Sistemas Auxiliares de la Turbina de Vapor.pdf

SISTEMAS AUXILIARES DE LA TURBINA DE VAPOR

1. SISTEMAS AUXILIARES DE TURBINA DE VAPOR 1.1 Vapor de sellado de TV 1.1.1 Función La función para la que ha sido diseñado el sistema de Vapor de Sellado es sellar el cuerpo de la Turbina de Vapor en los extremos del rotor de forma que:

• • •

En el arranque de la Turbina de Vapor se pueda alcanzar el vacío en el interior del cuerpo de baja de la misma. En operación normal el aire no entre en las secciones de la Turbina de Vapor que se hallan por debajo de la presión atmosférica. En operación normal el vapor de la parte de alta presión de la Turbina de Vapor no penetre en los cojinetes contaminando el aceite de lubricación ni salga al edificio de Turbina de Vapor.

1.1.2 Alcance Los límites del Sistema de Vapor de Sellos se extienden desde:

• •

Líneas de suministro de vapor. Desde la conexión con el sistema de vapor auxiliar (la válvula motorizada de aislamiento se incluye en el sistema de Vapor Auxiliar), hasta las conexiones a Condensador y Turbina de Vapor. Líneas de recogida de vapor. Desde las conexiones de Turbina de Vapor hasta las conexión al condensador. Y desde las válvulas de Turbina de Vapor hasta el sistema de drenajes de Turbina de Vapor.

Se incluyen dentro de este sistema los siguientes equipos:

• •

Condensador Vapor Sellado Turbinas (equipo suministrado por suministrador de TV)

•

Colector de suministro desde Vapor Auxiliar y líneas de distribución a sellos de Turbina de Vapor

Atemperador de Vapor de Sellos (equipo suministrado por suministrador de TV) Se incluyen dentro del sistema los siguientes subsistemas de líneas de tuberías (las válvulas de seguridad y control y parte de la instrumentación son suministro de suministrador de TV):

• • • •

Colector de recogida al Condensador de exceso de vapor de sellos Líneas de recogida desde Turbina de Vapor y colector de recogida hasta el Condensador de Vapor de Sellado Líneas de condensado desde el Condensador de Vapor de Sellado Líneas de drenaje desde las válvulas de Turbina de Vapor

REV.1 / 24 de mayo de 2010 CURSO DE CENTRALES TERMOSOLARES Almacenamietno masivo de la energia del Sol

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1.1.3 Descripción Los sellos de la Turbina de Vapor se disponen en los puntos en los que el eje de la turbina debe atravesar el cuerpo de la misma. Su función es limitar el flujo de vapor a través de estas aberturas hacia el edificio de turbina y evitar la entrada de aire dentro de la propia Turbina de Vapor. El sellado se logra inyectando vapor entre los anillos intermedios de los sellos del rotor y la extracción del mismo entre los anillos exteriores mediante un sistema de vacío. El vapor de sellado se obtiene en arranques de una fuente externa a través del Colector de Vapor Auxiliar. Después del arranque en un determinado punto de carga de la Turbina de Vapor ésta se auto-sellará. A partir de este momento el propio vapor que fuga de la turbina a través de los sellos de la sección de alta presión alimenta los sellos de baja. El exceso de vapor se vierte al Condensador de la planta. El vacío en el sistema se consigue mediante el Condensador de Vapor de Sellado. El vapor succionado de los sellos arrastra una considerable cantidad de aire que entra desde el exterior de la Turbina de Vapor. El Condensador de Vapor de Sellado tiene también la función de eliminar este aire.

1.1.4 Condiciones de funcionamiento El sistema de vapor de sellos debe estar disponible en todo momento cuando exista una presíon inferior a la atmosférica en el condensador. La turbina de vapor no se deberá poner en marcha si el sistema de vapor de sellos no está en operación.

2. SISTEMAS PRINCIPALES DEL CICLO TÉRMICO 2.1 Sistema de vapor y by-pass 2.1.1 Función La función principal del sistema de vapor y bypass es conducir el vapor producido en el Generador de vapor a la turbina de vapor. Las funciones para las que ha sido diseñado el Sistema de Vapor y By-pass son las que a continuación se indican: • Suministrar vapor desde el sobrecalentador del generador de vapor al cuerpo de alta presión de la turbina de vapor, donde se produce la primera expansión del mismo. • Una vez que el vapor se ha expansionado en la turbina de alta presión, conducirlo nuevamente al recalentador donde es recalentado. • Suministrar vapor al cuerpo de baja presión de la turbina de vapor desde el recalentador del generador de vapor. • Suministrar vapor principal al colector de vapor auxiliar durante la operación normal del grupo. • Suministrar vapor a los precalentadores de baja presión, alta presión y desgasificador. • Recogida y envío del condensado formado en las distintas líneas de vapor al tanque atmosférico de drenajes (para su posterior recuperación en el condensador) o al tanque de expansión del condensador. • Facilitar la operación y disminuir los tiempos de arranque en frío o en caliente de la unidad, al alcanzarse con mayor rapidez y menores tensiones en los materiales las temperaturas de vapor requeridas por el generador de vapor y la turbina.


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•

Absorber rechazos de carga de la turbina de vapor sin que se ocasionen disparos en las turbinas de gas y sus respectivas calderas de recuperación.

2.1.2 Alcance El sistema de vapor y bypass consta de Vapor de alta presión, vapor recalentado frío y caliente (baja presión), y sus by-passes de alta y baja presión, junto con las extracciones de turbina. Los límites del Sistema de Vapor y By-pass se extienden desde la salida del Generador de Vapor de Alta Presión, y vapor recalentado caliente (de Baja Presión) hasta la entrada a los cuerpos de AP y BP de la TV respectivamente. Abarca la salida del cuerpo de AP de la TV hasta la entrada del vapor de Recalentado Frío al Generador de Vapor, así como los sistemas de By-pass de la Planta, y las extracciones para precalentamiento del sistema de agua de alimentación. Se incluyen dentro del sistema los siguientes equipos:

• •

Válvula de By-pass de Alta Presión y componentes auxiliares. Válvula de By-pass de Baja Presión y componentes auxiliares.

2.1.3 Descripción El sistema, en relación con las funciones que realiza, se organiza en los siguientes subsistemas:

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Vapor principal El sistema de vapor principal suministra vapor a la turbina de alta presión (AP) desde la salida del sobrecalentador de alta presión del generador de vapor hasta la entrada a la turbina de alta presión, incluyendo las válvulas de parada y control MSCV. Las líneas están equipadas con transmisores de caudal, presión y temperatura, drenajes automáticos y válvulas de aislamiento, tanto en condiciones normales de carga como a bajas cargas.

•

Vapor recalentado frío El sistema de vapor recalentado frío (VRF) conduce el vapor de escape de la turbina de alta presión hasta la entrada al recalentador del Generador de Vapor. Las líneas están equipadas con válvulas de aislamiento, válvulas de seguridad y válvulas de drenaje automáticas, además de un transmisor de temperatura y un punto de prueba de presión.

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Vapor recalentado caliente - de baja presión El sistema de vapor de baja presión suministra vapor a la turbina de baja presión (BP) desde la salida de los sobrecalentadores de baja presión de caldera hasta la entrada a la turbina de baja presión, sin incluir las válvulas de admisión ACV y ASV, tanto en condiciones normales de carga como a bajas cargas. Las válvulas y la instrumentación son similares a los de la línea de alta presión.

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By-pass de turbina El sistema de by-pass permite, al independizar el generador de vapor de la turbina, obtiene las condiciones de presión y temperatura del vapor principal y del vapor recalentado caliente (baja presión) requeridas por la turbina durante la fase de arranque eliminando transitorios térmicos. En el proceso de rechazo de carga o disparo, donde se produce un exceso de vapor que incrementa la presión en el generador de vapor y en las líneas de vapor, el control del by-pass recibe el control de la presión del vapor principal o recalentado caliente eliminando el exceso de vapor al condensador hasta que la turbina y el generador de vapor se acoplen a la nueva situación de carga.

•

Extracciones de turbina


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El sistema de extracciones de turbina permite precalentar el agua de alimentación mediante el intercambio de calor del vapor extraído de turbina a diferentes niveles de presión y temperatura con el agua de alimentación que se conduce al generador de vapor.

2.1.3.1 Vapor Principal Las tuberías de vapor principal conducen el vapor sobrecalentado desde la salida del sobrecalentador de alta presión hasta las válvulas entrada al cuerpo de alta presión de la turbina. Las tuberías de vapor principal se pueden dividir en (3) tres tramos:

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•

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Primer tramo: Desde la salida del sobrecalentador de alta presión del generador de vapor hasta la confluencia en el colector común. En este tramo se encuentran las siguientes conexiones: • Con el by-pass de alta presión, donde se puede encontrar la válvula motorizada de aislamiento de la de by-pass. • Con la conexión del colector de vapor principal con el sistema de vapor auxiliar. • Antes de la tobera de medida de caudal se ha instalado un pocillo de drenaje que descarga al tanque de purga intermitente de la caldera. Esta línea dispone de una válvula de aislamiento manual y de una válvula motorizada. En el pocete de drenaje se ha instalado el transmisor de temperatura. En la parte inferior de dicho pocillo se han dispuesto dos válvulas manuales para limpieza y "free blow". • Antes de la válvula del aislamiento y retención se ha instalado un segundo pocillo de drenaje que descarga al tanque atmosférico de drenajes a través de la línea. Este pocillo por estar instalado en una línea de Alta Presión tiene las mismas características que el anterior. • Antes de las válvulas motorizadas de aislamiento se ha instalado un tercer pocillo de drenaje que descarga al tanque atmosférico de drenajes de mismas características que los mencionados. Segundo tramo: El colector común discurre hasta la bifurcación a las dos (2) válvulas de parada. En este colector se sitúan tres transmisores de presión y dos termopares para distintos niveles de control y monitorización desde el SCD y el Sistema de Control de TV. Tercer tramo: Del colector común parten dos (2) tuberías a cada una de las válvulas de parada (MSCV-1 y MSCV-2). Aguas abajo de las válvulas de parada las dos tuberías se juntan de nuevo hasta llegar al cuerpo de alta presión de la turbina. La entrada a la turbina de alta presión está conectada con el tanque de expansión del condensador mediante la válvula de descarga de flujo inverso (RFDV), que evacúa el caudal de flujo inverso en arranques templados y calientes para evitar el sobrecalentamiento en el cuerpo de alta presión; también previene la sobrepresurización de dicho cuerpo durante el funcionamiento en by-pass, disparo o rechazo de carga. Antes de cada válvula de parada se encuentra un pocillo de drenaje que descarga en el tanque atmosférico de drenajes. Estos pocillos por pertenecer a una línea de Alta Presión tienen las características y elementos mencionados anteriormente. Las válvulas de parada disponen de conexiones de drenaje antes del asiento y después del asiento que descargan en el tanque de expansión del condensador. Cada una de estas líneas de drenaje dispone de una válvula manual y motorizada de aislamiento.


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2.1.3.2 Vapor recalentado frío El vapor principal después de expandirse en el cuerpo de alta presión de la turbina fluye hacia el generador de vapor. Se pueden consideran tres (3) tramos en la tubería.

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El primer tramo está comprendido entre las dos toberas de salida del cuerpo de alta presión de la turbina y la confluencia cercana a la turbina. En cada línea se encuentra instalado un punto de prueba de presión y dos de temperatura. En cada una de ellas se encuentran instalados un transmisor de presión.

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Segundo tramo: Comprende el colector común que empieza en la confluencia cercana a la turbina y termina en la línea hacia el generador de vapor. A partir de la confluencia y antes de la válvula de retención asistida de recalentado frío se sitúa el pocillo de drenaje que descarga al tanque de expansión del condensador con características de Alta Presión. A continuación y próximo al drenaje se encuentra la válvula de retención asistida de recalentado frío cuya finalidad es evitar posibles retrocesos de vapor a la turbina. En paralelo con la válvula de retención se encuentra la válvula de flujo inverso (AOVRFV) cuya apertura permite el enfriamiento del cuerpo de alta presión de la turbina durante los arranques templados y calientes. Posteriormente existe un pocillo de drenaje de Alta Presión que descarga en el tanque atmosférico de drenajes.

•

Tercer tramo: A partir de este punto sale una (1) tubería, dirigiéndose al colector de entrada correspondiente al recalentador del generador de vapor. En esta tubería se encuentra una (1) válvula de seguridad que descarga a la atmósfera a través de un silenciador. A continuación se dispone de un pocillo de drenaje de Alta Presión que descarga al tanque atmosférico de drenajes. Posteriormente hay una válvula motorizada de aislamiento de caldera. En esta tubería confluye la descarga del by-pass de alta presión.

2.1.3.3 Vapor Recalentado caliente - de baja presión Una vez que el vapor recalentado frío pasa por el recalentador del generador de vapor, fluye hacia el cuerpo de baja presión de la turbina. Las tuberías de vapor de baja presión se pueden dividir en tres tramos:

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Primer tramo: Desde la salida de cada sobrecalentador hasta la confluencia en el colector común. Comienza el tramo, dentro de los límites de caldera, y se une a una tubería, en la que se encuentra un pocillo de drenaje que descarga al tanque de drenajes atmosféricos. Esta línea dispone de una válvula de aislamiento manual y de una válvula neumática (a fallo abre). En el pocete de drenaje se han instalado dos interruptores de nivel. En la parte inferior de dicho pocillo se ha dispuesto una válvula manual para limpieza. Esquema típico de drenajes de Baja Presión. A continuación, fuera de los límites de caldera, tenemos una tobera junto con el transmisor de presión diferencial para medida de caudal, dos transmisores de presión, un transmisor de temperatura, una válvula manual de aislamiento y retención y una válvula motorizada de aislamiento. En este tramo se encuentra las siguientes conexiones: • Con el by- pass de baja presión.


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• Antes de la válvula de aislamiento y retención se ha instalado el pocillo de drenaje que descarga al tanque atmosférico de drenajes con una configuración tipo Baja Presión. • Aguas abajo de la válvula de aislamiento y retención se ha instalado otro pocillo de drenaje que también descarga al tanque atmosférico de drenajes.

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Segundo tramo: En este tramo se encuentran las válvulas de admisión a turbina: la de parada (ASV) y la de control (ACV), ambas con actuación hidráulica; así como tres transmisores de presión y dos termopares. Para una mayor monitorización en la fase de pruebas se instalaran tomas de temperatura. Aguas arriba de las válvulas de admisión existe un pocillo de drenaje que descarga al tanque atmosférico de drenajes del tipo Baja Presión. Aguas abajo de la válvula de parada (ASV) hay una línea de drenaje al condensador, con una válvula manual de aislamiento y una válvula motorizada. Aguas abajo de la válvula de control (ACV) hay otra línea de drenaje al condensador, con una válvula manual de aislamiento y una válvula motorizada.

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Tercer tramo: Un último tramo, para adaptar el tamaño de la tubería a la tobera de admisión a la turbina. Se coloca un reductor al comienzo del tramo. En este tramo existe una conexión que recoge las fugas de los sellos de alta presión de la turbina. Aguas abajo de la conexión anterior, y próximo a la tobera de admisión a la turbina, se ha instalado un punto de prueba de presión.

2.1.3.4 By-pass de Turbina de Vapor

•

By-pass de alta presión: Desde el primer tramo de la tubería de vapor principal procedente del sobrecalentador y antes de las válvulas de corte y retención parte una línea, que conduce el vapor principal hacia la válvula de by-pass de alta presión. En esta línea se ha instalado una válvula de aislamiento motorizada para protección del recalentador en caso de fallo de la válvula de by-pass. Después de esta válvula motorizada conectamos quince (15) diámetros aguas abajo con la válvula de by-pass de alta presión. La línea de descarga del by-pass, se conecta, quince (15) diámetros aguas abajo, con la línea de recalentado frío procedente de la salida del cuerpo de alta de la Turbina. Hay una línea de conexión entre la entrada y la salida de la válvula de by-pass, para precalentamiento de las tuberías y de la válvula mediante el paso de un pequeño caudal de vapor que evita las posibles tensiones producidas por la diferencia de temperatura. En dicha línea se encuentran un par de válvulas y un orificio múltiple para equilibrado de las perdidas del circuito. En la línea aguas abajo de la válvula de by-pass se encuentran situados dos transmisores de presión y tres transmisores de temperatura, así como el pocillo de drenaje tipo Alta Presión que descarga al tanque atmosférico de drenajes. La inyección de agua de alimentación para atemperación se realiza en la descarga de la propia válvula a través de una línea que parte del colector de descarga de las bombas de agua de alimentación y que conecta con la válvula de by-pass e introduce el agua a través de un anillo con boquillas difusoras para mezclarse posteriormente con el vapor. En esta línea se ha instalado una válvula de control, accionada neumáticamente (a fallo cierra) y una válvula de aislamiento también actuada neumáticamente (de apertura rápida, a fallo cierra) que previene las fugas de la


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•

válvula de control de aporte de agua para atemperación y una válvula de retención. Existe otra válvula de control, para regular pequeños caudales, accionada neumáticamente (a fallo cierra), en paralelo con la válvula de control citada anteriormente. By-pass de baja presión De la tubería de vapor recalentado caliente de baja presión procedente de cada recalentador del generador de vapor y antes de las válvulas de corte y retención parte una línea hasta la válvula de By-pass. En esta línea se ha instalado una válvula de aislamiento motorizada para protección del condensador en caso de posible fallo de la válvula de by-pass. Después de esta válvula está la tubería que conduce el vapor hasta la válvula de bypass de baja presión. Esta línea dispone de un pocillo de drenaje al cual se conecta el drenaje procedente de la válvula de bypass, que se dirige al tanque atmosférico de drenajes. Esta última línea es un drenaje del tipo baja presión. La descarga de la válvula de by-pass está directamente conectada al condensador a través del "dump tube". En dicha descarga se ha colocado el transmisor de presión. La inyección de condensado para la atemperación del vapor en la descarga de la válvula de by-pass de baja presión parte del colector de descarga de las bombas de condensado y que conecta con la válvula a través de un anillo que reparte el caudal entre las boquillas difusoras para realizar la atemperación en la descarga de la propia válvula. Esta línea tiene una válvula de aislamiento motorizada, una válvula de retención y una válvula de control actuada hidráulicamente. Nota: Las conexiones de limpieza de los pocillos y los "free blows" mencionados a lo largo de la descripción se conducen a cajas de recogida que forman parte del sistema de drenajes de la turbina de vapor.

2.2 Extracciones de Turbina de Vapor •

Extracciones de turbina de vapor De las tuberías de extracción de vapor de la turbina parten unas líneas hacia los precalentadores de agua de alimentación de baja y alta presión, y hacia el desgasificador. En cada una de estas líneas se han instalado una válvula de aislamiento motorizada junto con una válvula de retención, además de un indicador de presión y temperatura.

2.3 Sistema de condensado El sistema de condensado queda recogido en el P&ID 13W5-2-LC_-MDD-IBC-001 H1-H3.

2.3.1 Función Las funciones para las que ha sido diseñado el Sistema de Condensado son las que a continuación se indican:

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Condensar el vapor de escape del cuerpo de baja presión de la turbina de vapor. Esta función se realiza dentro del Condensador, actuando el agua que circula por el interior de los tubos como foco frío.

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Condensar el vapor procedente de las válvulas de by-pass de baja presión, y de la válvula de descarga de flujo inverso, en secuencias de arranque, rechazo de carga o disparo

•

Extraer los aportes procedentes de los diversos sistemas del ciclo que son conducidos al Condensador.


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•

Extraer, mediante las Bombas de Condensado, el condensado desde el pozo caliente del Condensador a través de los precalentadores de baja presión hasta el desgasificador y así mantener el nivel en el mismo.

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Llenado de líneas del Sistema de Agua de Alimentación, previo al encendido del generador de vapor y llenado de impulsiones de bombas.

•

El condensado se utiliza, en este recorrido hacía el desgasificador, como fluido refrigerante en los siguientes intercambiadores de calor: − En el Condensador de Vapor de Sellado de turbina, situado en el colector de descarga de las Bombas de Condensado, y así asegurar el vacío necesario para mantener el sellado de la turbina de vapor.

• •

Reponer las pérdidas de agua del ciclo, con el aporte de agua al Condensador procedente del Tanque de Almacenamiento de Condensado, mediante las Bombas de Aporte Normal y de Emergencia. Suministrar condensado a los siguientes equipos y sistemas: Al Tanque Atmosférico de drenajes Al Tanque De Expansión del Condensador. Al subsistema de atomización de agua al Condensador (water curtain). Al subsistema de enfriamiento de la campana de escape del cuerpo de baja presión de la turbina de vapor (hood spray). − Al Sistema de Dosificación química. − A las Bombas de Vacío del Condensador. − A las válvulas del ciclo que necesitan sellado. − Sellado de las propias Bombas de Condensado cuando están paradas. − A las válvulas de by-pass del vapor de baja presión para atemperación. − Al atemperador de Vapor de Sellado

− − − −

2.3.2 Alcance Se incluyen dentro del sistema los siguientes equipos:

• • • • •

Condensador principal Dos Bombas de Condensado Dos Bombas de Aporte Normal. Una bomba de aporte de emergencia.

Tanque de Almacenamiento de Condensado Los límites del Sistema de Condensado son los de los P&ID 13W5-2-LC_-MDD-IBC-001 y se extienden desde el Condensador (incluido) hasta los precalentadores de baja presión (no incluidos).

Se incluyen dentro del sistema los siguientes sistemas de líneas de tubería (con válvulas y especialidades de tubería)

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Tubería principal de condensado desde el Condensador hasta los precalentadores de Baja Presión.

• • • • •

Mínima circulación de condensado. Línea de exceso de condensado. Colector de aporte de condensado a sistemas auxiliares. Atemperaciones al by-pass de baja presión. Aporte de condensado desde el Tanque de Almacenamiento de Condensado al Condensador mediante las Bombas de Aporte Normal y la de emergencia.


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Los siguientes equipos interactúan con el Sistema de Condensado pero pertenecen a otros sistemas:

•

Un Condensador de Vapor de Sellado (pertenece al Sistema de Vapor de sellado)

2.3.3 Descripción El Sistema de Condensado lo integra un Condensador, un grupo de bombeo de condensado, un Tanque de Almacenamiento de Condensado y un grupo de aporte de condensado. En el circuito principal de condensado el sistema dispone de dos Bombas de Condensado (del 100% de capacidad cada una, una reserva de la otra) que aspiran de pozo del Condensador y envían el condensado hacia los Precalentadores de Baja presión. Las líneas de impulsión de dichas bombas se unen en un colector común de descarga. El condensado se utiliza en el colector común de este recorrido hacía las Calderas de Recuperación como fluido refrigerante del Condensador de Vapor de Sellado, situado en el colector de descarga de las Bombas de Condensado. Del colector común salen diferentes ramales cuya función es aportar condensado a distintos sistemas o equipos. La recirculación de las Bombas de Condensado es común y se sitúa después del Condensador de Vapor de Sellado. El Tanque de Almacenamiento de Condensado sirve para regular la cantidad de condensado en el sistema recibiendo el exceso de condensado en el sistema mediante una válvula y aportandolo cuando es necesario mediante un grupo de bombeo. El nivel en el Tanque de Almacenamiento de Condensado se repondrá mediante el aporte de agua desmineralizada. Para comprobar la calidad del condensado se tiene un punto de muestreo en el colector de descarga de las Bombas de Condensado. Si la calidad del condensado no es adecuada se dispone de unas líneas dosificadoras de amoniaco e hidracina para adecuar el pH y la concentración de oxígeno en el agua. Aguas abajo de estas dosificaciones se tiene otra línea de muestreo con objeto de comprobar el resultado de la dosificación. El colector común de descarga se bifurca en dos ramales cada uno de los cuales se dirige a una de las dos (2) Calderas de Recuperación. En cada ramal se sitúa un (1) enfriador de purgas de la caldera correspondiente.

2.4 Condensador El Condensador tiene como función la de condensar el vapor de escape procedente del cuerpo de baja presión de la turbina de vapor con objeto de producir y mantener, en el mayor grado posible, el vacío necesario en el foco frío del ciclo, transfiriendo la carga térmica al agua de circulación. Se encuentra situado lateralmente en la descarga de la turbina de vapor. La interfase con la turbina de vapor de baja presión se encuentra en la junta de expansión, que es el elemento flexible que constituye la unión entre el Condensador y la descarga del cuerpo de baja de la turbina haciendo compatibles los esfuerzos y desplazamientos.


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En el pozo caliente del Condensador se almacena el condensado que posteriormente será aspirado por las Bombas de Condensado. Además de las distintas conexiones propias del Sistema de Condensado que se verán a lo largo de esta descripción al Condensador llegan las siguientes líneas de otros sistemas:

• • • • • •

Una línea de descarga del colector de vapor de sellado de turbina. Una línea de que suministra el vapor de barboteo ("sparging") al desaireador del Condensador. Recogida de drenajes de vapor. Recogida de drenajes para los precalentadores de agua de alimentación. Recuperación de drenajes desde el Tanque Atmosférico de Drenajes. Una línea de drenaje para vaciado del Condensador.

Las válvulas de aislamiento que puedan estar a vacío estarán dotadas de una conexión de sellado mediante la inyección de condensado para evitar la entrada de aire en el Condensador. En el Condensador se miden las siguientes variables:

•

Nivel en el pozo caliente del Condensador. Para la medida local de dicha variable se dispone de un indicador local. El Condensador también dispone de tres transmisores de nivel redundantes,

•

Presión en el cuello del Condensador. Para la medida local de dicha variable se dispone de un manómetro, también se dispone de un punto de prueba y de dos transmisores de presión

• •

Temperatura a la entrada del pozo caliente del Condensador. Conductividad del condensado. El Condensador debe disponer de conexiones para utilizar un conductivímetro portátil, que detectaría posibles roturas en los tubos del Condensador. Dichas conexiones contarán con válvulas de aislamiento manuales, distribuidas por parejas. También deberá instalarse para el análisis de conductividad catiónica en continuo del pozo del Condensador un bastidor con línea de retorno de muestras al bastidor.

El Condensador esta conectado mediante dos líneas con el Tanque de Expansión del Condensador. Este tanque pertenece al Sistema de Drenajes de Turbina de Vapor

2.5 Bombas de condensado El sistema cuenta con dos Bombas de Condensado del 100% de capacidad. Durante la operación normal opera solamente una de las dos Bombas de Condensado instaladas, la otra permanecerá en reserva. Las dos Bombas de Condensado aspiran del pozo caliente del Condensador a través de líneas independientes que parten del punto más bajo. La línea se bifurca en sendas tuberías de aspiración que van a las Bombas de Condensado. En cada tubería de aspiración hay una válvula de aislamiento manual enclavada abierta con final de carrera y un filtro de cesta. Estos filtros deben disponer de dos tipos de cestas: una temporal, que sólo estará instalada en el periodo de puesta en marcha, y otra cesta de carácter permanente. El filtro dispone de un transmisor de presión diferencial con indicación en el Sistema de Control para vigilancia del ensuciamiento del mismo.


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Cada bomba posee una línea de venteo de la aspiración conectada con el Condensador. El agua para sellado de las bombas se obtiene a través de una línea que parte del colector común de impulsión de las bombas, de este modo las dos bombas reciben agua para sellado a pesar de que una de ellas esté parada. En la impulsión de las bombas hay una válvula motorizada de aislamiento que se cierra cuando la bomba está parada

2.6 Colector de descarga de las Bombas de Condensado Las tuberías de impulsión de las Bombas de Condensado se unen en un colector común. De este, aguas arriba del Condensador de Vapor de Sellado, parten o confluyen los siguientes ramales:

•

Línea de suministro de condensado al subsistema de enfriamiento de la campana de escape del cuerpo de baja presión de la turbina de vapor (hood spray). Durante los arranques o en los rechazos de carga, es probable que la temperatura del vapor aumente de forma excesiva, causando daños en la campana de escape del cuerpo de baja presión de la turbina de vapor. Para evitar dicho perjuicio, la campana de escape está dotada con unas boquillas rociadoras (hood spray).

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Una línea de muestreo. Para comprobar la calidad del condensado se dispone este punto de muestreo.

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Dos líneas para la dosificación química en el colector de descarga de las Bombas de Condensado. De acuerdo con el resultado obtenido en el punto de muestra anterior se inyectará amoniaco e hidracina, para controlar el pH y el contenido de oxígeno en el condensado.

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El aporte de agua desmineralizada para el llenado del sistema. A través de esta línea se realiza la conexión por la que se llevará a cabo el llenado de la impulsión de las Bombas de Condensado mediante las Bombas de Agua Desmineralizada.

2.7 Condensador de Vapor de Sellado El condensado procedente del colector de descarga de las Bombas de Condensado pasa a través del Condensador de Vapor de Sellado. La función de este equipo es extraer el vapor de sellado de los cojinetes de turbina y la condensación del mismo para su retorno al proceso. El vapor se extrae mediante el vacío creado por una soplante integrada en el equipo y la condensación mediante un intercambiador de carcasa y tubos. El fluido utilizado para enfriar y condensar el vapor es el propio condensado obtenido de la impulsión de las Bombas de Condensado. El Condensador de Vapor de Sellado tiene que garantizar la extracción del vapor de sellado de la turbina de vapor. Un mal funcionamiento del equipo implicaría disparo de la turbina de vapor, por lo que el suministro de condensado a su través debe ser ininterrumpido y nunca inferior a un caudal mínimo. Aguas abajo del Condensador de Vapor de Sellado hay una válvula de seguridad para evitar posibles presurizaciones en el lado tubos si se cierran las dos válvulas de aislamiento de dicho Condensador mientras sigue circulando vapor por el lado carcasa. El Condensador de Vapor de Sellado cuenta con una línea de by-pass que permita realizar determinadas labores de mantenimiento sobre el equipo con la turbina en funcionamiento. En este caso la temperatura del vapor de sellos se reduce mediante la aportación de condensado en un atemperador.


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Aguas abajo del Condensador de Vapor de Sellado se encuentra una tobera, con tres transmisores de presión diferencial, triple redundantes, asociados a ella, cuya función es la de medir el caudal que circula a través del Condensador de Vapor de Sellado para asegurarse en todo momento de que el caudal circulante es suficiente para refrigerar el equipo.

2.8 Colector de servicios Del colector de descarga de las Bombas de Condensado parte el colector de servicios. Su función es la de suministrar condensado a aquellos sistemas y equipos que lo requieran. Este colector se puede aislar del resto del Sistema de Condensado mediante una válvula de compuerta manual. Este ramal se dispone aguas abajo del Condensador de Vapor de Sellado para asegurar el paso de un mayor caudal por este equipo. En el colector de servicios dispone de medidas de caudal y de presión local en el colector. Del colector de servicios parten los siguientes ramales:

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Línea de suministro de condensado al Tanque de Expansión del Condensador. La función del condensado es enfriar los drenajes que llegan al Tanque de Expansión del Condensador.

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Línea de suministro de condensado al subsistema de atomización de agua al Condensador (water curtain). Su función es la de disminuir la entalpía de las corrientes de vapor que entran en el Condensador a través del "dump tube" del bypass de turbina de vapor. En la línea se encuentra una válvula de control operada por aire con conexión de sellado, con su correspondiente by-pass.

•

Línea al atemperador de vapor de sellado. Normalmente el vapor de sellado se condensa en el Condensador de Vapor de Sellado, por lo que el atemperador sólo funcionará puntualmente en caso de que el Condensador de Vapor de Sellado esté fuera de servicio.

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Línea de suministro de condensado al Sistema de Dosificación Química. Su función es la de diluir los aditivos que se van a añadir al ciclo.

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Línea de suministro de condensado al Tanque Atmosférico. La función del condensado es enfriar los drenajes que llegan al Tanque Atmosférico.

Aguas abajo del colector de servicios parten la línea de atemperación del by-pass de baja presión. El Sistema de Condensado aporta agua para enfriar el vapor de baja presión procedente de Generador de vapor antes de ser enviado al Condensador durante el funcionamiento en modo by-pass.

2.9 Línea de mínima circulación de condensado A continuación en el colector de condensado se encuentra la línea de mínima recirculación de condensado. Este es un ramal que parte del colector de descarga de las Bombas de Condensado aguas abajo de la tobera y llega hasta el Condensador. La finalidad de la recirculación de condensado es asegurar un caudal mínimo a través del Condensador de Vapor de Sellado y de las Bombas de Condensado. En la línea de mínima recirculación se encuentra la válvula de control que regula este caudal. Dicha válvula tiene conexión de sellado y dispone de su correspondiente by pass.


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Esta válvula abre o cierra para conseguir en el Condensador de Vapor de Sellado. Con esto se asegura el caudal mínimo a través de las Bombas de Condensado, dado que éste es bastante menor que el mínimo requerido por el Condensador de Vapor de Sellado.

2.10 Línea de exceso de condensado La línea de exceso de condensado es un ramal que parte del colector de descarga de las Bombas de Condensado aguas arriba de la línea de mínima recirculación y llega al Tanque de Almacenamiento de Condensado. La finalidad de la línea de exceso de condensado es controlar el alto nivel en el pozo del Condensador, enviando el excedente de agua en el Condensador al Tanque de Almacenamiento de Condensado. El exceso de condensado se controla mediante una válvula de control situada en esta línea.

2.11 Alimentación a precalentadores de baja presión En este punto y para comprobar el efecto de la adición de químicos realizada aguas arriba del Condensador de Vapor de Sellado se tiene un punto de muestreo. Se dispone la toma en este punto con objeto de que haya a una distancia tal entre el muestreo y la adición de químicos que garantice que se han mezclado de forma uniforme en el condensado, Aguas abajo de la línea de muestreo se tiene una válvula de seguridad para protección del Sistema de Condensado en caso de fugas de los Sistemas de Agua de Alimentación a través de las líneas de llenado.

2.12 Subsistema de aporte de condensado al pozo del condensador 2.12.1 Aporte normal al Condensador Durante la operación de la planta, en el generador de vapor se realiza una purga continua, cuyo objetivo es mantener la calidad del agua. Esta purga, así como posibles pérdidas del agua del ciclo en diferentes servicios obligan a una reposición continua al mismo. Dicho aporte se realiza en el Condensador mediante las Bombas de Aporte Normal. El Sistema de Condensado está dotado con dos (2) Bombas de Aporte Normal del 100% de capacidad por lo que, una actúa como reserva de la otra. En operación normal, una de las dos bombas estará en funcionamiento continuo. Cuando la demanda de agua sea mínima la bomba no parará, simplemente estará recirculando al Tanque de Almacenamiento de Condensado. El aporte de agua desmineralizada al Tanque de Almacenamiento de Condensado de almacenamiento se produce a través de una línea dotada de válvula de control que abre o cierra en función del nivel en el tanque. Aguas abajo hay una válvula antiretorno tras la que se encuentra la conexión al tanque. Las dos Bombas de Aporte Normal aspiran de un colector común que proviene del Tanque de Almacenamiento de Condensado. De dicho colector parten las líneas de aspiración de cada una de las dos bombas. Cada una de estas líneas está dotada de una válvula de aislamiento manual enclavada abierta con final de carrera y un filtro. En la descarga de la bomba se encuentra una línea de caudal mínimo mediante orificio de restricción. Las líneas de recirculación de ambas bombas confluyen en el colector común que descarga en el Tanque de Almacenamiento de Condensado. Las líneas de impulsión se unen en un colector común. De dicho colector parten como ramales:


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La línea de aporte de condensado para el sellado de las válvulas sometidas a vacío. La línea de aporte de condensado al depósito separador de las Bombas de Vacío del Sistema de Vacío del Condensador. Una línea de muestreo para comprobar la calidad del condensado aportado.

Aguas abajo de estos ramales se encuentra la válvula control de aporte normal cuya función es mantener el nivel normal en el pozo del Condensador. Esta válvula abrirá siempre que el nivel medido en el Condensador este por debajo de un determinado nivel. Tiene conexión de sellado y está dotada de su correspondiente línea de by-pass.

2.12.2 Aporte de emergencia al Condensador Durante los arranques la cantidad de agua purgada en el generador de vapor aumenta de forma considerable, por lo que el nivel en el pozo del Condensador disminuye rápidamente. Para hacer frente a esta situación se tiene una bomba de aporte de emergencia cuya función es reponer el nivel normal en el Condensador. La línea de aspiración de la bomba de emergencia parte del colector que aporta agua desde el Tanque de Almacenamiento de Condensado hasta las Bombas de Aporte Normal y está dotada de un filtro para la protección de la bomba, y de una válvula manual de aislamiento enclavada abierta. En la parte final de la línea, cerca de la descarga al Condensador, se encuentra la válvula de control, operada por aire, con conexión de sellado y con su correspondiente línea de by-pass.

2.13 Tanque de Almacenamiento de Condensado El Tanque de Almacenamiento de Condensado estará dotado de: una línea de rebose, venteo y línea de drenaje del tanque. La línea de drenaje tendrá una válvula de aislamiento que está enclavada cerrada. Para conocer el nivel de agua en el tanque se dispone de dos transmisores de nivel y de un indicador de nivel local.

2.14 Sistema de vacío del condensador 2.14.1 Función Las funciones para las que ha sido diseñado el sistema de vacío del condensador son las que a continuación se indican:

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En el arranque de la planta ("modo hogging”) el sistema de vacío deberá ser capaz de producir un vacío en el condensador de 10" de Hg en 15 minutos, absorbiendo todo el aire contenido en el condensador, turbina de vapor y tanque de expansión del condensador. Para este modo de operación tendrán que estar funcionando las dos bombas de vacío en paralelo. En operación normal ("modo holding") el sistema de vacío deberá de ser capaz de aspirar los incondensables que se almacenen en las cámaras de incondensables del condensador. Para este modo de operación sólo tendrá que estar en funcionamiento una de las dos bombas de vacío. En paradas prolongadas de la planta el sistema de vacío deberá ser capaz de romper el vacío en el condensador. Para ello se abrirá la válvula rompedora de vacío, permitiendo la entrada de aire en el condensador.


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2.14.2 Alcance Los límites del sistema son las conexiones de extracción de incondensables en el condensador y la conexión para la válvula rompedora de vacío. La descarga de los inconfensables es a la atmósfera. Se incluyen dentro del sistema los siguientes equipos:

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Dos módulos de gemelos formados cada uno de ellos por: − una (1) bomba de vacío − un (1) depósito separador aire/agua − una (1) bomba de sellado del anillo líquido − un (1) enfriador de placas del agua de sellado. Una válvula rompedora de vacío.

Se incluyen dentro del sistema las siguientes líneas de tuberías (con válvulas y especialidades de tubería):

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Tubería de aspiración de las bombas de vacío Tubería de descarga a la atmósfera de las bombas de vacío Tubería de conexión de la válvula rompedora de vacío.

Los siguientes equipos interactúan con el sistema de vacío del condensador pero pertenecen a otros sistemas:

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Condensador. Pertenece al sistema de condensado

2.14.3 Descripción El sistema de vacío del condensador está formado por dos módulos ("skids") del 100% de capacidad, es decir, en operación normal sólo estará funcionando uno de ellos y el otro permanecerá de reserva. La bomba de vacío que esté en operación aspirará los gases incondensables acompañados de vapor desde las conexiones en las cajas de agua de salida del condensador. Los enviará a un depósito separador aire/agua en donde el aire es evacuado al exterior por la línea de venteo del depósito. El condensado que se va formando en el separador servirá para reponer las pérdidas que se produzcan en el anillo líquido de las bombas de vacío. Cuando se alcance un cierto nivel de condensado en el separador, será extraído mediante la línea de rebose del tanque. Además, el sistema de vacío está dotado con una válvula rompedora de vacío que permite la entrada de aire en el condensador.

2.15 Aspiración de Incondensables del Condensador El condensador dispondrá de dos líneas de extracción de incondensables, conectadas con las cámaras de incondensables del condensador. Estas líneas están provistas, cada una de ellas, con un termopozo y una válvula de aislamiento con conexión de sellado. Estas válvulas tienen la función de aislar manualmente las cámaras de incondensables. Estas dos líneas se unen en un colector común, que se bifurca en las dos líneas de aspiración de las bombas de vacío. En cada una de las líneas de aspiración de las bombas de vacío se encuentran las siguientes válvulas:


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Una válvula de aislamiento manual, con conexión de sellado. Su función es la de aislar el "skid" en caso de que esté fuera de servicio. Una válvula con accionamiento neumático (todo/nada). Ante fallo de aire de instrumentos la válvula abrirá. Una válvula de retención de clapeta.

Aguas abajo de las válvulas anteriormente citadas, en la aspiración de cada bomba de vacío, se instala un manómetro. En el punto más bajo de las dos líneas de aspiración de las bombas de vacío, se dispone de un drenaje para cuando sea necesario vaciar la instalación. Dicho drenaje dispone de una válvula de bola bridada, cerrada en operación normal.

2.16 Bombas de Vacío del Condensador El sistema de vacío del condensador dispone de dos bombas de vacío del 100% de capacidad, de modo que en funcionamiento normal del sistema ("modo holding"), funcionará sólo una de ellas, quedando la otra en reserva. Durante el arranque ("modo hogging") funcionarán las dos bombas en paralelo. Las bombas de vacío son del tipo "anillo líquido", es decir, el rodete va colocado excéntricamente en la carcasa cilíndrica de la bomba. El giro del rodete origina el giro simultáneo de un anillo líquido cuyo interior llega a alcanzar, en el punto de paso más reducido, el eje del rodete y que con la progresión del giro vuelve a alejarse. El anillo líquido comprime el gas introducido en la bomba y posteriormente lo expulsa.

2.17 Bombas de sellado del agua del anillo líquido Para el correcto funcionamiento de las bombas de vacío se necesita un sistema auxiliar, el sistema de reposición de agua del anillo líquido. Este sistema tiene que garantizar un suministro continuo de agua al anillo a una temperatura adecuada. Durante el funcionamiento normal de las bombas de vacío se produce un cierto arrastre del agua del anillo líquido que irá a parar a los depósitos separadores. Para reponer estas pérdidas de agua se cuenta con:

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Una bomba de sellado que aspira agua del depósito separador, que dispone de un filtro en "Y" ubicado en la aspiración. La bomba de sellado conduce el agua al enfriador de placas de agua de sellado. Dicho enfriador utiliza como fluido refrigerante agua del circuito abierto de refrigeración de componentes. El enfriador cuenta con cuatro (4) válvulas de aislamiento: tres de ellas de bola y la de salida del agua de aporte al anillo líquido de globo, para poder regular el caudal manualmente.

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La salida del enfriador está directamente conectada con la bomba de vacío, en la línea de conexión se cuenta con un caudalímetro y un termómetro. Con estos dos instrumentos se podrá vigilar tanto el caudal como la temperatura del agua de reposición al anillo líquido.

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En función del fabricante se hacen aportes de agua de anillo líquido en distintos puntos de la bomba, e incluso en la tubería de entrada de incondensables a la bomba.

2.18 Separadores Aire/ Agua El aire y el vapor aspirado por la bomba de vacío junto con los arrastres de agua del anillo líquido serán conducidos, a través de la tubería de impulsión de la bomba, al tanque separador aire/ agua.


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En el depósito se separa el aire del agua arrastrada y parte del vapor condensa y es almacenado en el depósito. El aire es evacuado a la atmósfera mediante la línea de venteo del depósito. El aire se evacuará a la atmósfera a través de una línea de venteo. Dicha línea esta dotada con una válvula de retención de clapeta para evitar retornos de aire. Una vez que la línea de evacuación exterior ha atravesado la pared del edificio se tornará vertical para permitir que los gases incondensables salgan directamente a la atmósfera y los posibles condensados que se produzcan sean recogidos en una línea de drenaje. Cuando se desee conocer el caudal de incondensables que se esté descargando, la evacuación se realizará a través del rotámetro. Dicha línea esta dotada con:

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Una válvula de aislamiento manual.

Un rotámetro para medida de caudal Esta línea de medición descarga directamente a la atmósfera.

El vapor que tras condensarse se almacena en el depósito separador sirve como fuente de alimentación para la reposición de agua de sellado o de aporte al anillo líquido de las bombas de vacío.. El depósito dispondrá de un aporte externo de agua, mediante una válvula neumática (fallo cierra) que abrirá para reponer el nivel del tanque de separación aire / vapor cuando caiga por debajo de un valor de consigna. La válvula cerrará cuando se alcance el nivel normal en el separador aire/agua. La medida del nivel se realizará mediante un transmisor de nivel El aporte al tanque separador aire / agua se realiza desde el sistema de condensado mediante una línea dotada con una válvula manual de aislamiento, además de la válvula neumática anteriormente citada. Entre estas dos válvulas, sale un ramal que se dirige directamente a las bombas de vacío. Dicha línea está dotada de una válvula manual de bola normalmente cerrada, que se abrirá para el cebado inicial de la bomba de vacío. Mientras se realiza el cebado, la línea mencionada actúa como línea de venteo. Durante la operación normal de la bomba de vacío su función es la de equilibrado; esta línea está dotada con un orificio restrictivo. La línea indicada parte de la línea de cebado, aguas arriba de la válvula de bola y su función es la de aportar condensado a un rociador interior de la bomba de vacío. El depósito cuenta también con una línea de drenaje dotada con una válvula de aislamiento manual tipo bola que en operación normal estará cerrada. Para el caso en que el nivel en el depósito aumente excesivamente se cuenta con una línea de rebose, que evacuará el exceso de agua. Esta línea se une con la línea de drenaje del depósito, aguas abajo de la válvula de bola. Los drenajes y reboses se conducen al pozo sumidero de bombeo de drenajes de la zona del condensador.

2.19 Válvula de rotura de vacío En paradas prolongadas se hace necesario romper el vacío establecido en el condensador. Para ello el sistema de vacío está dotado de la válvula rompedora de vacío, actuada neumáticamente. El aire entrará al condensador a través de dicha válvula dotada de una rejilla en su parte exterior.


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La válvula rompedora de vacío también permite efectuar una parada más rápida de la turbina de vapor creando un par de frenado debido a fricción de aire en los álabes de la turbina de vapor.


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Sistemas Auxiliares de la Turbina de Vapor.pdf

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