tipos de centrales hidrÁulicas: 3 tipos

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TIPOS DE CENTRALES HIDRAacuteULICAS 3 tipos

a) Centrales de agua fluyente

No hay embalse Captan una parte del caudal circulante por el riacuteo a partir de un azud y lo conducen hacia la central para ser turbinadoPosteriormente este caudal se devuelve al cauce del riacuteoSalto uacutetil praacutecticamente constante y un caudal muy variable dependiendo de la hidrologiacutea

Azud o presa de derivacioacuten

Caacutemara de carga

Tuberiacutea forzada

Turbina

Canal de descarga

Generador eleacutectrico y los elementos auxiliares

La potencia instalada esta directamente relacionada con el caudal que pasa por el riacuteo Suelen ser MINICENTRALES de menor tamantildeo y menor energiacutea

Elementos

CENTRAL DE AGUA FLUYENTE

Esquema de funcionamientoEsquema de funcionamiento

1- Embalse

2- Presa

3- Galeriacutea de conduccioacuten

4- Chimenea de equilibrio

5- Tuberiacutea reforzada

6- Central

7- Turbinas y generadores

8- Desaguumles

9- Liacuteneas de transporte de energiacutea eleacutectrica

10- Embalse inferior o riacuteo

3

En las centrales fluyentes el agua no se embalsa Un azud retiene el agua soacutelo lo necesario para desviar parte del caudal a la centra

b) Centrales de pie de presa

Estaacuten situadas aguas abajo de los embalses Para ello se construye una presa Se regulan los caudales de salida para ser turbinados en el momento que se precise

Suelen ser de gran tamantildeo y muy potentes

Instalaciones necesarias

Adaptacioacuten de las conducciones de la presa a la minicentral o construccioacuten de otras nuevas

Toma con compuerta y reja

Tuberiacutea forzada hasta la central

Edificio de la central con su equipamiento electromecaacutenico

Esquema de Esquema de funcionamientofuncionamiento

1- Presa2- Rejillas3- Turbina4- Conjunto turbina + generador eleacutectrico5- Transformador6- Liacuteneas de tendido eleacutectrico

Son las que en las horas bajas utilizan la energiacutea sobrante para bombear agua a un embalse superior y en las horas punta se aprovechan para dar energiacutea a la red

AREA DE CONOCIMIENTOAREA DE CONOCIMIENTO EQUIPOS MAacuteQUINAS E EQUIPOS MAacuteQUINAS E INSTALACIONES INDUSTRIALESINSTALACIONES INDUSTRIALES

TEMA Nordm 5 TURBINAS HIDRAacuteULICAS

TURBINAS HIDRAacuteULICAS

UNEFMIngenieriacuteaIngenieriacutea

Principio de funcionamiento

Aprovechan la energiacutea hidraacuteulica de la naturaleza ya sea en forma de saltos (carga) o en forma de caudal (riacuteos caudalosos) para

transformarla en energiacutea mecaacutenica en un eje

Al igual que las turbinas Pelton lasturbinas Francis pueden ser instaladas conel eje en posicioacuten horizontal o en posicioacutenVertical1048766 Siendo la posicioacuten vertical del eje la maacutesgeneralizada por estar ampliamenteexperimentada especialmente en el casode unidades de gran potencia

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En saltos de muy pocaaltura la turbina sehalla sumergida en

este caso no sedispone de caacutemaraespiral el rotor se

instala en el interiorde una caacutemara abierta

conectadadirectamente con latoma de agua o el

embalse




COMPONENTES

TURBINA FRANCIS

TUBO DETUBO DEASPIRACIOacuteNASPIRACIOacuteN

CARCASA Y DIRECTRICESCARCASA Y DIRECTRICESDEL DISTRIBUIDORDEL DISTRIBUIDOR

ROTORROTOR

Carcasa Directrices deldistribuidor

1 Espiral con rueda de aacutelabes

2 Tubo de descarga3 Acoplamiento4 Generador

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DESCRIPCIOacuteN SUMARIA DE ALGUNOS TIPOS DE TURBINAS HIDRAacuteULICAS

TURBINA KAPLAN

Turbina de heacutelice con aacutelabes de rodete orientablesTurbina de reaccioacuten

Flujo axial

Nuacutemero de revoluciones altas


Un montaje caracteriacutestico de este tipo de turbinas conjuntamente con el Un montaje caracteriacutestico de este tipo de turbinas conjuntamente con el alternador constituye los llamados grupos-bulbo propios de las alternador constituye los llamados grupos-bulbo propios de las centrales mareomotrices o los grupos-pozocentrales mareomotrices o los grupos-pozo

Estos se utilizan para aprovechar al maacuteximo de las corrientes de agua Estos se utilizan para aprovechar al maacuteximo de las corrientes de agua con muy poco salto con muy poco salto

En ambas disposiciones la caacutemara y el tubo de aspiracioacuten constituyen un En ambas disposiciones la caacutemara y el tubo de aspiracioacuten constituyen un solo conducto pudiendo estar situado el eje del grupo en posicioacuten solo conducto pudiendo estar situado el eje del grupo en posicioacuten vertical y tambieacuten horizontal o inclinadavertical y tambieacuten horizontal o inclinada

Eje vertical Eje Horizontal

Dado el gran parecido con las turbinas Francis todos aquellos Dado el gran parecido con las turbinas Francis todos aquellos componentes tienen la misma funcioacuten y similares caracteriacutesticas Tal componentes tienen la misma funcioacuten y similares caracteriacutesticas Tal ocurre con los elementos siguientesocurre con los elementos siguientes

1- Soporte Superior1- Soporte Superior

2- 2- Cojinete de Empuje

3- 3- Cojinete Guiacutea de Turbina

4- Rotor4- Rotor

5- EstatorEstator

6- Eje

7- Acoplamiento

8- Turbina

Se asemeja a la heacutelice de un barco al estar formado por un numero determinado de palas de 2 a 4 para saltos de pequentildea altura y de 5 e 9 cuando los saltos son mayores dentro del campo de aplicacioacuten de las turbinas Kaplan

Solamente se denominan turbinas Kaplan cuando todas y cada una de las palas del rodete estaacuten dotadas de libertad de movimiento girando al uniacutesono y uniformemente sobre sus asientos respectivos situados en el nuacutecleo llamado cubo del rodete

Estaacute alojado en el propio nuacutecleo del rodete

Existen turbinas en las que las palas del rodete se pueden orientar con mecanismos accionados por motor eleacutectrico y reductor de velocidad colocados en el interior del eje

En los rodetes Kaplan el interior del nuacutecleo estaacute lleno de aceite a fin de producir la estanqueidad necesaria que evite el paso de agua a traveacutes de los ejes de las palas

En el caso de turbinas Kaplan las palas del rodete estaacuten situadas a un nivel maacutes bajo que el distribuidor de modo que la corriente de agua que fluye por eacuteste incide sobre dichas palas en su parte posterior en direccioacuten paralela al eje de la turbina

Los grupos Bulbo como parte fundamental de algunas centrales minihidraacuteulicas y maremotrices no son maacutes que un tipo especial de turbina heacutelice capaces de

aprovechar saltos de pequentildeo desnivel pero de gran caudal

Estos grupos fueron concebidos en un principio para ser utilizados en cuencas fluviales de grandes caudales y posteriormente han sido empleados tambieacuten por las centrales maremotrices que como sabemos se caracterizan por pequentildeas

alturas y grandes caudales





TURBINA PELTON

No estaacuten sumergidas en el agua

Turbina de accioacuten

Flujo Tangencial

Nuacutemero de revoluciones bajas





COMPONENTES PRINCIPALES

TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador

Caja de derivacioacuten

Rueda con aacutelabes

Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina


Los componentes esenciales de una turbina Pelton siguiendo la Los componentes esenciales de una turbina Pelton siguiendo la trayectoria del agua a traveacutes de la misma sontrayectoria del agua a traveacutes de la misma son

1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro

8- Regulacioacuten y control

9- Inyector

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PELTON 1-Rodete 2-Cuchara 3-Aguja 4-Tobera 5-Conducto de

entrada 6-Mecanismo de

regulacioacuten 7-Caacutemara de salida

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Estaacute constituido por uno o varios equipos de inyeccioacuten de agua Estaacute constituido por uno o varios equipos de inyeccioacuten de agua Cada uno de ellos esta formado por determinados elementos Cada uno de ellos esta formado por determinados elementos mecaacutenicos tiene como misioacuten dirigir un chorro de agua uniforme mecaacutenicos tiene como misioacuten dirigir un chorro de agua uniforme sobre el rodete asiacute como tambieacuten regular el caudal preciso que sobre el rodete asiacute como tambieacuten regular el caudal preciso que ha de fluir hacia dicho rodete llegando a cortarlo totalmente ha de fluir hacia dicho rodete llegando a cortarlo totalmente cuando procedacuando proceda

Consiste en la prolongacioacuten de la tuberiacutea forzada acoplada a eacutesta Consiste en la prolongacioacuten de la tuberiacutea forzada acoplada a eacutesta mediante brida de unioacuten posteriormente a la situacioacuten de la vaacutelvula de mediante brida de unioacuten posteriormente a la situacioacuten de la vaacutelvula de entrada a turbina seguacuten la trayectoria normal del agua Tambieacuten se entrada a turbina seguacuten la trayectoria normal del agua Tambieacuten se nombra caacutemara de inyectores nombra caacutemara de inyectores Tiene como misioacuten fundamental conducir el caudal de agua Igualmente Tiene como misioacuten fundamental conducir el caudal de agua Igualmente sirve de soporte a los demaacutes mecanismos que integran el distribuidorsirve de soporte a los demaacutes mecanismos que integran el distribuidor

Es el elemento mecaacutenico destinado a dirigir y regular el Es el elemento mecaacutenico destinado a dirigir y regular el chorro de agua Estaacute compuesto porchorro de agua Estaacute compuesto porbullbullTobera-Tobera- Se entiende como tal una boquilla Se entiende como tal una boquilla normalmente con orificio de seccioacuten circular (puede normalmente con orificio de seccioacuten circular (puede tratarse de otra seccioacuten) de un diaacutemetro aproximado tratarse de otra seccioacuten) de un diaacutemetro aproximado entre 5 y 30 cm instalada en la terminacioacuten de la caacutemara entre 5 y 30 cm instalada en la terminacioacuten de la caacutemara de distribucioacutende distribucioacutenbullbullAguja-Aguja- Estaacute formada por un vaacutestago situado Estaacute formada por un vaacutestago situado conceacutentricamente en el interior del cuerpo de la tobera conceacutentricamente en el interior del cuerpo de la tobera guiado mediante cojinetes sobre los cuales tiene un libre guiado mediante cojinetes sobre los cuales tiene un libre movimiento de desplazamiento longitudinal en dos movimiento de desplazamiento longitudinal en dos sentidos sentidos

bullbullDeflectorDeflector Es un dispositivo mecaacutenico que a modo de pala Es un dispositivo mecaacutenico que a modo de pala o pantalla puede ser intercalado con mayor o menor o pantalla puede ser intercalado con mayor o menor incidencia en la trayectoria del chorro de agua entre la incidencia en la trayectoria del chorro de agua entre la tobera y el rodete presentando la parte coacutencava hacia el tobera y el rodete presentando la parte coacutencava hacia el orificio de toberaorificio de tobera

Es la pieza clave donde se transforma la energiacutea hidraacuteulica Es la pieza clave donde se transforma la energiacutea hidraacuteulica del agua en su forma cineacutetica en energiacutea mecaacutenica o del agua en su forma cineacutetica en energiacutea mecaacutenica o dicho de otra manera en trabajo seguacuten la forma de dicho de otra manera en trabajo seguacuten la forma de movimiento de rotacioacuten Esencialmente consta de los movimiento de rotacioacuten Esencialmente consta de los siguientes elementossiguientes elementos

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CENTRAL DE AGUA FLUYENTE

Esquema de funcionamientoEsquema de funcionamiento

1- Embalse

2- Presa

3- Galeriacutea de conduccioacuten

4- Chimenea de equilibrio

5- Tuberiacutea reforzada

6- Central

7- Turbinas y generadores

8- Desaguumles

9- Liacuteneas de transporte de energiacutea eleacutectrica

10- Embalse inferior o riacuteo

3





















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embalse




COMPONENTES

TURBINA FRANCIS



ROTORROTOR




12 3 4






TURBINA KAPLAN


Flujo axial











4- Rotor4- Rotor

5- EstatorEstator

6- Eje

7- Acoplamiento

8- Turbina















TURBINA PELTON



Flujo Tangencial







TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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embalse




COMPONENTES

TURBINA FRANCIS



ROTORROTOR




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TURBINA KAPLAN


Flujo axial











4- Rotor4- Rotor

5- EstatorEstator

6- Eje

7- Acoplamiento

8- Turbina















TURBINA PELTON



Flujo Tangencial







TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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embalse




COMPONENTES

TURBINA FRANCIS



ROTORROTOR




12 3 4






TURBINA KAPLAN


Flujo axial











4- Rotor4- Rotor

5- EstatorEstator

6- Eje

7- Acoplamiento

8- Turbina















TURBINA PELTON



Flujo Tangencial







TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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embalse




COMPONENTES

TURBINA FRANCIS



ROTORROTOR




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TURBINA KAPLAN


Flujo axial











4- Rotor4- Rotor

5- EstatorEstator

6- Eje

7- Acoplamiento

8- Turbina















TURBINA PELTON



Flujo Tangencial







TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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COMPONENTES

TURBINA FRANCIS



ROTORROTOR




12 3 4






TURBINA KAPLAN


Flujo axial











4- Rotor4- Rotor

5- EstatorEstator

6- Eje

7- Acoplamiento

8- Turbina















TURBINA PELTON



Flujo Tangencial







TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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TURBINA KAPLAN


Flujo axial











4- Rotor4- Rotor

5- EstatorEstator

6- Eje

7- Acoplamiento

8- Turbina















TURBINA PELTON



Flujo Tangencial







TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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4- Rotor4- Rotor

5- EstatorEstator

6- Eje

7- Acoplamiento

8- Turbina















TURBINA PELTON



Flujo Tangencial







TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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TURBINA PELTON



Flujo Tangencial







TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

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9- Inyector

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TURBINA PELTON

Tobera o inyector

Generador



Acoplamiento

Eje

Caja de la turbina



1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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1- Carcasa

2- Generador

3- Rodete

4- Eje

5- Deflector

6- Cojinete

7- Manoacutemetro


9- Inyector

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