Recalentamiento Intermedio de Vapor en Calderas FW ESRD: Optimización y Funcionamiento
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FW ESRD (Recalentamiento Intermedio del Vapor)
La característica principal de esta caldera es que está dotada de un sistema de recalentamiento intermedio del vapor. La finalidad del recalentamiento intermedio es la de poder realizar expansiones con vapor seco trabajando a presiones elevadas. Para conseguir expansiones con vapor seco se realiza un primer recalentamiento del vapor (que puede realizarse en dos etapas). En esta primera fase de recalentamiento se consigue relativamente poco aumento de la temperatura ya que, al trabajar a presiones altas, la temperatura del vapor, antes de recalentar, es cercana a la temperatura crítica (temperatura límite que puede alcanzar el vapor, por causas técnicas como materiales, etc.). Por este motivo, cuando se expansiona el vapor, tarda poco en entrar en la campana y volverse vapor húmedo.
Para evitarlo, una vez realizada esta primera expansión, se recalienta el vapor, aumentando su temperatura, y se realiza una segunda expansión, más alejada de la campana y que no llega a entrar en la misma. Para la expansión en este tipo de sistemas se utilizan dos tipos de turbinas: la de alta presión para la primera expansión del vapor y la de baja presión para la segunda. El vapor que sale de la turbina de alta presión está expansionado, es decir, ha aumentado su volumen específico. Por este motivo, la segunda fase de recalentamiento o recalentamiento intermedio está formada por un conjunto de haces tubulares de mayores dimensiones. Esta es la causa de que el colector superior esté posicionado a mayor distancia de la cámara de combustión que las anteriores calderas.
Circuito del Agua y Vapor (Zona b)
El agua entra en la caldera por medio del conducto de alimentación. De ahí pasa al economizador normal, en la salida de gases, (5). Después pasa por el economizador secundario o de bypass (4) y de ahí, pasando por los tubos vaporizadores, llega al colector superior (6). En el colector superior se separa el vapor del agua y el vapor pasa al recalentamiento primario que está dividido, como se ha dicho, en dos fases. Después de pasar por la primera fase (1) el vapor puede seguir dos direcciones: la primera es dirigirse al conducto de salida donde se conduce hacia la turbina de AP, la segunda es pasar por el Atemperador (9) situado en el colector superior y de ahí realizar la segunda fase de recalentador primario (2) mezclándose a la salida con el vapor que no ha pasado por el Atemperador y controlando de esta manera la temperatura del vapor. Una vez realizada esta fase el vapor pasa a expansionarse a la turbina de AP. El vapor que sale de esta turbina pasa al recalentamiento secundario o intermedio (3) y de ahí finaliza su expansión a la turbina de BP.
Los gases térmicos de la combustión que se produce en la zona (a) de la caldera pasan a la zona (b) para ceder su calor a los conductos y generar vapor.
En función de si están funcionando las turbinas de avante puede ser prescindible el recalentado de vapor por lo que el circuito que realizan los gases en el interior de la caldera es variable.
Flujo de Gases Térmicos con Funcionamiento de las Turbinas de Avante
Los gases térmicos entran en la zona (b) de la caldera. Una vez ahí pueden seguir dos caminos. En el primero se pasa por la zona de la primera fase de recalentamiento primario (1) y por el economizador de bypass (4) y en el segundo por la segunda fase del recalentador primario (2) y por el recalentador intermedio (3). La cantidad de gases que pasan por un conducto u otro está gobernada por un juego de válvulas (grampas) situadas en la parte superior (7,8) y para este modo de funcionamiento la válvula de entrada de aire (6) debe estar cerrada.
Flujo de Gases Térmicos sin Funcionamiento de las Turbinas de Avante
Los gases térmicos entran en la zona (b) de la caldera. Una vez ahí pueden seguir un camino que consiste en pasar por la zona de la primera fase de recalentamiento primario (1) y por el economizador de bypass. Esto pasa porque la válvula de aire (6) está abierta con lo que entra aire impulsado por ventiladores que genera una corriente descendente ya que la válvula superior (8) está cerrada. De esta manera los gases de la combustión están forzados a pasar por el primero de los caminos de los que antes se han explicado evitando así el recalentamiento intermedio.