Componentes y Funcionamiento de Calderas Marinas Modernas

Se detuvo en un modelo determinado. Las de tipo colector son más pequeñas, más ligeras y más adaptables para soportar altas presiones y temperaturas que las demás. Los tubos de bajada comunican el colector superior (almacén de agua) con los colectores y cabezales de la caldera para asegurar que no les faltará agua; están colocados en la doble envolvente de la caldera, fuera del hogar y protegidos del exterior (mayor diámetro que los tubos vaporizadores). El haz del sobrecalentador nunca va expuesto a la máxima intensidad del foco calorífico, sino que va protegido por cierto número de hileras de tubos para evitar el sometimiento del fluido vapor a una intensidad de calor que no absorbería (tubos de protección del sobrecalentador).

La figura 5.III es una caldera que quema carbón pulverizado, cuya altura puede sobrepasar los 20 m. Se usan en centrales terrestres para producir energía eléctrica. Dispone de dos colectores tipo “D” entre los que va instalado el haz vaporizador.

Partes Principales de una Caldera Moderna

• Colectores y cabezales: Parte más alta y más baja que contiene agua.
• Tubos: Forman haces del vapor, haces sobrecalentadores, desobrecalentadores, paredes del agua y tubos de bajada.
• Polines (elementos estructurales): Unión de la caldera a la estructura del buque.
• Envolvente exterior de caldera: Chapa de acero que encierra los gases de la combustión y los conecta a la chimenea.
• Hogar: Lugar donde se realiza la combustión, espacio limitado por paredes (cerradas o abiertas al paso de gases; constituidas por material refractario aislante o haces de tubos).

Colectores y Cabezales

El colector alto (colector de vapor; de mayor diámetro) tiene las siguientes misiones: acumular el vapor generado en los haces vaporizadores, tener capacidad para instalar en su interior separadores de la humedad del vapor y almacenar y distribuir el agua de alimentación.

Los colectores más bajos (uno o más) tienen las misiones de: distribuir el agua recibida del colector alto a los tubos generadores y hacer de depósito de materias sólidas.

Los cabezales son colectores de pequeño diámetro cuya misión es: para los altos, recoger la mezcla vapor-agua generada en una pared y conducirla al colector alto; para los bajos, recibir por tubos de bajada agua del colector de vapor y distribuirla.

Tubos

Forman parte de una caldera, o forman haces; los que forman la caldera se dividen en:

• Haz vaporizador: El número de filas depende de la intensidad de vaporización requerida y de la temperatura a la que salen los gases de combustión. Cuanto mayor es el diámetro, mayor es el área de generación de volúmenes, pero mayores son las dificultades de circulación del agua.
• Haz del sobrecalentador: El número depende del grado de sobrecalentamiento requerido.
• Paredes de agua: Hiladas que forman paredes herméticas al paso de los gases de combustión, constituidas por una fila de tubos con apéndices del mismo material.
• Respecto a la corriente de convección natural, el haz tendrá más tubos de subida o de bajada.

Polines y Envolventes de las Calderas

Cada colector de agua y cabezal inferior llevan 2 polines, uno en cada extremo. Uno de los polines de la caldera va dispuesto de un sistema análogo al de la figura 12.IV que permite absorber las contracciones y dilataciones de la caldera como consecuencia de las variaciones de temperatura.

Las calderas marinas actuales disponen de una envolvente doble y entre ellas circula el aire de combustión descargado por los ventiladores de tiro forzado. La envolvente interior sirve de soporte al material refractario que impide salir al exterior el calor generado en el hogar. La envolvente exterior protege al personal del calor de radiación que emana de la envolvente interior y es absorbido por el aire comburente (entre las envolventes se instalan los tubos de bajada).

Accesorios Internos

• Tubo perforado de alimentación: En la parte baja del colector alto, es la prolongación de la conexión entre el serpentín del economizador y el colector de la caldera.
• Tubo perforado para extracción de superficie: A la misma altura que el nivel de trabajo de la caldera, su misión es eliminar substancias perjudiciales para la vaporización o que flotan en el agua.