Calderas navales

Barcos, submarinos y demás ingenios marítimos.

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Calderas navales

Notapor minoru genda el Dom 28 Oct 2018 14:41

Clasificación de calderas

Las calderas pueden ser:
1) Piro-tubulares también conocidas como fumi-tubulares o tubulares
2) Acuotubulares o multitubulares


Las calderas piro-tubulares son aquellas en las que el agua envuelve a tubos y hogares por donde circula y se produce el fuego respectivamente. De este grupo son las llamadas cilíndricas o escocesas.

Las calderas acuotubulares son aquellas en las que el agua circula por tubos y el fuego envuelve tanto a dichos tubos como a los colectores de agua.

De las acuotubulares se fabricaban una gran variedad que a su vez estaban clasificadas en:
1) Calderas de tubos concéntricos
2) Calderas de láminas de agua o cabezales
3) Calderas de colectores
4) Calderas de tubos
5) Calderas especiales


La clasificación en lo que respecta a la circulación de agua es:
1) Circulación natural que es cuando la circulación de agua se produce de un modo natural por diferencia de densidades del agua (agua caliente y agua fría tienen diferentes densidades y se desplazan mutuamente)
2) Circulación forzada en éste caso el agua circula por la acción de una bomba de circulación exterior


Las calderas de circulación natural se clasifican a su vez en:
1) Circulación limitada son aquellas en las que el agua forma un circuito cerrado desde su entrada en la caldera hasta su salida en forma de vapor quedando limitada la circulación a la reposición de la cantidad vaporizada ejemplo de caldera de circulación limitada es la Belleville
2) Circulación libre son aquellas en las que los movimientos circulatorios del agua son los naturales originados por la corriente de convección Ejemplos la cilíndrica Babcock & Wilcox de cabezales o la la caldera Field, entre otras.
3) Circulación acelerada son aquellas en las que la circulación está favorecida por la disposición de los elementos que la componen, disposición que hace que la velocidad de circulación pueda alcanzar hasta lo 1,2 metros por segundo a éste tipo pertenecen Babcock & Wilcox de colectores, Schulz, Thornicroft, Foster Weeler, La Seine o Yarrow, entre otras.


Las calderas de circulación forzada pueden ser:
1) De un solo paso en las cuales el agua impulsada hacia los tubos vaporizadores se convierte totalmente en vapor. De este tipo tenemos a las Benson y Sulzer
2) De recirculación en las cuales solo se convierte en vapor una parte del agua que circula mientras la restante vuelve al circuito de circulación. De este tipo son: La caldera La Mont, la Velox, entre otras.

Además de las calderas citadas hay muchos modelos más
Las multitubulares de tubos concentricos (llamadas así porque los haces tubulares son de dos tubos uno de los cuales va dentro de otro, por el tubo interior circula el agua en sentido descendente subiendo el vapor por el tubo exterior que ésta cerrado por su parte baja) como la alemana Dürr o la británica Field la segunda de las cuales era usada en buques pequeños o como caldera auxiliar en grandes buques.
Las calderas multitubulares Du Temple francesas de 1872 las cuales modificadas por Guyot sirvieron para que saliera otro tipo de caldera mejorada que recibió el nombre de caldera Du Temple-Guyot que equipó a algunos buques de la Regia Marina a comienzos del siglo XX.
Podemos también citar las monotubulares calderas Sulzer construidas por Sulzer Fréres de Winterthur en Zürich (Suiza) constituida por un solo elemento tubular que alcanzaba los 1300 metros. Por último citar las calderas multitubulares Foster Wheeler de dos y tres colectores muy similares a las Babcock & Wilcox por lo que no haremos una descripción de las mismas.
Hasta aquí los diferentes tipos de calderas que mayoritariamente equiparon a los buques que participaron en la segunda guerra mundial algunas de las cuales fueron también usadas en la Gran Guerra y en el periodo entreguerras.
Comentar que la Regia Marina equipó a muchos de sus navíos con calderas Yarrow o calderas construidas por la propia Regia Marina con licencia Yarrow (Yarrow / Regia Marina) caso de un buen número de destructores y unidades menores, así como por ejemplo el crucero Giusseppe Garibaldi con 6 calderas Yarrow o el del acorazado [b]Vittorio Venneto con 8 de dichas calderas.

Para terminar:

Rendimiento térmico de una caldera

Rendimiento = potencia de la turbina / calor de la caldera

Próximas entregas veremos los tipos de calderas más usado en buques de guerra y dentro de una semana examen a ver si hemos aprendido algo :-b :lol: :dpm:
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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Lun 29 Oct 2018 13:51

Bien tal y como comentamos anteriormente vamos con un resumen sobre la primera y una de las mejores calderas usadas en segunda guerra mundial.

Caldera Wagner


Las calderas Wagner se construyen de dos o tres colectores son del tipo multitubular de circulación acelerada y de simple o doble frente que producen vapor a una presión máxima de 70 kgs. por centímetro cuadrado a una temperatura también máxima de 470º.
La caldera Wagner lleva un colector superior al que van unidos los colectores inferiores. La disposición (que podemos ver en el dibujo) Es de un colector inferior bajo, unido al colector superior por medio de un haz de tubos y al colector inferior alto por otro,
El colector inferior alto está a su vez, como vemos en el mismo dibujo, unido al colector superior por otro haz de tubos.
Los haces laterales están sometidos a una elevada temperatura lo que hace que el agua que se encuentra en ellos se vaporiza y sube al colector desde donde sale hacia el tubo colector de vapor y desde allí al recalentador desde donde a su vez sale para ser utilizado.

Funcionamiento

Éstas calderas suelen llevar instalados mecheros de pulverización por aire tipo Saake cuyo aire de pulverización lo toman de la sala de calderas. El aire de combustión, entrando por la doble pared del fondo de la caldera al calentador de aire (cuya sección interna vemos que esta ocupada por haces de tubos con sección de gota), eleva su temperatura a 250º C y ya caliente es conducido por la doble pared del frente a las toberas del mechero. Los gases de combustión atraviesan el haz tubular central, recalentado de vapor, haz lateral tubular alto y, pasando por el calentador de aire, salen por la caja de humos a la chimenea. Los haces tubulares que forman las paredes laterales del hogar están sometidos a una elevada temperatura y el agua que se encuentra en ellos se vaporiza, ascendiendo la mezcla vapor-agua al colector superior donde después de chocar contra unas pantallas separadoras de vapor pasa a este al colector de vapor, desde donde, relativamente seco, pasa al recalentador para desde allí ser utilizado. El deficit de agua producida en los haces vaporizadores es ocupado por agua que desciende del colector superior al colector inferior alto por el haz tubular que los une, pasando de allí al colector inferior bajo por el haz tubular exterior

Imagen

La Kriegsmarine utilizó éste tipo de calderas en sus buques concretamente para acorazados y algunos cruceros pesados y pequeñas unidades con alta presión, también utilizaron otros tipos de calderas en otras clases de buques como vemos en la lista que sigue.

Destructores

Tipo 1934 A del Z9 al Z14
Calderas:
6 Benson de 110 atmósferas

Tipo 1942


ZH1 ex Gerard Callenburg
Calderas:
3 Yarrow de 28 atmósferas

ZG 3 ex Vasiles Georgios
Calderas:
3 Yarrow de 16 atmósferas

Cruceros ligeros

Endem
Calderas:
10 Öl-Marine[/b] de 16 atmósferas

Karlsruhe
Calderas:
6 Öl-Marine de 16 atmósferas

Köln
Calderas:
6 Öl-Marine de 16 atmósferas

Könisberg
Calderas:
6 Öl-Marine de 16 atmósferas

Leipzig
Calderas:
8 Öl-Marine de 16 atmósferas

Nürenberg
Calderas:
8 Öl-Marine
Cruceros pesados

Admiral Hipper
Calderas:
12 [/b]La Mont[/b] de 70 atmósferas

Blucher
Calderas:
12 [/b]La Mont[/b] de 70 atmósferas

Prinz Eugen
Calderas:
12 La Mont

Los acorazados alemanes Bismarck y [b]Tirpitz usaron 12 calderas Wagner que trabajaban a una presión máxima de en torno a los 58 kilos y los Gneisenau y Schrnhorst montaron calderas Wagner que trabajaban a una presión de alrededor de 50 kilos.
Por último decir que Seydlitz y Lützow montaban 12 Wagner que funcionaban como en la mayoría de los destructores a una presión de unos 70 kilos.

Características de las calderas Wagner

Presión de timbre: 70 Kg/cm2
Temperatura del vapor: 450ºC
Potencia de vapor: 46 Tons./h
Superficie de caldeo (caldera): 350 m2
Superficie de caldeo (recalentador):120 m2
Volumen cámara de vapor: 2 m3
Volumen cámara de agua: 5,7 m3
Volumen cámara de combustión: 18,7 m3
Rendimiento: 88%
Tiempo necesario para encender: 1 hora
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Re: Calderas navales

Notapor Poliorcetos el Lun 29 Oct 2018 21:45

Gracias por compartir esta sabiduría. Pensando en esa lista de buques, los famosos por su problemas eran los Blücher. Ya veo que los dos últimos se pasaron a las Wagner. Pero los 34A tampoco debían ser nada del otro mundo en ese sentido, ya nos informarás de las Benson. Los de las Yarrow, como buques capturados que eran, tecnología inglesa.
Prometí también que no haré guerra ni paz ni pacto a no ser con el consejo de los obispos, nobles y hombres buenos, por cuyo consejo debo regirme.
IV Item. Decreta que Don Alfonso, Rey de León y de Galicia estableció en la Curia de León en 1.188
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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Mar 30 Oct 2018 15:42

Poliorcetos escribió:Gracias por compartir esta sabiduría. Pensando en esa lista de buques, los famosos por su problemas eran los Blücher. Ya veo que los dos últimos se pasaron a las Wagner. Pero los 34A tampoco debían ser nada del otro mundo en ese sentido, ya nos informarás de las Benson. Los de las Yarrow, como buques capturados que eran, tecnología inglesa.

La sabiduría no es tanta, se comparte el conocimiento sobre el tema a partir de libros, conocimientos técnicos y experiencia personales luego tras leer, analizar la información que tengo y entender bien el tema que trato, para solventar posibles dudas o preguntas, lo expongo.
He trabajado en muuuchos buques de vapor y por muchas calderas que haya visto por dentro y por fuera no son suficientes para explicar el funcionamiento de todas a pesar de que en principio todas son parecidas y tienen un funcionamiento similar no es así incluso entre las más conocidas hay variantes por ejemplo, las Yarrow que pueden tener tres o cuatro colectores, las mismas Wagner de dos o tres colectores y las Babcock & Wilcox que pueden ser de cabezales o de dos o tres colectores y lógicamente el funcionamiento aunque esencialmente sea el mismo no es así, es diferente.
En cuanto a las Benson ya hablaremos de ellas. todavía estoy con el tema del Hood y aunque a ratos prepararé algo para este nuevo hilo el tema Hood tiene prioridad :-b :lol: :dpm:
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Re: Calderas navales

Notapor Prinzregent el Mar 30 Oct 2018 17:09

Me imagino que también tratarás las Rateau y Bretagne francesas que tantos quebraderos de cabeza dieron a los tripulantes de los Audaz y Oquendo...
“¿No es extraño?; los mismos que se ríen de los adivinos se toman en serio a los economistas”. Anónimo

“Los políticos son siempre lo mismo. Prometen construir un puente aunque no haya río”. Nikita Jruchev

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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Mar 30 Oct 2018 17:58

Prinzregent escribió:Me imagino que también tratarás las Rateau y Bretagne francesas que tantos quebraderos de cabeza dieron a los tripulantes de los Audaz y Oquendo...

Halaaa, ya puestos vamos a pedilas toas, que te parece hablar de esa calderita que sale en la peli "La Reina de África" y a Humphrey Bogar alimentándola con tacos de madera? :-b :lol: :dpm: Iremos poco a poco no emocionarse que puede que haya pa toos, de momento irán las más importantes y las más usadas
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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Mié 31 Oct 2018 18:14

minoru genda escribió:
Prinzregent escribió:Me imagino que también tratarás las Rateau y Bretagne francesas que tantos quebraderos de cabeza dieron a los tripulantes de los Audaz y Oquendo...

Halaaa, ya puestos vamos a pedilas toas, que te parece hablar de esa calderita que sale en la peli "La Reina de África" y a Humphrey Bogar alimentándola con tacos de madera? :-b :lol: :dpm: Iremos poco a poco no emocionarse que puede que haya pa toos, de momento irán las más importantes y las más usadas

Caaasi cuela, me has pillado a contrapié y la réplica fue mala :-b :lol: :dpm: no hubo ni hay calderas Rateau solo turbinas. Los Oquendo tenían 3 calderas Bretagne y dos turbinas Rateau por tanto no se puede hablar de lo que no hay :dpm: lo mismo si encuentro info que debo tener por alguno de los libros que tengo hablo de las Bretagne.
Los gabachos usaban diferentes tipos de calderas pero para sus acorazados usaron, preferentemente, calderas Indret y turbinas Parsons de engranajes.
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Re: Calderas navales

Notapor Prinzregent el Jue 01 Nov 2018 12:55

:oops: :oops: :oops: Los Audaz empleaban las calderas La Seyne. ,-) ,-) Ves porqué preguntaba si tratarías otras calderas además de las que seguro ya tienes más que remiradas y preparadas para compartir con los legos como yo...
“¿No es extraño?; los mismos que se ríen de los adivinos se toman en serio a los economistas”. Anónimo

“Los políticos son siempre lo mismo. Prometen construir un puente aunque no haya río”. Nikita Jruchev

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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Lun 05 Nov 2018 16:22

Perdona por no responder antes pero estaba enfrascado en mis trabajos :dpm:
La Próxima entrega será sobre las calderas Yarrow para complementar el tema sobre el HMS Hood y es así porque considero esencial hablar sobre ellas para que sean referencia sobre cualquier consulta sobre este tipo de calderas en el artículo sobre el HMS Hood
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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Mar 06 Nov 2018 16:46

Caldera Yarrow

La caldera Yarrow ideada y construida por Alfred Yarrow en 1887 es de tipo acuotubular de circulación acelerada
La primera caldera que era de tres colectores de los cuales el superior era cilíndrico y los dos inferiores semicilíndricos. Estos colectores estaban unidos al colector superior por tubos rectos que partían de una chapa atornillada a cada uno de los semicilindros inferiores, esta configuración era excelente porque facilitaba el montaje, las reparaciones y el mantenimiento (ver foto a continuación)

A continuación una foto de la primera caldera Yarrow

Imagen

Tras la primera caldera, Yarrow fue modificando y modernizando sus calderas de modo que al la forma semicilíndrica de las primeras calderas sucedieron las calderas que fueron haciendo la sección de los colectores más “redondas” llegando a la construcción de colectores inferiores cilíndricos como vemos en el dibujo y al uso de quemadores de fuel ya diferenciados de los de las primeras calderas con hornos de carbón

La clásica es de tres colectores (ver dibujo) dos de agua en la parte inferior y el de vapor en la parte superior. Una disposición más moderna es la de cuatro colectores, uno de vapor y tres de agua entre dos de los cuales se encuentra el recalentador.
La caldera Yarrow se impuso a las existentes por aquellos años por su simplicidad y en 1901 fue junto a las calderas Babcock & Wilcox la usada en los grandes buques de guerra británicos (ver calderas Babcock & Wilcox)
La Babcock & Wilcox era más confiable, duradera y comparativamente más sencilla de mantener.
Sin embargo la caldera Yarrow era más ligera que la Babcock, más dócil al trabajo forzado, más sencilla de limpiar y más económica en cuanto a reparaciones y mantenimiento pero también más antieconómica en cuanto a consumo de fuel.
En diciembre de 1908 el Ingeniero Jefe de la División de Construcción Naval plantea dotar al [/b] Indefatigable con calderas [b] Yarrow porque “ofrecen considerables ventajas para ahorrar peso y porque el centro de gravedad del buque con calderas Yarrow resulta más favorable y se debe tener en cuenta para el trimado del buque en determinadas condiciones de carga”
Al final se puede ver una tabla comparativa de pesos y el ahorro que se consigue usando una u otra caldera
A continuación un dibujo y un par de fotos de la caldera Yarrow de tres colectores y más abajo la tabla citada

Imagen

En el dibujo vemos las dos mitades de una caldera Yarrow estas mitades se complementan, a la derecha vemos la instalación del recalentador situada entre los tubos de agua a la izquierda detalles de otras cosas que no se ven en la mitad anterior.
Esta caldera funciona como sigue el agua es calentada en los colectores de agua y sube por los tubos de agua hacia el colector de vapor y de allí salen hacia los recalentadores (dos por caldera) de los recalentadores sale el vapor que es utilizado para mover las máquinas.
Las calderas van montadas con dos soportes fijos a los polines delanteros siendo los traseros deslizantes para permitir la dilatación de la caldera y accesorios longitudinales,
La envolvente se construye de doble plancha de hierro o acero que entre plancha y plancha iba forrada con una capa de amianto



La foto de una caldera Yarrow construida en 1905 en la que se pueden ver sus dispositivos reconocibles exteriores.
Esta caldera fabricada en 1905 aún tenía colectores de agua que no eran totalmente cilíndricos como podemos cer la chapa plana desaparece y la forma de la parte superior de cada colector es de forma curva que dan al colector un cierto perfil ovalado.
Ésta caldera quema carbón

Imagen


1.- Válvula de salida de vapor
2.- Grifo de purga
3.- Válvula doble de seguridad timbrada a 18,25 kilos
4.- Al colector de salida de humos para tres calderas
5.- Niveles de agua
6.- Varilla de apertura manual de las válvulas de seguridad
7.- Colector de agua
8.- Tapa de registro para inspección y mantenimiento
9.- Mando a distancia de la válvula de cierre de agua de alimentación principal
10.- Mando a distancia de la válvula de cierre de agua de alimentación auxiliar
11.- Válvula de cierre de agua de alimentación auxiliar
12.- Válvula de cierre de agua de alimentación principal
13.- Tapas de registro para inspección y mantenimiento
14.- Tapas para limpieza de hollin
15.- Visores para controlar la combustión de la caldera
16.- Colector de agua
17.- Tapas de los quemadores de carbón
18.- Ceniceros
19.- Refuerzos
20.- Cajas de humos de las calderas.

Datos de la caldera Yarrow

Presión de timbre:
Caldera de tres colectores, 18,25 kilos por centímetro cuadrado.
Caldera de cuatro colectores, 35 kilos por centímetro cuadrado

Temperatura de vapor:
Caldera de tres colectores, 315ºC
Caldera de cuatro colectores, 400ºC

Potencia de vapor:
Caldera de tres colectores, 52,5 toneladas / hora
Caldera de cuatro colectores, 30,6 toneladas / hora

Superficie de caldeo (vaporización):
Caldera de tres colectores, 820 metros cuadrados
Caldera de cuatro colectores, 576 metros cuadrados

Superficie de caldeo (recalentador):
Caldera de tres colectores, 39,5 metros cuadrados
Caldera de cuatro colectores, 186 metros cuadrados

Volumen de la cámara de agua:
Caldera de tres colectores, 11,1 metros cúbicos
Caldera de cuatro colectores, 9,5 metros cúbicos

Volumen de la cámara de combustión:
Caldera de tres colectores, 35 metros cúbicos
Caldera de cuatro colectores, 26 metros cúbicos

Peso de la caldera con agua:
Caldera de tres colectores, 60 toneladas
Caldera de cuatro colectores, 100 toneladas

Rendimiento:
Caldera de tres colectores, 78%
Caldera de cuatro colectores, 85%

Tiempo necesario para encender:
Caldera de tres colectores, 4 horas
Caldera de cuatro colectores, desconocido
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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Mié 21 Nov 2018 16:01

Vamos en esta ocasión con las calderas Benson a partir de las cuales podremos hablar sobre el empleo de la alta presión en buques alemanes ya que esta caldera fue utilizada en buques alemanes que se vieron afectados por diversas averías relacionadas con la alta presión.
La caldera Benson patentada por Marc Benson en Alemania en 1923 es del tipo multitubular y circulación forzada que se caracteriza por efectuarse el cambio de agua a vapor a la presión y temperatura crítica
Las calderas Benson se construían de dos clases :
1) De un solo paso
2) De Recirculación
Las calderas Benson de un solo paso carecen de colectores y su superficie de calefacción está formado por un sistema de tubos de acero al molibdeno, enrollados en espiral, con un diámetro de 25 mm. subdividido en varios elementos que constituyen el economizador, el vaporizador y el calentador, pero siendo general que el vaporizador vaya dividido en dos secciones.

Esquema de una caldera Benson

Imagen

Funcionamiento:

En la caldera Benson el agua entra a una temperatura de 180º y presión ligeramente superior a la crítica bombeada por la bomba de agua (3)[b] en el [b]economizador (4) donde su temperatura se eleva hasta alcanzar los 300º desde dicho economizador pasa al recalentador (8) donde en su zona de radiación alcanza los 360º alcanzando en la de convección del vaporizador(5) los 374º con una presión de 225,1 atmósferas (232,52 kilos por centímetro cuadrado) por último el vapor pasa al recalentador (7) donde aumenta su temperatura al tiempo que disminuye la presión a 200 atmósferas (206,6 kilos por centímetro cuadrado). Dado que a una presión tan elevada no se puede prolongar demasiado la expansión porque se causaría un serio perjuicio a las turbinas se hace trabajar al vapor en una turbina de alta presión (10) para disminuir ésta hasta las 56 atmósferas (57,84 kilos por centímetro cuadrado) tras lo cual se hace pasar al vapor de nuevo por la caldera a través del recalentador (6)[b] donde se recalienta y sale por [b](9) mantiene los 450º pero ya a una presión de 50 atmósferas para ser utilizado.
Estas calderas ocupan poco espacio en superficie pero ocupan más en altura siendo ésta en las calderas marinas de 7 metros.
En las calderas Benson de recirculación hay un colector situado verticalmente en el frontal de la caldera, siendo el resto de la instalación similar a las de un solo paso. La presión de este tipo de caldera está entre 70 y 90 kilos por centímetro cuadrado para una temperatura de vapor entre 450º y 480º. La sección del vaporizador está situada en la zona de convección porque la precipitación de las sales contenidas en el agua se verifica en el cambio de estado por lo que si estuviese colocada en en lugares de mucha temperatura al producirse depósitos de sales podrían ponerse los tubos al rojo razón por la que debe controlarse que la transformación se lleve a cabo en esta zona [sección del vaporizador] para el control se instalan termómetros indicadores.
La primera caldera Benson fue montada hacia el año 1910 en el buque de carga de la Hamburg Americanische Packetfahrt Antien Gesellschaft (HAPAG) Uckermack y posteriormente en el trasatlántico Postdam (primer buque alemán dotado de propulsión turboeléctrica.
También equiparon a una serie de destructores alemanes Z9 a Z16 del tipo 1934 A que dieron cantidad de problemas por la elevada presión de trabajo (110 atmósferas, 113,63 kilos por centímetro cuadrado) todos los predecesores y sucesores sufrieron a su vez problemas en las máquinas con otro tipo de caldera (Wagner a 70 atmósferas) por las elevadas presiones de trabajo pero para el caso de esta serie, que usó calderas Benson, los problemas fueron casi contínuos permaneciendo largos periodos en el dique seco para reparar averías causadas por el uso de esas calderas Benson.
Ventajas y desventajas:
No hay tambor, por lo que el peso se reduce en un 20% en comparación con otras calderas.
Las uniones de las tuberías están soldadas, por lo que la instalación de la caldera es más fácil y más rápida, ya que todas las piezas se sueldan en sus sitios.
El transporte es fácil ya que no hay partes y las partes pequeñas se llevan a los sitios sin pre-ensamblaje.
Se puede iniciar muy rápidamente entre 15 y 30 minutos.
El rendimiento es entre 85% y 90%
Insensible a la fluctuación de la carga.
Las pérdidas por soplado de la caldera Benson son apenas el 4% de las calderas de circulación natural de la misma capacidad.
El principal problema es la deposición de sal cuando toda el agua restante se transforma en vapor en la zona de transformación.
Para evitar esto, la caldera se apaga cada 4000 horas de trabajo para eliminar la sal.
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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Mié 28 Nov 2018 15:31

Calderas La Mont

La caldera La Mont fue inventada por el ingeniero de la marina estadounidense Walter La Mont puesta en servicio y ensayada en Nueva York en el año 1925 y la caldera se desarrolló con la colaboración de constructores de calderas europeos, concretamente británicos y alemanes.
La caldera La Mont era una caldera de acoutubular o multitubular de circulación forzada y del tipo de recirculación.
En el hogar se encuentra el vaporizador formado por delgados tubos de acero que rodean totalmente a dicho hogar excepto por el frente el cual va revestido de tubos refractarios. En dicho frente están practicadas las correspondientes aberturas para los quemadores y puertas de los hornos donde se puede quemar indistintamente fuel o carbón pulverizado.
El colector situado en el exterior de la caldera y por tanto no sometido a la acción del calor del horno está situado a unos dos tercios de la altura de la caldera y está parcialmente lleno de agua y hacia y desde el cual llega el vapor y el agua, dispone además de una puerta de registro situada en el frente.
Los distribuidores llevan frente a cada tubo una tobera con objeto de regular la distribución de agua en ellos con arreglo a su posición relativa en el hogar de modo tal que la cantidad de agua que circula sea proporcional al calor recibido evitando así que los tubos puedan sufrir un exceso de calor, las toberas llevan un tamiz que evita que las impurezas se cuelen en los tubos el conjunto se monta con unas tuercas y un tapón sencillos de desmontar durante las tareas de mantenimiento.
El recalentador está situado sobre el vaporizador, consiste en unos tubos de serpentín unidos en paralelo entre un distribuidor, conectado con la cámara de vapor del colector de caldera y un colector desde donde parte la tubería de utilización del vapor. Para el control de temperatura del recalentador, la solución consiste en el cálculo de los elementos recalentadores para la máxima temperatura necesaria a régimen normal y, cuando es preciso reducirla se inyecta aire por debajo de los recalentadores. En calderas de mayores potencias se dispone de un hogar secundario
El vapor para uso en máquinas y servicios sale del colector hacia el recalentador desde donde a su vez y a través del colector del recalentador es distribuido por el buque
Algunos buques de la Kriegsmarine fueron dotados de calderas La Mont fueron:
Los cruceros pesados, Admiral Hipper, Blütcher y Prinz Eugen con 12 calderas La Mont
El inacabado Graff Zeppellin con 12 calderas La Mont

El preceptivo dibujo de una de éstas calderas

Imagen


A continuación el esquema de la caldera La Mont y su funcionamiento

Imagen

Funcionamiento:
El agua de circulación entra por la Aspiración de agua de alimentación (1) y es impulsada por las Bombas de alimentación (2)hacia el Distribuidor del economizador(3) y atravesando el propio Economizador (13) y el Colector de economizador(4) llegando al Colector de caldera (5) en el que el agua se mantiene a un cierto nivel mediante el correspondiente regulador automático. Del colector de la caldera el agua es aspirada por las Bombas de circulación (6) que la envían a los Distribuidores del vaporizador (7) por los tubos del cual circula a una velocidad 1,5 a 2 metros por segundo, evaporándose en parte en ellos y pasando la mezcla vapor agua al Colector de caldera (5) donde descarga sobre una pantalla colocada lateralmente y que actúa como separador, siendo el agua recirculada y saliendo el vapor por la parte superior del Colector de caldera (5) cuya salida puede tener una pantalla o un colector de vapor similar al de las calderas Wagner, desde allí pasa al Distribuidor del recalentador (8) y a través del propio Recalentador(15) al Colector del recalentador (9) y de allí a la Tubería de utilización del vapor(10).
Durante el encendido de la caldera deben estar inundados los haces recalentadores y con este fin se establece una corriente circulatoria contraria a la normal con agua procedente del circuito de alimentación a través de la Tubería de llenado del recalentador (23). El circuito va también dispuesto para que, en caso de parada de las Bombas de alimentación(2), pase el agua automáticamente desde el circuito de alimentación al Economizador (13) en tanto no se reestablezca la alimentación. También existe una conexión entre las descargas de las bombas de alimentación y la aspiración de las de circulación Tanto el Colector de caldera (5) como los distribuidores llevan válvulas de extracción. Éstas válvulas tienen como misión principal sacar agua para ser analizada
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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Lun 21 Ene 2019 16:38

Bueno estas calderas taban demasiado apagadas y habia que encendel-las :-b :lol: :dpm:

Seguimos con un modelo que para mi es causa de cierto desconcierto.
Se trata de las calderas Babcock&Wilcox que, aunque los británicos recomendaron su utilización junto a las calderas Yarrow, de forma preferente, en sus navíos de guerra, no fue así, los británicos usaron junto a las Yarrow las calderas Admiralty sin embargo los estadounidenses usaron las Babcock&Wilcox con mayor profusión. He estudiado ventajas e inconvenientes de ambas calderas y todo parece indicar que las Yarrow ofrecían más ventajas entre ellas un mejor mantenimiento y un menor peso, ¿porqué las usaron los estadounidenses? creo que posiblemente encontraron otras ventajas que los británicos no supieron descubrir.
Los buques estadounidenses que usaron calderas Babcock fueron:
Norht Carolina, Washington, Iowa, Indiana, South Dakota, Alabama, West Virginia ..... estos son los que he comprobado que usaban estas calderas
Los Brithis que he comprobado usaron:
Yarrow: Hms Hood, HMS Warspite, HMSNelson,
Admiralty: King George V, Rodney, Duke of York
Babcock & Wilcox: Repulse

Bueno ahora vamos a describirlas un poquito.

Calderas Babcock & Wilcox
Pertenecen al grupo de las multitubulares y se agrupan en dos tipos:

1) Calderas de cabezales Fue de las primeras calderas que sustituyo a las Calderas tubulares (de tubos de llama) en los buques una variante de la caldera de cabezales fue la caldera de cabezales con tubos curvos que empezó a ser construída en 1930 para satisfacer la demanda de calderas con mayor vaporización con menor espacio y peso para la construcción naval este tipo es de circulación acelerada
En la imagen vemos una caldera Babcock & Wilcox de cabezales.

Imagen

Estas calderas son del sistema de láminas de agua y consisten en unas cámaras o recipientes llamados cabezales, colocados uno en el fondo y otro en el frente de la caldera inclinados hacia el frente unos 15º con respecto a la vertical y unidos, dos a dos, entre sí por una serie de tubos que constituyen el haz generador. En la parte superior, colocado transversalmente y encima de los cabezales del frente va colocado, el colector de vapor, es cilíndrico, de acero y a lo largo de él van situados los tubos de descarga de los cabezales posteriores y los tubos de conexión de los cabezales del frente. Este colector lleva un diafragma longitudinal vertical de chapa que hace de separador de vapor, lleva además varios transversales cuyos bordes superiores sobresalen un poco por encima del nivel del agua con objeto de reducir el desplazamiento de la misma a lo largo del colector. Los cabezales llevan puertas de registro para a través de ellas poder realizar la inspección, limpieza y mandrilado de los tubos generadores. Colocados bajo los cabezales del frente va un colector de fangos de sección cuadrada que incorpora válvulas de extracción, los extremos de este colector van unidos al colector de vapor por medio de tubos descendentes de caída o retorno, exteriores a la cámara de combustión.
Estas calderas pueden quemar combustibles sólidos o líquidos las primeras llevan el correspondiente emparrillado para recoger las cenizas las segundas po su parte disponen de quemadores de combustible líquido.
Las calderas de poca potencia tienen las paredes del hogar recubiertas de ladrillos refractarios mientras que las de mayor potencia disponen de paredes hidráulicas de tubos de agua.
Los cabezales posteriores descansan sobre una viga de doble T lo que permite la libre dilatación de los tubos que harán deslizarse los cabezales posteriores sobre la citada viga.
Una variante de esta caldera, que fue creada en 1930 para satisfacer la demanda de la construcción naval de mayor vaporización con menor espacio y peso es la caldera de cabezales con tubos curvos de tipo de circulación acelerada siendo su disposición similar a la de tubos rectos, aunque hay variaciones importantes en sus elementos.

2)Calderas de colectores
De éste tipo de calderas se han construido varios tipos que pueden clasificarse en:
1) Calderas de tres colectores
2) Calderas de dos colectores

El primer paso en su desarrollo fue la caldera de vapor saturado de tres colectores, constituida por un colector superior, Colector de vapor y dos inferiores,Colectores de agua, colocados en los vértices de un triángulo isósceles y unidos cada uno de estos al colector superior por medio de haces de tubos entre los cuales se encuentra el hogar cerrado por material refractario y descansando el conjunto sobre unos pies colocados en los colectores inferiores que se afirman a la estructura del buque sobre unas vigas y soportes adecuados. Más tarde esta caldera fue dotada de Recalentador de vapor intertubular, colocado entre los tubos de los haces generadores, y de Doble Economizador. Posteriormente apareció el tipo de caldera de Hogar dividido en la que el hogar queda dividido en dos por una pared hidráulica, formda por tubos curvados para permitir su expansión y contracción originadas por los cambios de temperatura; el hogar queda así dividido en dos partesindependientesllamadas Hogar del vapor saturado y Hogar del vapor recalentado[b], regulándose con el primero la presión del vapor y con el segundo la temperatura de recalentamiento
Entre las calderas de dos colectores tenemos la de [b]hogar dividido
en el cual una pared estanca divide la caldera en dos hogares en uno de los cuales se genera el vapor saturado y en el otro el vapor recalentado.
En 1901 el Admiralty Boiler Comittee recomendó el uso de las calderas Babcock & Wilcox y las calderas Yarrow para su uso en grandes buques. Estos dos tipos de calderas fue usado exclusivamente en todos los cruceros de batalla británicos

En las siguientes imágenes vemos una caldera Babcock &Wilcox de hogar dividido[/] y otra de [b]dos colectores.

Imagen

Imagen



Datos de las calderas Babcock& Wilcox

..................................................... Caldera de cabezales........................ Caldera

.............................................. Tubos rectos ....... Tubos curvos..........3 colectores 2 hogares

Presión de timbre ...............30 Kg./cm cuad. ...25 Kg./cm cuad............43 Kg./cm cuad.

Temp. del vapor .......................343º ..................325º .......................450º

Potencia del vapor.................25840 kg./h. .......106000 kg./h. .............114000kg./h.

Sup. de caldeo (caldera)...........646 m.2. ............1195 m.2..................... n.c

Sup. del recalentador..............152 m.2...............120 m.2 ..................... n.c.

Vol. cámara de agua..............10,25 m.3................ n.c. .........................n.c.

Vol. cámara combustión............30 m.3...............36,5 m.3.......................n.c.

Vol. de lado saturado............... n.c. ....................n.c. .......................20 m.3

Vol. lado recalentado.................n.c. .....................n.c. .....................21 m.3

Peso de la caldera con agua........n.c. ........ 0,76 kg/ kg. de vapor..............n.c.

Rendimiento.......................... 84% ................... 82%.........................n.c.
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Re: Calderas navales

Notapor minoru genda el Jue 28 Mar 2019 18:08

No dispongo de mucha información sobre las calderas japonesas pero si hay algo, y si en algún momento consigo más pondré al día lo que haya, de momento un breve resumen sobre lo que dispongo y sé.

Calderas Kampon
La caldera japonesa Kampon era del tipo acuotubular y de tres colectores, dos de agua y uno de vapor (si os fijáis similar en cuanto a construcción a algunas calderas británicas)
Bien ante todo comentar que con anterioridad a éste tipo de calderas y hasta ya a fines del siglo XIX (años 1890) los japoneses usaban calderas de retorno de llama para las grandes unidades y calderas de locomotoras para la producción de vapor en pequeñas unidades navales, siendo a partir de 1890 para uso de grandes buques instaladas calderas importadas que poco a poco fueron construídas bajo licencia. A comienzos del siglo XX y para el uso en cruceros y acorazados los japoneses adoptan las calderas de tubos de agua diseñadas en paises extranjeros. Hacia 1895 los japoneses disponen de una planta de construcción de calderas en la que se diseñan ya calderas de tubos de agua, eran las calderas Mirayaba.
En los años finales del siglo XIX los japoneses empiezan a construir una caldera de diseño propio de pequeños tubos de agua que en su origen parte de conceptos relacionados con calderas extranjeras, hacia el año 1900 sale la primera caldera que en 1902 es adoptada por la marina imperial para sus buques de guerra. Se trata de la primera caldera Kampon que es instalada en el cañonero Tatsuta con posterioridad las calderas Kampon empiezan a formar parte del equipamiento de los buques de la Marina Imperial.
Las calderas Kampon trabajaban con presiones de entre 40 y 45 kilos y temperaturas de unos 450º y consumían 62,7 toneladas de fuel por hora
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