los precalentadores.
3.6 Protección de la turbina en caso de disparo.
3.6 Protección de la turbina contra una entrada de agua procedente de una extracción.
3.7 Composición del ciclo de agua de alimentación.
3.7.1 Concepción de los precalentadores.
3.7.2 Circuito de agua en instalaciones de 50MW,115MW, 250MW, 600MW.
3.7.3 Tanque de compensación del circuito de agua.

3.8 Evaporadores.
3.8.1 Compensación de las perdidas del circuito agua –vapor. Tipo de evaporadores empleados.

3.9 Calentadores intermedios.
3.10 Circuito de agua de alimentación de las centrales nucleares.
3.11 Características constructivas de los precalentadores.
3.11.1Intercambio de calor en los precalentadores tubulares.
3.11.2 Disposición de los precalentadores.
3.11.3 Material de los tubos.
3.11.4 Tipos de ejecución.
3.11.5 Aparatos de regulación y seguridad.
3.12 Ejercicios prácticos
3.13 Cálculo de los precalentadores




4 PÉRDIDAS EN LAS TURBINAS, SALTOS ENTALPICOS, RENDIMIENTOS Y POTENCIAS

4.1 Clasificación de las pérdidas.
4.2 Pérdidas internas.
4.3 Perdidas externas.
4.4 Saltos entálpicos rendimientos y potencias.

5 TRANSFORMACIÓN DE ENERGÍA EN EL ROTOR






5.1 Deducción de la ecuación de la energía en las Turbomáquinas.
5.2 Diversas formas de la ecuación de la energía.
5.3 Potencia en la periferia.
5.4 Potencia indicada.
5.5 Potencia efectiva.
5.6 Determinación de la potencia efectiva. Frenos y torsiometros.
5.7 Rendimiento en la periferia.
5.8 Ejercicios prácticos






6 CLASIFICACIÓN DE LAS TURBINAS
6.1 Turbinas de acción simples de presión y de velocidad.
6.2 Turbinas de acción simples de presión y múltiples de velocidad.
6.3 Turbinas de acción múltiple de presión y simple de velocidad.
6.4 Turbinas de acción múltiples de presión y múltiples de velocidad
6.5 Turbinas de reacción de simple y múltiple salto.
6.6 Turbinas de acción- reacción.
6.7 Cálculo del rendimiento, velocidad optima y rendimiento máximo en el caso real.
6.8 Ejercicios prácticos


7 CONDENSACIÓN, VACIO Y REFRIGERACIÓN 7.1 Utilidad del condensador.
7.2 Influencia del vacío en el condensador.
7.3 Condensador de mezcla.
7.4 Condensador de superficie.
7.4.1 Descripción y funcionamiento.
7.4.2 Presión del condensador.
7.4.3 Influencia del grado de vacío.
7.4.4 Curvas de vacío de un condensador.
7.4.5 Caudal de agua de circulación.
7.4.6 Disposiciones constructivas.
7.4.7 Cálculo del condensador.
7.5 Eyectores.
7.5.1 Toberas de agua y vapor
7.5.2 Funcionamiento de un eyector de vapor.
7.5.3 Eyectores de dos etapas sin condensación intermedia.
7.5.4 Eyectores de dos etapas con condensador intermedio.
7.5.5 Eyector de arranque.
7.6 Bombas de vacío
7.6.1 Descripción y funcionamiento de las bombas de vacío. Rendimiento.
7.6.2 Descripción de una instalación de extracción de aire del condensador.
7.6.3 Comparación económica entre eyectores y bombas de vacío.
7.7 Circuito de agua de refrigeración.
7.7.1 Descripción Tomas de agua
7.7.2 Sistemas filtrantes.
7.7.3 Bombas de agua de circulación.
7.7.4 Tratamiento del agua de circulación.
7.7.5 Limpieza del condensador.
7.7.6 Instalación de condensación de una instalación de gran potencia.
7.8 Circuitos de agua de circulación.
7.8.1 Tipos de circuitos de agua de circulación.
7.8.2 Torres de refrigeración.
8 ARQUITECTURA DE LAS TURBINAS DE VAPOR.
8.1.1 Rotores.
8.1.2 Estatores.
8.1.3 Paletas.
8.1.4 Directrices
8.1.5 Cojinetes.
8.1.6 Laberintos y empaquetaduras.
8.1.7 Equilibrado de empujes.

8.2 Organos de corte y regulación del vapor de las turbinas.
8.2.1 Corte y regulación del vapor en la turbina de A.P.
8.2.1.1 Válvulas de parada.
8.2.1.2 Válvulas de control
8.2.1 Corte y regulación del vapor en la turbina de M.P.
8.2.1.1 Válvula de interceptación
8.2.1.2 Válvula moderadora.
8.3 Circuitos de aceite de la turbina.
8.3.1 Circuito de lubricación.
Maniobras en el circuito de lubricación.
8.3.1.1 Arranque.
8.3.1.2 Marcha normal.
8.3.1.3 Parada normal de la turbina.
8.3.1.4 Disparo accidental de la turbina.

8.4 Regulación de velocidad y mecanismos de disparo de la turbina. Sistema hidráulico.
8.4.1 Regulador de velocidad.
8.4.2 Sobrevelocidad.
8.4.3 Falta de presión de aceite de lubricación
8.4.4 Perdida de vacío.
Desgaste del cojinete de empuje
9 REGULACIÓN DE LA PORTENCIA EN LAS TURBINAS DE VAPOR.

9.1 Introducción.
9.2 Métodos de regulación de la potencia en las turbinas de vapor.
9.2.1 Regulación por estrangulamiento o regulación cualitativa.
9.2.2 Regulación por variación del grado de admisión.
9.2.3 Regulación mixta.
9.2.4 Regulación por By-pass de uno o varios escalonamientos.
9.3 Fines de la regulación.
9.3.1 La regulación para mantener el número de revoluciones constante.
9.3.2 La regulación para mantener una presión constante.
9.3.3 Esquemas de regulación.


10 ACOPLAMIENTO DE LAS TURBINAS AL APARATO RECEPTOR

10.1 Introducción.
10.2 Reductores de velocidad.
10.2.1 Engranajes de simple y doble reducción
10.2.2 Lubricación de los engranajes.
10.3 Propulsión turboelectrica.
10.4 Acoplamiento hidráulico.
10.5 Engranajes epicicloidales.
10.6 Averías en los engranajes y problemas de funcionamiento.

11 PURGA DE VAPOR

11.1 Principios fundaméntales de los dispositivos de purga.
11.2 Concepción y realización de los circuitos de purga de vapor.
11.3 Principales tipos de purgadores.
11.4 Mantenimiento y control de los purgadores.
12 CONDUCCIÓN DE INSTALACIONES

12.1 Calentamiento.
12.2 Conducción durante la marcha.
12.3 Retirada del servicio.
12.4 Mantenimiento.

13 TURBINAS DE GAS

13.1 Introducción.
13.2 Ciclo abierto de Brayton.
13.3 Ciclo básico real de las turbinas de gas.
13.4 Ciclo de Brayton regenerativo ideal y real.
13.5 Ciclo de compresión Isotérmica.
13.6 Ciclo de expansión isotérmica.
13.7 Ciclo de compresión y expansión isotérmica.
13.8 Ciclo de refrigeración intermedia.
13.9 Ciclo de recalentamiento intermedio.
13.10 Ciclos abiertos de T.G.
13.11 Ciclos combinados turbinas de gas turbinas de vapor.



14 CICLOS CERRADOS DE TURBINAS DE GAS

14.1 Introducción.
14.2 Principales ventajas.


15 REFRIGERACIÓN DE LOS ALABES

15.1 Alabes de la corona móvil.
15.2 Refrigeración de la turbina.
15.3 Refrigeración de los alabes de las turbina axiales.



16 CAMARAS DE COMBUSTIÓN DE LAS TURBINAS DE GAS

16.1 Introducción
16.2 Aire utilizado en el proceso de combustión
16.3 Análisis del proceso de combustión
16.4 Cámaras de combustión tubulares
16.5 Cámaras de combustión anulares
16.6 Cámaras de combustión tubo-anulares
16.7 Turbinas de gas industriales
16.8 Estabilidad de la combustión
16.9 Inyectores
16.10 Sistemas de encendido
16.11 Dimensiones de las cámaras de combustión
16.12 Recuperadores.
17 PÉRDIDAS EN LAS CÁMARAS DE COMBUSTIÓN Y EN LOS ALABES



17.1 Pérdidas de carga en las cámaras de combustión
17.2 Rendimiento de una cámara de combustión
17.3 Pérdidas en los alabes de la turbina


18 TURBINAS DE GAS APLICACIONES
18.1 Sobrealimentación de Motores y calderas.
18.2 Ciclo combinado turbina de gas turbina de vapor
18.3 Generador de gas de pistones
18.4 Motores de propulsión por turbina de gas
18.5 Propulsión por reacción






19 CONTAMINACIÓN POR TURBINAS DE GAS

19.1 Formación de contaminantes
19.2 Impacto del dimensionamiento de las cámaras de combustión sobre la contaminación
19.3 Reducción de la contaminación
19.4 Diferentes tecnologías utilizadas para reducir la contaminación



Planificación
Metodoloxías / probas Competencias Horas presenciais Horas non presenciais / traballo autónomo Horas totais
Prácticas de laboratorio 15 7.5 22.5
Sesión maxistral 40 60 100
 
Atención personalizada 2.5 0 2.5
 
*Os datos que aparecen na táboa de planificación son de carácter orientativo, considerando a heteroxeneidade do alumnado

Metodoloxías
Metodoloxías Descrición
Prácticas de laboratorio Realizar satisfactoriamente todas las prácticas prupuestas y resolver todos los ejecicios .
Sesión maxistral Exposición de contenidos con presentaciones.
Debates.
resolución de dudas.
Clases magistrales

Atención personalizada
Metodoloxías
Prácticas de laboratorio
Descrición
Los alumnos deberan efectuar todas las prácticas propuestas.
Los alumnos deberan contactar con el profesor , con el fin de concretar los aspectos esenciales de la materia.

Avaliación
Metodoloxías Competencias Descrición Cualificación
Prácticas de laboratorio Evaluación continua.
Prueba escrita de resolución de problemas
40
Sesión maxistral Pueba escrita de conocimientos 60
 
Observacións avaliación

Fontes de información
Bibliografía básica

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA DE LA ASIGNATURA:

Turbinas de Vapor y Gas. Lucien Vivier. Urmo, S.A.

Turbinas de Vapor. Edwin F. Church. Alsina

Turbomáquinas Térmicas. Claudio Mataix. Dossat, S.A.

Turbomáquinas Térmicas. M. Muñoz Torralba, F. Payry Gonzalez.

Termodinámica Técnica. Segura. Reverte.

Fundamentos de Termodinámica Técnica. Moran y Shafiro. Reverte.

Turbinas de Vapor y Gas Cálculo y Construcción. M. Lucini. Dossat.

Marine Engineering. Society of Naval Arch and Marine Engineering.

Marine Stean and Turbines. S.C. Mcbirnie. Butterworths.

Modern Power Station Practice. British Electricity Enternational. Pergamon.

Bibliografía complementaria


Recomendacións
Materias que se recomenda ter cursado previamente

Materias que se recomenda cursar simultaneamente

Materias que continúan o temario

Observacións


(*)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