Propulsión turboeléctrica

Barcos, submarinos y demás ingenios marítimos.

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minoru genda
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Propulsión turboeléctrica

Mensaje por minoru genda »

El siguiente artículo ha sido publicado por mí en diferentes foros y dado que se trata de un artículo de divulgación técnica que sirve para que quienes quieran saber un poco más al respecto tengan una pequeña referencia sobre los medios eléctricos de propulsión que había en la segunda guerra mundial creo que éste sitio debe compartirlo con ellos

LA PROPULSIÓN POR MEDIOS ELÉCTRICOS

Propulsión eléctrica

Introducción
La propulsión eléctrica es aquella en que los propulsores (conjunto de ejes y hélices) son accionados por medio de electromotores que son alimentados mediante baterías de acumuladores o por generadores eléctricos que son movidos por turbinas o por motores diesel.
Los mayores logros en éste campo nacen de la necesidad de dotar a los primeros sumergibles de una propulsión durante la navegación en inmersión que cuando en su momento fueron dotados de motores eléctricos movidos por baterías tenían una autonomía muy limitada porque para recargar baterías debían hacerlo en puerto. Fue, entre otros el caso del submarino de Isaac Peral
La propulsión eléctrica puede considerarse dividida en tres clases
1) Propulsión por baterías
2) Propulsión turbo-eléctrica
3) Propulsión diesel-eléctrica
Un poco de historia
En 1838 y por iniciativa de Jacobi profesor de San Petersburgo se hizo el primer ensayo de propulsión eléctrica en el río Neva, para ello se dotó a una embarcación de 6,5 metros de un motor eléctrico de un caballo de vapor que movía unas ruedas de paletas, el motor recibía la corriente de una batería de 128 elementos. Años más tarde y en 1858 fue en EE.UU cuando se comenzó a aplicar la propulsión mixta a un sumergible utilizando máquinas alternativas de vapor para navegación en superficie y motores eléctricos alimentados por baterías para la navegación en inmersión, el sumergible en cuestión se llamaba Alistitt.
Las pruebas con motores eléctricos y la instalación de los mismos no fue abandonada así en 1884 se construyó en Londres una embarcación propulsada por un motor eléctrico de 9 caballos alimentado por acumuladores, en septiembre de 1888 Isaac Peral bota su sumergible que está dotado de dos motores de 30 caballos cada uno y que también son alimentados por acumuladores, Gustav Zédé bota su Gymnote con un motor eléctrico de 50 caballos en ese mismo año.
Por entonces a finales del siglo XIX ya se planteaba seriamente la aplicación de la propulsión eléctrica para la propulsión submarina y la solución más típica era la utilización de un sistema mixto, esto es máquinas alternativas de vapor o de combustión para la navegación en superficie y motores eléctricos alimentados por baterías de acumuladores eléctricos para la navegación en inmersión.
El sistema diesel eléctrico es probado por primera vez en Rusia el año 1903 un petrolero fue el buque elegido para ser el primero de estas características y usado como transporte fluvial en el río Volga con destino a los puertos del mar Caspio.
Dicho petrolero desplazaba 1150 toneladas y sus tres motores que accionaban otras tantas dínamos para alimentar los propulsores eléctricos alcanzaban la potencia de 360 caballos de vapor y la velocidad de 7 nudos.
Por su parte el sistema turbo-eléctrico es adoptado por primera vez en EE.UU cuando es transformado el carbonero Júpiter en el portaviones Langley al que se dota de dos turbinas Curtiss a las que se acoplan dos alternadores de 5500 Kilowatios que suministraban corriente a dos motores de inducción y los que a su vez movían sendos ejes propulsores.
Las pruebas comparativas del Langley equipado con turbo-eléctricos, Neptune con turbinas de engranajes y Cyclops con motor alternativo de vapor dieron un resultado favorable a la propulsión turbo-eléctrica lo que influyó en la elección del sistema de propulsión a aplicar en la clase de acorazados Colorado de 32000 toneladas de desplazamiento.
El sistema consistía en dos grupos turboalternadores que movían cuatro motores asíncronos acoplados directamente a cuatro ejes propulsores.
Los clase Colorado fueron: Colorado, New Mexico, California, Tennesse, West Virginia y Maryland.
Con posterioridad los portaviones Lexington y Saratoga que fueron acorazados convertidos en portaviones también fueron dotados de propulsión turbo-eléctrica con una potencia que alcanzaba los 180000 caballos de vapor.
En 1923 los británicos instalaron en el crucero-minador Adventure la propulsión diesel-eléctrica para velocidades de crucero.
En EE.UU fueron construidos durante la segunda guerra mundial más de dos centenares de buques con propulsiones turbo-eléctricas ó diesel-eléctricas entre destructores de escolta, buques nodriza de submarinos, minadores y embarcaciones menores además de un buen número de buques mercantes de los cuales la mayoría eran petroleros.

TÉCNICA

Propulsión por baterías de acumuladores
Se trata del único sistema de propulsión eléctrica pura y se emplea por lo general para la propulsión de sumergibles y submarinos en inmersión y en algunas embarcaciones menores.
Las  plantas de éste tipo se componen de un electromotor por cada eje propulsor, alimentados por la energía que suministran un grupo de baterías de acumuladores.
Una imagen de un sistema de propulsión eléctrica en gris podemos ver el sistema adoptado a partir de la utilización de los motores Diesel trabajando tanto como propulsores como de ayuda para el movimiento de motores generadores en la carga de baterías.
Para el caso concreto de sumergibles y submarinos la planta consiste en un motor-generador eléctrico por eje que va acoplado por un lado (proa) a un motor diesel y por el opuesto (popa) al eje propulsor. En inmersión se desacopla el motor o motores diesel y se usan los electromotores como propulsores. Al regresar a la superficie se acoplan los motores diesel y los electromotores trabajan como generadores que cargan las baterías.
Las combinaciones son varias y sobre ellas hay un artículo en éste enlace http://www.u-historia.com/  > Técnica > Combinaciones de propulsión y carga de baterías
También se puede ampliar en: http://www.u-historia.com/  > Técnica > Visita guiada > motores eléctricos.

Imagen


Como funciona
La electricidad para que el motor (6) gire la proporciona el acumulador de baterías (11) a través de los cables de alimentación (12) el interruptor general (13)  el cuadro (14) y de nuevo los cables de salida del cuadro (15).
El cuadro (14) tiene una serie de dispositivos (interruptores, volantes y palancas) que regulan el régimen del motor cuando funciona como tal e indicadores (amperímetros y voltímetros) que marcan los datos relacionados con la tensión e intensidad de trabajo y consumo del motor así como la intensidad de campo de la excitación.
Para el caso de un motor no reversible, esto es que no pueda hacer de generador para recargar las baterías, cuando éstas se descargan el buque debe recargarse en puerto por lo que debe prever una distancia a alejarse igual a la mitad de su autonomía para poder regresar por sus propios medios.
Para el caso de  un motor reversible que sí pueda hacer de generador se procede del siguiente modo en el cuadro se cambia el sistema de conexiones accionando los interruptores correspondientes para que el motor cambie a la actividad de generador luego se conecta el embrague (9) y se arranca el motor Diesel (10) Este sistema tiene la ventaja de que se puede propulsar el buque con ayuda del motor diesel mientras se cargan baterías y es el adoptado por submarinos y sumergibles de propulsión Diesel

Propulsión turbo-eléctrica
En este sistema se utilizan electromotores para mover los ejes propulsores, la energía que los electromotores consumen proviene de  generadores eléctricos movidos por turbinas de vapor que se acoplan a dichos generadores bien directamente bien por medio de engranajes reductores.
El sistema permite compaginar el rendimiento de las turbinas y de los motores propulsores al hacer que dichas turbinas puedan girar a un elevado número de revoluciones mientras los motores eléctricos lo hacen al régimen requerido por las hélices y a un número de revoluciones comprendido generalmente entre las 60 y 250 a 400 r.p.m.
Una instalación turbo-eléctrica, (y hasta el advenimiento de las turbinas de gas que ocurrió en 1951, momento en que se aplicó la propulsión turbo-eléctrica con generadores movidos por turbinas de gas)se compone esencialmente de:
Generadores de vapor (calderas), turbinas de vapor, generadores eléctricos acoplados a las turbinas, motores eléctricos para mover los ejes y hélices, turbinas auxiliares que mueven los generadores de las excitaciones, cuadros de control y sistemas de ventilación de todas las máquinas eléctricas (generadores , motores eléctricos, generadores de las excitaciones,….etc.
Las turbinas empleadas, tanto si son de vapor como si son de gas, tienen un régimen de giro comprendido entre 1500 y 3000 r.p.m., los generadores eléctricos son por regla general alternadores bipolares y normalmente trifásicos dando tensiones de entre 2000 y 6000 voltios y frecuencias comprendidas entre 30 y 80 ciclos/segundo (herzios), se construyen de un número reducido de polos  con objeto de obtener una adecuada reducción de velocidad entre alternador  y motor, sin hacer excesivamente grande el número de polos de éste último. La corriente de excitación es suministrada por dínamos acopladas por lo general a turbinas auxiliares independientes aunque en algunas ocasiones se acoplan al eje del propio alternador.
El empleo general de la corriente alterna en la propulsión turbo-eléctrica es debido a la mejor adaptación estructural de los alternadores a las grandes velocidades de giro de las turbinas, que no permiten el accionamiento directo de dínamos (generadores de corriente continua), obteniéndose además un mejor rendimiento en generadores y motores. Los motores eléctricos empleados de un modo casi exclusivo son síncronos en razón a su mayor rendimiento, buena regulación y elevado factor de potencia, sin embargo tienen el inconveniente de su débil par de arranque, que suele corregirse incluyendo una bobina inductora de jaula en los polos del rotor, de ese modo el motor funciona en arranque como asíncrono y una vez a arrancado y ya en régimen normal como síncrono. Puede también utilizarse un motor asíncrono provisto de un compensador de fase con lo que se consiguen las ventajas de esta clase de motores y las inherentes a motores asíncronos de tener a la unidad como factor de potencia.
En lo referente al número de polos inductores depende de la reducción de velocidad que se pretenda obtener, por lo general el número máximo de polos es de 72, ya que un número superior es excesivo y hace a su vez que el diámetro de los motores sea muy grande y dado que en pequeñas potencias no es posible un motor con tan alto número de polos hay buques en los que se emplea una doble reducción, la primera eléctrica y la segunda mecánica en el segundo caso se acopla el motor al eje por medio de un reductor de engranajes. La velocidad de los motores que mueven los ejes (motores propulsores) se regula de dos formas diferentes
1) Cambiando el número de polos inductores.
2) Variando la frecuencia de la corriente producida mediante la apertura o cierre de la válvula que suministra vapor a la turbina que a su vez varía la velocidad de giro de dicha turbina.
Cuando se precisa una amplia gama de velocidades se emplea un sistema mixto de los anteriores, esto es modificando el segundo sistema se consiguen variaciones de velocidad intermedias para cada variación del primer sistema.
Para el caso de pequeñas variaciones de velocidades se actúa sobre los reóstatos de excitación, motor y alternador, éste sistema también se usa para no variar la frecuencia de la corriente cuando ésta se utiliza para alimentación de equipos auxiliares pero que en cualquier caso resulta antieconómico especialmente cuando se trabaja con potencias elevadas.
Para el cambio de giro basta con cambiar el sistema de conexiones de dos de las tres fases paso que se sigue para cambiar el giro de cualquier motor eléctrico trifásico.
Todas estas maniobras se realizan desde un cuadro de control en el que se encuentran reunidos todos los mandos y aparatos de medida que controlan, voltaje, intensidad, potencia, etc., dicho cuadro puede estar situado dentro de la cámara de máquinas o en otro compartimento totalmente independiente. Por último debe de proveerse a todo el sistema de motores y generadores de una ventilación adecuada y cuya instalación más adecuada es aquella en la que se provee a cada motor y a cada generador de una ventilación independiente. El aire circulará en circuito cerrado y su refrigeración se llevará a cabo con agua salada en enfriadores instalados al efecto.
La extinción de eventuales fuegos en generadores motores o instalaciones anexas está previsto un circuito de extinción alimentado por anhídrido carbónico cuya descarga sea lo más inmediata posible.
Esquema práctico de una propulsión turbo-eléctrica

Imagen

Esquema eléctrico de una propulsión turbo-eléctrica

Imagen

Como funciona
Durante la marcha avante las turbinas (1) giran normalmente alimentadas por el vapor de las calderas y siempre en el mismo sentido haciendo a su vez girar a los generadores (2) que producen la corriente alterna necesaria para alimentar a los motores (11) a través de los interruptores (7) y (8). A un tiempo la turbina auxiliar (5) hace girar al generador de corriente continua (3) que proporciona corriente a las excitaciones (4) a través de los reóstatos (10) y los interruptores (6) corriente necesaria para crear los campos magnéticos en los inductores campos que al ser cortados por las bobinas del inducido producen la corriente.
Los medios de actuación para variar la velocidad del buque como ya vimos más arriba son:
1) Regular hacia arriba o hacia abajo el flujo de vapor de las turbinas (1)
2) Regular la corriente de las excitaciones a través de los reóstatos (10)
3) Cambiando el número de polos inductores por medio de conmutadores o interruptores situados en el cuadro de control
Para cambiar de marcha avante a marcha atrás se procede del siguiente modo.
    1) Se corta la corriente con el circuito de mando al efecto, en dicho circuito se activan una serie de relés que abren los interruptores (8) de un modo automático mientras cierran de igual modo los inversores (9) como vemos estos inversores cruzan dos de las tres fases lo que provoca que el motor comience a girar en sentido inverso

Ventajas e inconvenientes de la propulsión turbo-eléctrica respecto a las turbinas de engranajes

Ventajas

1) Simplificación de las máquinas térmicas. Esto es así porque las turbinas siempre giran en el mismo sentido y al no necesitar máquina de ciar la construcción de las turbinas es más sencilla
2) Disposición de toda la potencia en marcha atrás. El motor eléctrico al invertir la marcha y poner marcha atrás puede disponer de la misma potencia que tenía cuando iba avante.
3) Mayor libertad a la hora de disponer el emplazamiento de los grupos generadores y motores propulsores. Se ahorran ejes intermedios y tuberías de alimentación, se aprovecha mejor el espacio y se puede disponer de una subdivisión estanca más eficaz.
4) Posibilidad de utilizar los grupos generadores principales para suministrar energía a la propulsión y a los grupos auxiliares. Esto es posible tanto en el puerto como en el mar siempre que la velocidad del buque permanezca constante, en caso contrario se puede disponer de uno o varios grupos compuestos por un motor eléctrico alimentado por los alternadores principales  que mueva a su vez una dínamo o alternador que también pueden ser accionadas por una turbina auxiliar  que funciona de un modo automático en el momento que sea necesario
5) Mayor reserva de potencia en caso de avería en un grupo generador. En éste caso el buque puede seguir navegando con todos los motores eléctricos propulsores que son alimentados por los generadores que siguen funcionando
     
Inconvenientes

1) Mayor peso y por lo general mayor volumen. Motores eléctricos y generadores ocupan más espacio y suponen un mayor peso, necesitan instalaciones adicionales como ventilaciones, instalaciones de refrigeración, líneas eléctricas para alta potencia…..
2) Mayor coste de la instalación. Los materiales empleados y la naturaleza de los sistemas resultan caros
3) Mayor consumo. Existe efectivamente un mayor consumo al tener que realizar una doble transformación de energía.

Propulsión Diesel-eléctrica
En éste tipo de propulsión la energía es suministrada por generadores eléctricos movidos por motores diesel que alimentan a los motores eléctricos acoplados a los ejes propulsores.
Una instalación Diesel-eléctrica consta de uno o más motores acoplados a igual número de generadores eléctricos que suministran la corriente al motor o motores eléctricos encargados de la propulsión.
Los motores Diesel son irreversibles, esto es giran siempre en el mismo sentido y por tanto de construcción sencilla. El régimen de giro se encuentra entre las 250 y 600 r.p.m. y la corriente empleada puede ser continua o alterna, en un principio y durante bastante tiempo fue usada de un modo casi exclusivo la corriente continua porque presentaba las ventajas,  de fácil acoplamiento a las dínamos y una mayor facilidad en los cambios de régimen y maniobra. En la actualidad se utilizan indistintamente corriente alterna o continua con mayor preferencia por la alterna para los casos de elevadas potencias debido a las dificultades de empleo de elevados voltajes con corriente continua.
La regulación de velocidad de los motores de propulsión, cuando son de corriente continua, se realiza actuando sobre la excitación de los generadores por medio de reóstatos girando dichos generadores a velocidad constante y en el caso de que varios generadores alimenten a un mismo motor se conectan sus excitaciones en paralelo con el objeto de unificar el mando.
Para la regulación de la velocidad con corriente alterna se procede de forma similar a lo ya explicado para la propulsión turbo-eléctrica.
La propulsión Diesel-eléctrica tiene las mismas ventajas e inconvenientes que las comentadas para la propulsión turbo-eléctrica y solo se puede añadir como ventaja adicional que la supresión de cambio de marcha, debida a que los diesel giran siempre en el mismo sentido, supone un menor dimensionado en la capacidad de las botellas de aire y de los compresores utilizados para rellenarlas.
Esquema práctico de una propulsión Diesel eléctrica con turbina para el generador auxiliar

Imagen

Esquema eléctrico de una propulsión Diesel eléctrica con motor diesel para el generador auxiliar.

Imagen

El funcionamiento de la propulsión Diesel eléctrica es similar al de la propulsión turboeléctrica salvando las lógicas diferencias entre las turbinas y los motores Diesel

Bibliografía:
Diccionario Enciclopédico Espasa Calpe
Enciclopedia el Mar de Salvat
Propulsión eléctrica en ingeniería naval, José Mª Glez-Llano
Enciclopedia of Warships, Grange Books
Enciclopedia de los Barcos de Edimat
Conocimientos propios sobre el tema tratado
Los dibujos son de elaboración propia
r una doble transformación de energía.


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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Quinto_Sertorio »

Lo que esa lista de ventajas, e inconvenientes, significa; es que este tipo de propulsión, no es mejor ni peor, sino que tiene aplicaciones en las que es más útil que en otras. Por aplicación digo, tipo de buque. Y eso es algo que se podría comentar, o discutir, si esta propulsión se adapta bien a un acorazado, por ejemplo, o a un destructor. Por ejemplo, visto lo visto, para este último sería absolutamente contraproducente, por peso y volumen, por coste, y por el consumo, tema muy crítico en un pequeño buque como un destructor de escuadra.

Por ejemplo.

Saludos
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Triton »

Un gran trabajo Minoru. :dpm:

Aunque tengo que reconocer que mis conocimientos de estos temas, son poco mas que nulos :pre:

Aqui siempre aprendiendo.

Saludos.
........Y caminaré sin miedo por el valle de las sombras y la muerte y a nada temeré porque soy el mayor hijo de puta del valle.
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por minoru genda »

Quinto_Sertorio escribió:Lo que esa lista de ventajas, e inconvenientes, significa; es que este tipo de propulsión, no es mejor ni peor, sino que tiene aplicaciones en las que es más útil que en otras. Por aplicación digo, tipo de buque. Y eso es algo que se podría comentar, o discutir, si esta propulsión se adapta bien a un acorazado, por ejemplo, o a un destructor. Por ejemplo, visto lo visto, para este último sería absolutamente contraproducente, por peso y volumen, por coste, y por el consumo, tema muy crítico en un pequeño buque como un destructor de escuadra.

Por ejemplo.

Saludos
Cierto lo de las ventajas e inconvenientes no indica que sea mejor o peor indica que según que se desee puedes aplicar una u otras.
Lo que ya no estoy tan de acuerdo es en la segunda parte de tu respuesta. En EE.UU y durante la segunda guerra mundial se construyeron más de 200 buques de guerra con propulsión turbo eléctrica o diesel eléctrica (la propulsión Diesel eléctrica es muy similar a la turboeléctrica con las mismas ventajas e inconvenientes pero con una ventaja más, los diesel al no necesitar aire para invertir la marcha por girar siempre en el mismo sentido tampoco necesitan botellas de aire demasiado voluminosas y por tanto llevan menos aire, a su vez y por esa causa, el dimensionado de los compresores para llenar dichas botellas tampoco necesita ser grande) entre ellos destructores de escolta, minadores, buques nodriza de submarinos y otros tipos. Entre buques mercantes construidos hubo también un buen número de ellos entre los cuales se encontraban petroleros.
Yo siempre he dicho que a pesar de no tener muchos los inconvenientes sin duda superaban por los problemas que podían plantear a las ventajas y por eso no se fabricaron demasiados buques con propulsión turboeléctrica
Triton escribió:Un gran trabajo Minoru. :dpm:

Aunque tengo que reconocer que mis conocimientos de estos temas, son poco mas que nulos :pre:

Aqui siempre aprendiendo.

Saludos.
Gracias Tritón por tus amables palabras sobre el trabajo
Tambien y como dices siempre aprendiendo, como todos en cuanto a los conocimientos poco más que nulos he visto algunas de tus cosas en las que se ve que tan poco mas que nulos no es. Además cada uno aporta los conocimientos y los datos que tiene sobre determinados temas, si todos aportaramos sobre un mismo tema con el tiempo ésto sería muy aburrido ¿no crees? ,-)
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Triton »

En la variedad esta el gusto :dpm:

Saludos.
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Miles Vorkosigan »

Una pregunta un tanto "inocente" o idiota segun se vea para Minoru:

¿No seria posible en buques de cierto tamaño P.Ej. el Juan Carlos I disponer de una planta de potencia de ciclo combinado, es decir con la exhaustación de las turbinas calentar una caldera, con lo que se lograria a mismo consumo más potencia, a pesar del aumente de peso? Con lo que la propulsión turboeléctria podria ser más eficaz.
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por minoru genda »

Miles Vorkosigan escribió:Una pregunta un tanto "inocente" o idiota segun se vea para Minoru:

¿No seria posible en buques de cierto tamaño P.Ej. el Juan Carlos I disponer de una planta de potencia de ciclo combinado, es decir con la exhaustación de las turbinas calentar una caldera, con lo que se lograria a mismo consumo más potencia, a pesar del aumente de peso? Con lo que la propulsión turboeléctria podria ser más eficaz.
Ninguna pregunta es inocente ni mucho menos idiota al menos para mí y en el sentido que a veces se quiere dar a la definición de pregunta idiota, porque quien pregunta tiene una duda o necesita alguna aclaración o información que desconoce.
Bien una vez puntualizado esto paso a la explicación de esa pregunta.
En principio creo que te refieres a las turbinas de gas porque resulta evidente que en las de vapor se aprovecha al máximo el calor.
Las turbinas de gas más utilizadas son las de ciclo abierto que consiste en una compresión adiabática* del aire en un compresor axial accionado por la propia turbina, seguido de una combustión a presión constante y descenso de la temperatura de los gases mediante introducción de aire frío con expansión en la turbina y exhaustación a presión constante.
El gas de exhaustación por lo expuesto anteriormente no alcanza temperaturas lo suficientemente elevadas como para poder actuar como sistema de calentamiento en una caldera. Se me olvidaba. No obstante hay un sistema llamado recuperador que usa los gases de escape para precalentar el aire comprimido que sale del compresor hacia la cámara de combustión disminuyendo de ese modo el consumo de combustible* Adiabático.- Transformación termodinámica experimentada por un cuerpo o sistemas de cuerpos que no intercambian calor con el exterior
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Miles Vorkosigan »

Minoru creo que no hablamos del mismo sistema yo me refiero a los ciclos combinados de las centrales electricas los cuales usan el calor de los gases de una turbina de gas para calentar el agua para la turbina de vapor y si es posible el uso de un sistema similar en embarcaciones que puedan acoger este tipo de instalaciones y si para un buque militar puede resultar seguro usar gas natural como combustible.


http://www.electrabel.es/content/mybusi ... squema.swf" onclick="window.open(this.href);return false;
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por minoru genda »

Conozco el sistema de ciclo combinado pero no se si se ha experimentado o usado en o para buques.
Lo que si te puedo decir es que hacia mediados de los 70 se experimentó un sistema mixto de propulsión con turbinas de gas y de vapor desconozco si el experimento era con un sistema de ciclo combinado o si para la turbina de vapor se utilizaba una caldera. También sé que por ejemplo en los buques que transportaban gas licuado se aprovechaban los gases que desprendía la carga para usarlos como combustible.
Aparte de esto no sé nada más al respecto.
En cuanto al uso de gas natural no creo que se pueda usar como combustible a los problemas derivados de su almacenamiento (debe hacerse como poco en cilindros con cabezas cóncavas o en esferas) esta su volatilidad que hacen que su uso sea de alto riesgo en caso de averías por cualquier razón y mucho más si se usa en ub buque de guerra.
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Miles Vorkosigan »

Gracias por la información Minoru pero sigo creyendo que independientemente del combustible si se podria usar el ciclo combinado en buques que por su tamaño pudieran albergar los equipos.
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por minoru genda »

Bueno en realidad si podía o puede haber un sistema, el de las calderas Velox es muy similar a lo que tu comentas, la pena es que la presión máxima de esas calderas es de 19,5 kilos y los gases que salen de la turbina de gas solo se usan para el economizador de la propia caldera (para éste caso calentamiento previo del agua de caldera a unos 180º)que es una especie de cámara con tubos de agua por la que pasan los gases de combustión usados por la turbina de gas antes de salir a la atmósfera.
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Alferez68 »

minoru genda escribió:Bien dado que en su momento he tenido mis discrepancias sobre las bondades y defectos de la propulsión turboeléctrica paso a citaros una parte de un trabajo que he hecho para http://www.forosegundaguerra.com/" onclick="window.open(this.href);return false; sobre la propulsión electrica aplicada a la construcción naval. Espero que cada cual saque sus propias conclusiones al respecto y solventar y liquidar cualquier futura discusión al efecto. Apuntar que el hecho de que el tipo de propulsión tenga más ventajas que inconvenientes no significa que la propulsión turboeléctrica sea un sistema mejor que otro, sin duda los inconvenientes citados pesaron mucho más a la hora de decidirse por seguir dotando a grandes unidades de este tipo de propulsión.
Vamos en primer lugar a dar el enlace en el que está el trabajo completo sobre los diferentes tipos de propulsión eléctrica para pasar a citar exclusivamente la parte relacionada con la propulsión turboeléctrica.
El enlace es:
http://www.forosegundaguerra.com/viewto ... =58&t=9083" onclick="window.open(this.href);return false;

PROPULSIÓN TURBOELÉCTRICA
Un poco de historia
El sistema turbo-eléctrico es adoptado por primera vez en EE.UU cuando es transformado el carbonero Júpiter en el portaviones Langley al que se dota de dos turbinas Curtiss a las que se acoplan dos alternadores de 5500 Kilowatios que suministraban corriente a dos motores de inducción y los que a su vez movían sendos ejes propulsores.
Las pruebas comparativas del Langley equipado con turbo-eléctricos, Neptune con turbinas de engranajes y Cyclops con motor alternativo de vapor dieron un resultado favorable a la propulsión turbo-eléctrica lo que influyó en la elección del sistema de propulsión a aplicar en la clase de acorazados Colorado de 32000 toneladas de desplazamiento.
El sistema consistía en dos grupos turboalternadores que movían cuatro motores asíncronos acoplados directamente a cuatro ejes propulsores.
Los clase Colorado fueron: Colorado, New Mexico, California, Tennesse, West Virginia y Maryland.
Con posterioridad los portaviones Lexington y Saratoga que fueron acorazados convertidos en portaviones también fueron dotados de propulsión turbo-eléctrica con una potencia que alcanzaba los 180000 caballos de vapor.
Técnica
En este sistema se utilizan electromotores para mover los ejes propulsores, la energía que los electromotores consumen proviene de generadores eléctricos movidos por turbinas de vapor que se acoplan a dichos generadores bien directamente bien por medio de engranajes reductores.
El sistema permite compaginar el rendimiento de las turbinas y de los motores propulsores al hacer que dichas turbinas puedan girar a un elevado número de revoluciones mientras los motores eléctricos lo hacen al régimen requerido por las hélices y a un número de revoluciones comprendido generalmente entre las 60 y 250 a 400 r.p.m.
Una instalación turbo-eléctrica, (y hasta el advenimiento de las turbinas de gas que ocurrió en 1951, momento en que se aplicó la propulsión turbo-eléctrica con generadores movidos por turbinas de gas)se compone esencialmente de:
Generadores de vapor (calderas), turbinas de vapor, generadores eléctricos acoplados a las turbinas, motores eléctricos para mover los ejes y hélices, turbinas auxiliares que mueven los generadores de las excitaciones, cuadros de control y sistemas de ventilación de todas las máquinas eléctricas (generadores , motores eléctricos, generadores de las excitaciones,….etc.
Las turbinas empleadas, tanto si son de vapor como si son de gas, tienen un régimen de giro comprendido entre 1500 y 3000 r.p.m., los generadores eléctricos son por regla general alternadores bipolares y normalmente trifásicos dando tensiones de entre 2000 y 6000 voltios y frecuencias comprendidas entre 30 y 80 ciclos/segundo (herzios), se construyen de un número reducido de polos con objeto de obtener una adecuada reducción de velocidad entre alternador y motor, sin hacer excesivamente grande el número de polos de éste último. La corriente de excitación es suministrada por dínamos acopladas por lo general a turbinas auxiliares independientes aunque en algunas ocasiones se acoplan al eje del propio alternador.
El empleo general de la corriente alterna en la propulsión turbo-eléctrica es debido a la mejor adaptación estructural de los alternadores a las grandes velocidades de giro de las turbinas, que no permiten el accionamiento directo de dínamos (generadores de corriente continua), obteniéndose además un mejor rendimiento en generadores y motores. Los motores eléctricos empleados de un modo casi exclusivo son síncronos en razón a su mayor rendimiento, buena regulación y elevado factor de potencia, sin embargo tienen el inconveniente de su débil par de arranque, que suele corregirse incluyendo una bobina inductora de jaula en los polos del rotor, de ese modo el motor funciona en arranque como asíncrono y una vez a arrancado y ya en régimen normal como síncrono. Puede también utilizarse un motor asíncrono provisto de un compensador de fase con lo que se consiguen las ventajas de esta clase de motores y las inherentes a motores asíncronos de tener a la unidad como factor de potencia.
En lo referente al número de polos inductores depende de la reducción de velocidad que se pretenda obtener, por lo general el número máximo de polos es de 72, ya que un número superior es excesivo y hace a su vez que el diámetro de los motores sea muy grande y dado que en pequeñas potencias no es posible un motor con tan alto número de polos hay buques en los que se emplea una doble reducción, la primera eléctrica y la segunda mecánica en el segundo caso se acopla el motor al eje por medio de un reductor de engranajes. La velocidad de los motores que mueven los ejes (motores propulsores) se regula de dos formas diferentes
1) Cambiando el número de polos inductores.
2) Variando la frecuencia de la corriente producida mediante la apertura o cierre de la válvula que suministra vapor a la turbina que a su vez varía la velocidad de giro de dicha turbina.
Cuando se precisa una amplia gama de velocidades se emplea un sistema mixto de los anteriores, esto es modificando el segundo sistema se consiguen variaciones de velocidad intermedias para cada variación del primer sistema.
Para el caso de pequeñas variaciones de velocidades se actúa sobre los reóstatos de excitación, motor y alternador, éste sistema también se usa para no variar la frecuencia de la corriente cuando ésta se utiliza para alimentación de equipos auxiliares pero que en cualquier caso resulta antieconómico especialmente cuando se trabaja con potencias elevadas.
Para el cambio de giro basta con cambiar el sistema de conexiones de dos de las tres fases paso que se sigue para cambiar el giro de cualquier motor eléctrico trifásico.
Todas estas maniobras se realizan desde un cuadro de control en el que se encuentran reunidos todos los mandos y aparatos de medida que controlan, voltaje, intensidad, potencia, etc., dicho cuadro puede estar situado dentro de la cámara de máquinas o en otro compartimento totalmente independiente. Por último debe de proveerse a todo el sistema de motores y generadores de una ventilación adecuada y cuya instalación más adecuada es aquella en la que se provee a cada motor y a cada generador de una ventilación independiente. El aire circulará en circuito cerrado y su refrigeración se llevará a cabo con agua salada en enfriadores instalados al efecto.
La extinción de eventuales fuegos en generadores motores o instalaciones anexas está previsto un circuito de extinción alimentado por anhídrido carbónico cuya descarga sea lo más inmediata posible.

Esquema práctico de una propulsión turbo-eléctrica

Imagen
1.- Hélice, 2.- Chumacera de empuje,3.- Eje, 4.-Acoplamiento motor eléctrico, eje y chumacera, 5.- Motor eléctrico (el siguiente hacia abajo también lo es), 6.- Línea de excitación de los motores (todas las líneas de ese color lo son, 7.- Línea trifásica de alimentación de motores (todas las líneas de ese color lo son) 8.- Generador principal (el siguiente hacia abajo también lo es), 9.- Acoplamiento entre turbina y generador, 10.- Turbina del generador (la siguiente hacia abajo también lo es), 11.- Línea de vapor de alimentación de la turbina, 12.- Válvula de alimentación y regulación del vapor de turbina, 13.- Colector de vapor de las turbinas, 14.- Válvula de cierre del colector de turbinas, 15.- Cuadro de control de los motores de propulsión, 16.- Cuadro eléctrico principal, 17.- Línea principal de excitación, 18.- Generador auxiliar, 19.- Acoplamiento entre generador auxiliar y turbina auxiliar, 20.- Turbina auxiliar, 21.- Línea de descarga de vapor entre las turbinas y el condensador, 22.- Válvula de regulación y alimentación de la turbina auxiliar, 23.- Línea de vapor procedente de las calderas


Esquema eléctrico de una propulsión turbo-eléctrica

Imagen
1.- Turbinas, 2.- Generadores de Corriente Alterna (A.C), 3.- Generador auxiliar de Corriente Continua (C.C), 4.- Excitaciones, 5.- Turbina auxiliar, 6.- interruptores de las excitaciones, 7.- Interruptores de los generadores (en caso de que uno de los dos generadores quede fuera de servicio por cualquier causa se acciona el interruptor para desconectar el generador correspondiente), 8.- Interruptores de marcha directa de los motores, 9.- Interruptor inversor para cambiar la marcha de directa a inversa, 10.- Reóstatos para regular la intensidad de campo de las excitaciones, 11.- Motores propulsores eléctricos, 12.- Hélices

Como funciona
Durante la marcha avante las turbinas (1) giran normalmente alimentadas por el vapor de las calderas y siempre en el mismo sentido haciendo a su vez girar a los generadores (2) que producen la corriente alterna necesaria para alimentar a los motores (11) a través de los interruptores (7) y (8 ). A un tiempo la turbina auxiliar (5) hace girar al generador de corriente continua (3) que proporciona corriente a las excitaciones (4) a través de los reóstatos (10) y los interruptores (6) corriente necesaria para crear los campos magnéticos en los inductores campos que al ser cortados por las bobinas del inducido producen la corriente.
Los medios de actuación para variar la velocidad del buque como ya vimos más arriba son:
1) Regular hacia arriba o hacia abajo el flujo de vapor de las turbinas (1)
2) Regular la corriente de las excitaciones a través de los reóstatos (10)
3) Cambiando el número de polos inductores por medio de conmutadores o interruptores situados en el cuadro de control
Para cambiar de marcha avante a marcha atrás se procede del siguiente modo.
Se corta la corriente con el circuito de mando al efecto, en dicho circuito se activan una serie de relés que abren los interruptores (8 ) de un modo automático mientras cierran de igual modo los inversores (9) como vemos estos inversores cruzan dos de las tres fases lo que provoca que el motor comience a girar en sentido inverso

Ventajas e inconvenientes de la propulsión turbo-eléctrica respecto a las turbinas de engranajes

Ventajas

1) Simplificación de las máquinas térmicas. Esto es así porque las turbinas siempre giran en el mismo sentido y al no necesitar máquina de ciar la construcción de las turbinas es más sencilla
2) Disposición de toda la potencia en marcha atrás. El motor eléctrico al invertir la marcha y poner marcha atrás puede disponer de la misma potencia que tenía cuando iba avante.
3) Mayor libertad a la hora de disponer el emplazamiento de los grupos generadores y motores propulsores. Se ahorran ejes intermedios y tuberías de alimentación, se aprovecha mejor el espacio y se puede disponer de una subdivisión estanca más eficaz.
4) Posibilidad de utilizar los grupos generadores principales para suministrar energía a la propulsión y a los grupos auxiliares. Esto es posible tanto en el puerto como en el mar siempre que la velocidad del buque permanezca constante, en caso contrario se puede disponer de uno o varios grupos compuestos por un motor eléctrico alimentado por los alternadores principales que mueva a su vez una dínamo o alternador que también pueden ser accionadas por una turbina auxiliar que funciona de un modo automático en el momento que sea necesario
5) Mayor reserva de potencia en caso de avería en un grupo generador. En éste caso el buque puede seguir navegando con todos los motores eléctricos propulsores que son alimentados por los generadores que siguen funcionando

Inconvenientes

1) Mayor peso y por lo general mayor volumen. Motores eléctricos y generadores ocupan más espacio y suponen un mayor peso, necesitan instalaciones adicionales como ventilaciones, instalaciones de refrigeración, líneas eléctricas para alta potencia…..
2) Mayor coste de la instalación. Los materiales empleados y la naturaleza de los sistemas resultan caros
3) Mayor consumo. Existe efectivamente un mayor consumo al tener que realizar una doble transformación de energía.

SOLO QUIERO DECIRTE QUE MUY BUENA EXPLICACION EN TANTO A LA PARTE TECNICA COMO A LA PARTE DE LA HISTORIA Y ME HA GUSTADO MUCHO MAXIME ENTENDIENDO ALGO DE MOTORES, TURBNIAS Y EQUIPOS NAVALES Y MARITIMOS D EPROPULSION Y TAMBIEN DE INSTALACIONES TERRESTRES ME HA GUSTADO TODA LA DEFINICIAN DE TODOS LOS VALORES DE POTENCIA, EQUIVALENCIA RENDIMIENTO EFICIENCIA Y SOBRE TODO EL RESUMEN SOBRE SI ES MAS O MENOS EFECTIVO CARA LA INSTALACION EN LAS UNIDADES NAVALES, QUISIERA AÑADIR SI ME LO PERMITES A TU ESPLENDIDA EXPOSICON QUE EN LA ACTUALIDAD SABES COMO ME IMAGINO QUE ESTAN EL CODAG Y EL CODLAG ESTE ULTIMO DE ULTIMA GENERACION QUE APROVECHA LOS MOTORES ELECTRICOS QUE SON PROPULSADOS POR GRUPOS DIESEL PARA VELOCIDADES MEDIAS Y DE CRUCERO Y PARA ALTAS VELOCIDADES SE UTILIZA LA TURBINA DE GAS. DE TODOS MODOS A FECHA DE HOY CUANDO SE UTILIZA EL SISTEMA DE PROPULSION DIESEL ELECTRICO EN LOS SUBMARINOS ESPECIALMENTE LOS QUE CONOZCO LOS DE LA ARMADA ESPAÑOLA TAMBIEN ESTE NUEVO SISTEMA DE PROPULSION LO ESTAN BUENO LO HAY IMPLANTADO EN EL QUEEN MARY II.
AQUI ADJUNTO UN PEQUEÑO ESQUEMA(NO DISEÑADO POR MI Y QUE PUEDE JUNTO CON LO QUE TU HAS DETALLADO TAN BIEN D LOS SISTEMAS DE PROPULSION TURBOELECTRICA).

UN SALUDO Y GRACIAS. :Bravo
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Alferez68
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Alferez68 »

minoru genda escribió:Bien dado que en su momento he tenido mis discrepancias sobre las bondades y defectos de la propulsión turboeléctrica paso a citaros una parte de un trabajo que he hecho para http://www.forosegundaguerra.com/" onclick="window.open(this.href);return false; sobre la propulsión electrica aplicada a la construcción naval. Espero que cada cual saque sus propias conclusiones al respecto y solventar y liquidar cualquier futura discusión al efecto. Apuntar que el hecho de que el tipo de propulsión tenga más ventajas que inconvenientes no significa que la propulsión turboeléctrica sea un sistema mejor que otro, sin duda los inconvenientes citados pesaron mucho más a la hora de decidirse por seguir dotando a grandes unidades de este tipo de propulsión.
Vamos en primer lugar a dar el enlace en el que está el trabajo completo sobre los diferentes tipos de propulsión eléctrica para pasar a citar exclusivamente la parte relacionada con la propulsión turboeléctrica.
El enlace es:
http://www.forosegundaguerra.com/viewto ... =58&t=9083" onclick="window.open(this.href);return false;

PROPULSIÓN TURBOELÉCTRICA
Un poco de historia
El sistema turbo-eléctrico es adoptado por primera vez en EE.UU cuando es transformado el carbonero Júpiter en el portaviones Langley al que se dota de dos turbinas Curtiss a las que se acoplan dos alternadores de 5500 Kilowatios que suministraban corriente a dos motores de inducción y los que a su vez movían sendos ejes propulsores.
Las pruebas comparativas del Langley equipado con turbo-eléctricos, Neptune con turbinas de engranajes y Cyclops con motor alternativo de vapor dieron un resultado favorable a la propulsión turbo-eléctrica lo que influyó en la elección del sistema de propulsión a aplicar en la clase de acorazados Colorado de 32000 toneladas de desplazamiento.
El sistema consistía en dos grupos turboalternadores que movían cuatro motores asíncronos acoplados directamente a cuatro ejes propulsores.
Los clase Colorado fueron: Colorado, New Mexico, California, Tennesse, West Virginia y Maryland.
Con posterioridad los portaviones Lexington y Saratoga que fueron acorazados convertidos en portaviones también fueron dotados de propulsión turbo-eléctrica con una potencia que alcanzaba los 180000 caballos de vapor.
Técnica
En este sistema se utilizan electromotores para mover los ejes propulsores, la energía que los electromotores consumen proviene de generadores eléctricos movidos por turbinas de vapor que se acoplan a dichos generadores bien directamente bien por medio de engranajes reductores.
El sistema permite compaginar el rendimiento de las turbinas y de los motores propulsores al hacer que dichas turbinas puedan girar a un elevado número de revoluciones mientras los motores eléctricos lo hacen al régimen requerido por las hélices y a un número de revoluciones comprendido generalmente entre las 60 y 250 a 400 r.p.m.
Una instalación turbo-eléctrica, (y hasta el advenimiento de las turbinas de gas que ocurrió en 1951, momento en que se aplicó la propulsión turbo-eléctrica con generadores movidos por turbinas de gas)se compone esencialmente de:
Generadores de vapor (calderas), turbinas de vapor, generadores eléctricos acoplados a las turbinas, motores eléctricos para mover los ejes y hélices, turbinas auxiliares que mueven los generadores de las excitaciones, cuadros de control y sistemas de ventilación de todas las máquinas eléctricas (generadores , motores eléctricos, generadores de las excitaciones,….etc.
Las turbinas empleadas, tanto si son de vapor como si son de gas, tienen un régimen de giro comprendido entre 1500 y 3000 r.p.m., los generadores eléctricos son por regla general alternadores bipolares y normalmente trifásicos dando tensiones de entre 2000 y 6000 voltios y frecuencias comprendidas entre 30 y 80 ciclos/segundo (herzios), se construyen de un número reducido de polos con objeto de obtener una adecuada reducción de velocidad entre alternador y motor, sin hacer excesivamente grande el número de polos de éste último. La corriente de excitación es suministrada por dínamos acopladas por lo general a turbinas auxiliares independientes aunque en algunas ocasiones se acoplan al eje del propio alternador.
El empleo general de la corriente alterna en la propulsión turbo-eléctrica es debido a la mejor adaptación estructural de los alternadores a las grandes velocidades de giro de las turbinas, que no permiten el accionamiento directo de dínamos (generadores de corriente continua), obteniéndose además un mejor rendimiento en generadores y motores. Los motores eléctricos empleados de un modo casi exclusivo son síncronos en razón a su mayor rendimiento, buena regulación y elevado factor de potencia, sin embargo tienen el inconveniente de su débil par de arranque, que suele corregirse incluyendo una bobina inductora de jaula en los polos del rotor, de ese modo el motor funciona en arranque como asíncrono y una vez a arrancado y ya en régimen normal como síncrono. Puede también utilizarse un motor asíncrono provisto de un compensador de fase con lo que se consiguen las ventajas de esta clase de motores y las inherentes a motores asíncronos de tener a la unidad como factor de potencia.
En lo referente al número de polos inductores depende de la reducción de velocidad que se pretenda obtener, por lo general el número máximo de polos es de 72, ya que un número superior es excesivo y hace a su vez que el diámetro de los motores sea muy grande y dado que en pequeñas potencias no es posible un motor con tan alto número de polos hay buques en los que se emplea una doble reducción, la primera eléctrica y la segunda mecánica en el segundo caso se acopla el motor al eje por medio de un reductor de engranajes. La velocidad de los motores que mueven los ejes (motores propulsores) se regula de dos formas diferentes
1) Cambiando el número de polos inductores.
2) Variando la frecuencia de la corriente producida mediante la apertura o cierre de la válvula que suministra vapor a la turbina que a su vez varía la velocidad de giro de dicha turbina.
Cuando se precisa una amplia gama de velocidades se emplea un sistema mixto de los anteriores, esto es modificando el segundo sistema se consiguen variaciones de velocidad intermedias para cada variación del primer sistema.
Para el caso de pequeñas variaciones de velocidades se actúa sobre los reóstatos de excitación, motor y alternador, éste sistema también se usa para no variar la frecuencia de la corriente cuando ésta se utiliza para alimentación de equipos auxiliares pero que en cualquier caso resulta antieconómico especialmente cuando se trabaja con potencias elevadas.
Para el cambio de giro basta con cambiar el sistema de conexiones de dos de las tres fases paso que se sigue para cambiar el giro de cualquier motor eléctrico trifásico.
Todas estas maniobras se realizan desde un cuadro de control en el que se encuentran reunidos todos los mandos y aparatos de medida que controlan, voltaje, intensidad, potencia, etc., dicho cuadro puede estar situado dentro de la cámara de máquinas o en otro compartimento totalmente independiente. Por último debe de proveerse a todo el sistema de motores y generadores de una ventilación adecuada y cuya instalación más adecuada es aquella en la que se provee a cada motor y a cada generador de una ventilación independiente. El aire circulará en circuito cerrado y su refrigeración se llevará a cabo con agua salada en enfriadores instalados al efecto.
La extinción de eventuales fuegos en generadores motores o instalaciones anexas está previsto un circuito de extinción alimentado por anhídrido carbónico cuya descarga sea lo más inmediata posible.

Esquema práctico de una propulsión turbo-eléctrica

Imagen
1.- Hélice, 2.- Chumacera de empuje,3.- Eje, 4.-Acoplamiento motor eléctrico, eje y chumacera, 5.- Motor eléctrico (el siguiente hacia abajo también lo es), 6.- Línea de excitación de los motores (todas las líneas de ese color lo son, 7.- Línea trifásica de alimentación de motores (todas las líneas de ese color lo son) 8.- Generador principal (el siguiente hacia abajo también lo es), 9.- Acoplamiento entre turbina y generador, 10.- Turbina del generador (la siguiente hacia abajo también lo es), 11.- Línea de vapor de alimentación de la turbina, 12.- Válvula de alimentación y regulación del vapor de turbina, 13.- Colector de vapor de las turbinas, 14.- Válvula de cierre del colector de turbinas, 15.- Cuadro de control de los motores de propulsión, 16.- Cuadro eléctrico principal, 17.- Línea principal de excitación, 18.- Generador auxiliar, 19.- Acoplamiento entre generador auxiliar y turbina auxiliar, 20.- Turbina auxiliar, 21.- Línea de descarga de vapor entre las turbinas y el condensador, 22.- Válvula de regulación y alimentación de la turbina auxiliar, 23.- Línea de vapor procedente de las calderas


Esquema eléctrico de una propulsión turbo-eléctrica

Imagen
1.- Turbinas, 2.- Generadores de Corriente Alterna (A.C), 3.- Generador auxiliar de Corriente Continua (C.C), 4.- Excitaciones, 5.- Turbina auxiliar, 6.- interruptores de las excitaciones, 7.- Interruptores de los generadores (en caso de que uno de los dos generadores quede fuera de servicio por cualquier causa se acciona el interruptor para desconectar el generador correspondiente), 8.- Interruptores de marcha directa de los motores, 9.- Interruptor inversor para cambiar la marcha de directa a inversa, 10.- Reóstatos para regular la intensidad de campo de las excitaciones, 11.- Motores propulsores eléctricos, 12.- Hélices

Como funciona
Durante la marcha avante las turbinas (1) giran normalmente alimentadas por el vapor de las calderas y siempre en el mismo sentido haciendo a su vez girar a los generadores (2) que producen la corriente alterna necesaria para alimentar a los motores (11) a través de los interruptores (7) y (8 ). A un tiempo la turbina auxiliar (5) hace girar al generador de corriente continua (3) que proporciona corriente a las excitaciones (4) a través de los reóstatos (10) y los interruptores (6) corriente necesaria para crear los campos magnéticos en los inductores campos que al ser cortados por las bobinas del inducido producen la corriente.
Los medios de actuación para variar la velocidad del buque como ya vimos más arriba son:
1) Regular hacia arriba o hacia abajo el flujo de vapor de las turbinas (1)
2) Regular la corriente de las excitaciones a través de los reóstatos (10)
3) Cambiando el número de polos inductores por medio de conmutadores o interruptores situados en el cuadro de control
Para cambiar de marcha avante a marcha atrás se procede del siguiente modo.
Se corta la corriente con el circuito de mando al efecto, en dicho circuito se activan una serie de relés que abren los interruptores (8 ) de un modo automático mientras cierran de igual modo los inversores (9) como vemos estos inversores cruzan dos de las tres fases lo que provoca que el motor comience a girar en sentido inverso

Ventajas e inconvenientes de la propulsión turbo-eléctrica respecto a las turbinas de engranajes

Ventajas

1) Simplificación de las máquinas térmicas. Esto es así porque las turbinas siempre giran en el mismo sentido y al no necesitar máquina de ciar la construcción de las turbinas es más sencilla
2) Disposición de toda la potencia en marcha atrás. El motor eléctrico al invertir la marcha y poner marcha atrás puede disponer de la misma potencia que tenía cuando iba avante.
3) Mayor libertad a la hora de disponer el emplazamiento de los grupos generadores y motores propulsores. Se ahorran ejes intermedios y tuberías de alimentación, se aprovecha mejor el espacio y se puede disponer de una subdivisión estanca más eficaz.
4) Posibilidad de utilizar los grupos generadores principales para suministrar energía a la propulsión y a los grupos auxiliares. Esto es posible tanto en el puerto como en el mar siempre que la velocidad del buque permanezca constante, en caso contrario se puede disponer de uno o varios grupos compuestos por un motor eléctrico alimentado por los alternadores principales que mueva a su vez una dínamo o alternador que también pueden ser accionadas por una turbina auxiliar que funciona de un modo automático en el momento que sea necesario
5) Mayor reserva de potencia en caso de avería en un grupo generador. En éste caso el buque puede seguir navegando con todos los motores eléctricos propulsores que son alimentados por los generadores que siguen funcionando

Inconvenientes

1) Mayor peso y por lo general mayor volumen. Motores eléctricos y generadores ocupan más espacio y suponen un mayor peso, necesitan instalaciones adicionales como ventilaciones, instalaciones de refrigeración, líneas eléctricas para alta potencia…..
2) Mayor coste de la instalación. Los materiales empleados y la naturaleza de los sistemas resultan caros
3) Mayor consumo. Existe efectivamente un mayor consumo al tener que realizar una doble transformación de energía.
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Panzerfaust »

Muy buen resumen :dpm:
..Cada vez que escucho la palabra cultura le quito el seguro a mi Browning.
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Alferez68 »

Miles Vorkosigan escribió:Gracias por la información Minoru pero sigo creyendo que independientemente del combustible si se podria usar el ciclo combinado en buques que por su tamaño pudieran albergar los equipos.

No se si lo que puedo responder puede sacarte de dudas o no, el ciclo combinado en los buques existe como tal ya que se dan dos flujos termodinamicos como al en un mis sistema gas y diesel y en este caso es llamado el CODAG y es un ciclo combinado como tal, lo que ocurre y tal como han comentado el compañero el vapor en este caso no seria recomendable porque para los buques no seria operativo ni eficiente habida cuenta deltiempo de reaccion del mismo a la hora de una accion de un buque rapida.
Tambien puedo comentarte el COSAG (combinacion de de gas y vapor)en la cual se obtenia a difrencia de de la CODAG mayor rendimiento de los buques, todo ellos siempre englboados en buques de primera liena y a velocidades basicamente de crucero con la rapidez de la tubirna de gas pero la eficiencia de la turbina de vapor, tambien en este caso englobado por la marina inglesa en fragatas y destructores., no tengo mas constancia de otros buques, salvo los exportados o vendidos por la armada britanica a otros paises.
De ahi que se halla en muchos casos pasado a la enegia nuclear o electrica diesel, una prueba era que los buques que disponian la Armada Española eran de vapor y el tiempo de reaccion de los mismos no era igual que a un motor diesel(montado en cobertas y patrulleras) que el de un sista de gas, montado en las fragatas o el portaeronaves.

Y no te digo mas si hablamos del COGAG, que se utiliza pues doble turbina de gas mas efeiciente y con mayor ahorro de combustible en velocidades de crucero en buques grandes en este caso muchos buques de la Royal Navy en este caso .Como puedes ver aparte de la propulsion turboelectrica existen otras tantas que se engloban en los portaviones y fragatas inglesas.

De todos modos es mi humilde aportacion a tu comentario.
:dpm:
Aqui dejo el enlace para mallor informacion o por lo menos un resumen de todos los sitemas de propulsion que se dan en los queques, obviamente algunos ya no estan como tales pero en este caso los combinados que se dan.

www.monografias.com/.../clases-buques2.shtml


Un saludo. :dpm:
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por Alferez68 »

Quiero añadir una cosa o varia a las cuestiones que es han dado en referencia o por lo menos a las que he dado sobre los tipos d epropulsion incluyendo la propulsion tubroelectrica.
Es la cuestion de las iniciales en los sistemas de propuplsion navales CODAG COLAG etc en los cuales tal vez no se ha dado un breve y pequeña expliacion pero mas que nada para aportar mas datos y es CO, iniciales de la palabra inglesa "COMBINED",(combinado) como ocurre con los ciclos combinados terrestes en plantas de generacion electrica simple o compuesto, a continuacion seguidamente se coloca la inicial de la máquina que se usa para dar velocidad de crucero : S de steam = vapor, D de diesel y G de "gas". A continuación figura la letra "O" o la letra "A" iniciales de "or" o "and" significando la "O" que la máquina de toda fuerza actúa sola en esa situación y la "A" que la potencia de la máquina de toda fuerza se suma a la de crucero para dar la plena potencia., con estas deficiniciones tenemos mas claro la nomeclatura a la hora de la propulsion de los buques navales militares y civiles que surcan los mares del mundo.
Aqui detallo las mas usuales, si se me escapa alguna pues nada ya me lo comentais.

1.COSAG Turbina de vapor y turbina de gas

2. CODAG Motor Diesel y turbnia de gas.

3.CODOG Motor Diesel o turbina de gas(puede ser algunas de las dos equipos)

4.COGAG Combinacion de turbina de gas con turbina de gas(Diferentes tipos de turbinas de alta y de baja)

5.COGOG Turbina de gas o turbina de gas (puede ser como el el caso 3 pero en turbinas de gas)

6.CODAD Combinacion de motores diesel o motor diesel.

7.CODLAG Motor electrico y turbina de gas.


Un saludo
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Re: Propulsión turboeléctrica

Mensaje por minoru genda »

He editado el artículo para incluir de nuevo las imágenes perdidas, no es cuestión de editar este en concreto me encuentro inmerso en una búsqueda de trabajos para poder recuperar imágenes, desafortunadamente algunas cosas pueden ser irrecuperables porque aunque tengo copias de muchos trabajos incluidas imágenes es posible que tras cambios de ordenadores y algún que otro formateado me haya cargado alguna cosa que se encontraba en los diferentes discos duros que se fueron a la porra.
Así que lo siento, siento que algunas cosas curiosas e importantes se hayan perdido a pesar de ser muy "guardador" :oops: :dpm:
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Tengo tanto sueño que no custito dracone pero tampoco se me cuela ninguno si lo veo
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