Sellos de laberintos en turbinas de vapor

Abstract

En las turbinas en general, siempre ha existido el problema del fluido de trabajo que se aparta de la trayectoria normal del flujo pasando a través de intersticios inevitables que encuentra dando como consecuencia la aparición de una fuga. Dichas fugas pueden presentarse en diferentes zonas de las turbinas tales como en los extremos del eje del rotor, en las paletas ya sean móviles o estáticas y también en la periferia del pistón de balanceo. En las turbinas a vapor modernas, el problema se hace aún más complicado ya que la presión de operación en estas es cada vez más grande y las fugas de vapor a través de los sellos se incremente haciéndose más; dañinas a la eficiencia de la turbina. Se han realizado muchos esfuerzos con la finalidad de minimizar las fugas en las turbinas y como resultado se han logrado diversos diseños de sellos tales como los de anillos de carbón, los sellos hidráulicos y los sellos de laberintos. De estos últimos nos ocuparemos en el presente trabajo de tesis, debido a que es el más usual y principalmente por lo interesante que resulta al ser analizado, desde el punto de vista teórico. Empezamos haciendo una descripción de las diversas fugas que se producen en las turbinas, ya sean estas de acción o de reacción, analizando en cada caso las consecuencias que pudieran originar, para luego ver los diferentes métodos que existen para hacer frente a estas fugas, describiendo aquí cada uno de los tipos de sellos existentes. A continuación, se ha realizado una clasifica­ción dé todos los tipos de sellos de laberintos, de acuerdo a sus formas y aplicación. En el análisis teórico se ha considerado el estudio de la Línea de Fanno, el flujo a través de orificios, para finalmente llegar a calcular el flujo de vapor a través de un sello de laberintos, de acuerdo al método experimental desarrollado por Adolf Egli. Con la base de este estudio teórico se ha desarrollado también el método grafico para el diseño de un sello de laberintos. Como trabajo de aplicación se han diseñado los sellos de laberintos para, las presiones de trabajo de la “TURBINA MURRAY" del laboratorio de máquinas térmicas.