ES2959679T3 - Turbina multietapa preferiblemente para plantas de ciclo Rankine orgánico ORC - Google Patents
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Abstract
Se describe una turbina de ciclo Ranking orgánico ORC. La turbina comprende un eje sostenido por al menos dos cojinetes y una pluralidad de etapas axiales de expansión, definidas por conjuntos de álabes de estator alternados con conjuntos o álabes de rotor. Las palas del rotor están sustentadas por discos de soporte correspondientes. Un disco de soporte principal está acoplado directamente al eje en una posición exterior con respecto a los cojinetes, y los discos de soporte restantes están confinados al disco de soporte principal, y uno al otro en sucesión, pero no directamente al eje. La solución propuesta permite obtener una configuración en voladizo de la turbina teniendo todavía una pluralidad de etapas, incluso más de tres si se desea. La turbina permite expandir el fluido de trabajo con un salto de entalpía elevado similar al que se puede obtener con las turbinas axiales multietapas convencionales, que no están en voladizo, o con dos turbinas axiales acopladas, sin modificar las demás condiciones. Algunos de los discos de soporte restantes están confinados al disco de soporte principal y se extienden en voladizo desde el mismo lado de los cojinetes que soportan el eje, de modo que el centro de gravedad de la parte del rotor de la turbina está más desplazado hacia los cojinetes. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Turbina multietapa preferiblemente para plantas de ciclo Rankine orgánico ORC
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una turbina diseñada para funcionar preferiblemente en un ciclo Rankine orgánico (ORC) o ciclos Kalina o ciclos de vapor de agua.
Estado de la técnica
El acrónimo ORC (“Organic Rankine Cycle”)"Ciclo Rankine Orgánico”suele indicar ciclos termodinámicos de tipo Rankine que utilizan un fluido de trabajo orgánico, que normalmente tiene una masa molecular superior a la del vapor de agua, siendo utilizado este último por la gran mayoría de los ciclos de potencia de Rankine.
Las plantas ORC se utilizan a menudo para la producción combinada de energía eléctrica y térmica a partir de biomasa sólida; otras aplicaciones incluyen la explotación del calor residual de procesos industriales, la recuperación de calor de motores primarios o fuentes de calor geotérmicas o solares.
Por ejemplo, una planta ORC alimentada con biomasa suele comprender:
- una cámara de combustión alimentada con biomasa combustible;
- un intercambiador de calor dispuesto para transferir parte del calor de los humos/gases de combustión a un fluido de transferencia de calor, tal como un aceite diatérmico, suministrado por un circuito intermedio;
- uno o más intercambiadores de calor dispuestos para transferir parte del calor del fluido de transferencia de calor intermedio al fluido de trabajo, provocando así su precalentamiento y evaporación;
- una turbina accionada por el fluido de trabajo en estado de vapor; y
- un generador eléctrico accionado por la turbina para producir energía eléctrica.
En el intercambiador de calor corriente abajo de la cámara de combustión, el fluido de transferencia de calor, por ejemplo, aceite diatérmico, se calienta hasta una temperatura normalmente de aproximadamente 300°C. El fluido de transferencia de calor circula en un circuito de bucle cerrado, fluyendo a través del intercambiador de calor mencionado anteriormente, en donde el fluido de trabajo orgánico se evapora. El vapor del fluido orgánico se expande dentro de la turbina, produciendo así energía mecánica que luego se transforma en energía eléctrica a través del generador conectado al eje de la propia turbina. Cuando el vapor del fluido de trabajo finaliza su expansión en la turbina, se condensa en un condensador específico, transfiriendo calor a un fluido refrigerante, generalmente agua, utilizado corriente abajo de la planta como vector térmico a aproximadamente 80°C - 90°C, por ejemplo, para calefacción urbana. El fluido de trabajo condensado se suministra al intercambiador de calor, en donde fluye el fluido de transferencia de calor, completando así el ciclo de circuito de bucle cerrado. A menudo, también se usa un regenerador que enfría el vapor a la salida de la turbina (antes de la entrada del condensador) y precalienta el líquido orgánico corriente arriba del precalentador/evaporador.
La energía eléctrica producida se puede utilizar para hacer funcionar dispositivos auxiliares de la planta y/o se puede introducir en una red de distribución de energía.
En las plantas ORC caracterizadas por una alta relación de expansión y un alto salto de entalpía del fluido de trabajo en la turbina, esta última debería estar dotada ventajosamente de tres o más etapas, en donde "etapa" significa una serie de palas de estator junto con la serie respectiva de palas de rotor.
A medida que aumenta el número de etapas de la turbina, también se complican cada vez más los costes y la ingeniería y el montaje del proyecto, hasta llegar a un límite en el que pueden utilizarse ventajosamente dos turbinas conectadas en serie para hacer funcionar un único generador. Por lo tanto, en lugar de aumentar el número de etapas de una sola turbina, por ejemplo, hasta seis etapas o más, se pueden adoptar dos turbinas, ambas con tres etapas.
Por ejemplo, en una planta diseñada por el solicitante para producir 5 MW, en lugar de utilizar una sola turbina axial de seis etapas diseñada para una rotación de 3000 revoluciones por minuto, se prefiere el uso de dos turbinas axiales, una de alta presión y otra de baja presión, en conexión con un único generador en sus lados opuestos mediante el respectivo eje.
Las soluciones con múltiples turbinas, como la descrita anteriormente, implican varios inconvenientes técnicos y económicos. La planta debe estar dotada de varias unidades reductoras para acoplar las turbinas al generador (excepto en el caso en que las turbinas están dimensionadas para permitir una solución de acoplamiento directo sin necesidad de una unidad reductora), más válvulas para la entrada de vapor en la turbina de baja presión con respecto a las válvulas de admisión de alta presión, el doble de cojinetes y sellos giratorios, el doble de alojamientos, el doble de ejes, el doble de instrumentación, un conducto aislado que conecta fluidamente las turbinas, etc. Esto resulta en un aumento de los costes de producción, puesta a punto y mantenimiento de la planta, así como en dificultades técnicas para alinear, arrancar, detener y operar la planta.
El solicitante propuso una solución técnica intermedia entre la adopción de dos turbinas y la producción de una única turbina multietapa. La solicitud de patente WO 2013/108099 describe una turbina diseñada específicamente para funcionar en un ciclo ORC, y que comprende etapas radiales centrífugas seguidas de etapas axiales.
El documento US 2.145.886 describe una turbina radial que tiene un solo disco de soporte o dos discos de soporte, estando estos últimos instalados en voladizo. Un primer disco (número de referencia 14 en la figura 1 del documento US 2.145.886) soporta una pluralidad de etapas en la parte de rotación doble de la turbina; un segundo disco de soporte (18) está acoplado al primer disco y soporta una pluralidad de etapas en la parte de rotación individual de la turbina.
El documento US 2.747.367 describe una turbina de gas dotada de un compresor axial multietapa y una turbina. Los ejes no están soportados en voladizo. Los discos de soporte, o los compresores de baja y alta presión y la turbina, están atornillados entre sí.
Por ejemplo con referencia a la figura 3 del documento US 2.747.367, el compresor de baja presión se indica con el número de referencia 91. El eje 88 está soportado por tres cojinetes 30, 128, 140 (figuras 3 y 5 del documento US 2.747.367). Se disponen dos acoplamientos 101 y 102 (figura 3) y se describen (columna 3, línea 46 del documento US 2.747.367) como alas que se extienden hacia fuera 101 y 102; los discos de rotor 92 están separados por dichas alas.
Con referencia a la figura 4 del documento US 2.747.367, el compresor de alta presión se indica con el número de referencia 152. El eje 182 está soportado por tres cojinetes 168, 170, 180 (figuras 3 y 4). Se disponen dos acoplamientos 160 y 162 y se describen (columna 4, línea 52) como soportes (campana-extremo) de los cojinetes 160 y 162; los discos de rotor 154 (figura 4) están separados de los soportes de los cojinetes.
Haciendo referencia a la figura 5 del documento US 2.747.367, la turbina de alta presión 68 comprende un único disco de soporte constreñido con respecto al eje 182 del compresor de alta presión, que a su vez está soportado por tres cojinetes 168, 170 y 180 (figuras 3 y 4).
Haciendo referencia a la figura 5 del documento US 2.747.367, la turbina de baja presión 74 comprende dos discos de rotor; uno de ellos está constreñido con respecto al eje 88 que acciona el compresor de baja presión y el otro al eje 140. Los dos discos también están conectados entre sí, de modo que todo el conjunto está soportado por tres cojinetes 30, 128 y 140 (figuras 3 y 5).
El documento GB 310037 describe una turbina Ljungstrom dotada de dos etapas axiales adicionales por cada turbina radial. Los dos rotores están instalados en voladizo. Como se describe en la página 2, línea 8, de dicho documento, el disco de turbina consta de las partes 3, 4 y 5, que se muestran en la figura 1. Las etapas radiales 8 y 9 están instaladas, respectivamente, en las partes 3 y 4 y, siendo simétricas entre sí, no provocan el cambio de la posición del centro de gravedad del sistema. Las etapas axiales 10 y 11 (dos a la izquierda y dos a la derecha) se instalan necesariamente de manera que estén dispuestas simétricamente con respecto al eje central de la máquina (p. 1, línea 87 y en adelante: "en la figura 1, A-A indica un plano perpendicular al eje geométrico de rotación 1 de la turbina, siendo la turbina simétrica con respecto a dicho plano"). Además, los discos no se extienden anularmente para poder alojar un estator en el espacio entre dos discos adyacentes.
El documento US 2.430.183 describe una turbina radial de rotación doble que comprende una turbina de reacción contrarrotativa (discos 5 y 6 de la figura 1) y una turbina de impulso contrarrotativa (discos 6 y 10). El disco más exterior 10, que en realidad no tiene forma de disco, hace que el centro de gravedad se aleje de los cojinetes de los ejes 3 y 4, provocando así que aumente el momento.
El documento EP 2422050 A1 describe un ejemplo de una turbina axial de etapa de dos etapas.
Objeto y compendio de la invención
Un objeto de la presente invención es dar a conocer una turbina para ciclos Rankine ORC, dotada de discos de soporte de las etapas de rotor dispuestos en voladizo con respecto a los cojinetes del eje, que puede estar dotada de una pluralidad de etapas, incluso más de tres, y que, en cualquier caso, es fácil de montar.
Por lo tanto, un primer aspecto de la presente invención se refiere a una turbina según la reivindicación 1 diseñada para un ciclo Rankine orgánico ORC o, en segunda instancia, para ciclos Kalina o de vapor de agua. Otros aspectos de la invención se definen en las reivindicaciones dependientes adjuntas 2 a 19.
En particular, la turbina comprende un eje soportado por al menos dos cojinetes y una pluralidad de etapas axiales de expansión, definidas por series de palas de estator alternadas con series o palas de rotor.
Las palas de rotor están soportadas por discos de soporte correspondientes.
A diferencia de las soluciones tradicionales, uno de los discos de soporte -en adelante denominado disco de soporte principal- está acoplado directamente al eje, en una posición exterior con respecto a los cojinetes, es decir, en una zona no intermedia entre los cojinetes, y los discos de soporte restantes están constreñidos con respecto al disco de soporte principal, y uno con respecto al otro sucesivamente, pero no directamente con respecto al eje. En otras palabras, preferiblemente, sólo el disco de soporte principal se extiende hacia el eje de la turbina, hasta tocar el eje.
La solución propuesta permite mantener una configuración en voladizo de la turbina, en donde las series de palas de rotor están realmente soportadas por el eje, aunque en una zona exterior con respecto a los cojinetes, de modo que sigue siendo posible tener una pluralidad de etapas, incluso más de tres si así se desea. Por lo tanto, la turbina puede diseñarse para expandir el fluido de trabajo con un salto de entalpía elevado, similar al que se puede obtener mediante las turbinas axiales multietapa convencionales, que no están en voladizo, o mediante dos turbinas axiales acopladas, sin cambiar las demás condiciones.
Como se describirá en detalle más adelante, la configuración en voladizo según la presente invención permite montar y desmontar la turbina de una manera bastante sencilla, tanto en la etapa de construcción como para el mantenimiento. En resumen, los discos de soporte de las palas de rotor pueden constreñirse entre sí todos de una vez o en grupos, fuera de la turbina, para luego insertarse "en paquetes" en la voluta antes de insertar también los ejes y los respectivos discos.
Ventajosamente, al menos algunos - si no la totalidad - de los discos de soporte restantes están constreñidos con respecto al disco de soporte principal y se extienden en voladizo en el mismo lado de los cojinetes que soportan el eje. Esto permite desplazar el centro de gravedad de la parte giratoria de la turbina hacia los cojinetes que la soportan. A medida que aumenta el número de discos de soporte montados en voladizo en el disco principal, el centro de gravedad se desplaza correspondientemente hacia el sistema de cojinete que soporta el eje.
Por ejemplo, el documento US 2.145.886 describe una turbina radial, y no axial, en la que etapas adicionales no desplazan el centro de gravedad de la turbina en la posición axial de la primera etapa, es decir, hacia los cojinetes. Además, el segundo disco, indicado con el número 18, es principalmente una segunda parte más exterior del disco 14 que no contribuye a la formación de suficiente espacio para el estator entre dos discos consecutivos.
El documento US 2.747.367 no describe una solución en la que se usen un disco de soporte principal y otros discos constreñidos con respecto al mismo, ni una solución de montaje "en voladizo".
Opcionalmente, otros discos de soporte están constreñidos con respecto al disco de soporte principal y se extienden en voladizo desde el lado opuesto de los cojinetes que soportan el eje. Claramente, a medida que aumenta el número de estos discos de soporte, el centro de gravedad de la parte giratoria de la turbina tiende a alejarse de los cojinetes.
Según la invención, todos los discos de soporte excepto el principal están dotados de un orificio central grande, es decir, se extienden toroidalmente alrededor de un orificio central; el diámetro del orificio central es más grande que el diámetro exterior del eje, de modo que se define un volumen extendido entre cada anillo y el eje. Este volumen, o espacio, puede aprovecharse para alojar las partes de estator del soporte de un sello y los cojinetes (permitiendo así alojar el cojinete del lado de turbina en una posición cercana al centro de gravedad del rotor) y para insertar el eje a través de los discos que se han montado previamente en la voluta y para realizar tareas de mantenimiento, con el fin de permitir la inserción de instrumentos, por ejemplo, instrumentos de inspección.
Preferiblemente, los discos de soporte se atornillan entre sí y el disco de soporte principal está constreñido con respecto al eje mediante un acoplamiento seleccionado de: un ala dotada de pernos o espárragos, un dentado Hirth, un acoplamiento cónico, un acoplamiento cilíndrico con un perfil estriado o enchavetado. Preferiblemente, como se explicó anteriormente, durante la etapa de montaje, el eje se puede insertar a través de los discos/anillos de soporte que, a su vez, ya están insertados en la voluta de la turbina; los cojinetes se montan posteriormente para completar el montaje.
En la realización preferida, las series de palas de rotor más alejadas del disco de soporte principal en el lado de los cojinetes son las de alta presión, es decir, en donde comienza la expansión del fluido de trabajo.
En la realización preferida, la turbina comprende al menos tres discos de soporte corriente arriba del disco de soporte principal y, en caso, uno o más discos corriente abajo de este último y etapas de expansión correspondientes del fluido de trabajo.
En otra realización de la turbina, la primera etapa de expansión del fluido de trabajo es una etapa radial de tipo centrípeta o centrífuga, dependiendo de si el fluido de trabajo se expande acercándose al eje de la turbina o alejándose del mismo, respectivamente. En esta situación, el fluido de trabajo se desvía para expandirse en las etapas axiales dispuestas corriente abajo de la primera etapa. La desviación se realiza en las denominadas palas angulares.
En la realización preferida, la turbina comprende una parte de estator, por ejemplo, una voluta de inyección del fluido de trabajo. Las series de palas de rotor están constreñidas con respecto a la parte de estator, alternadas con las series de palas de estator. Para facilitar el montaje de la turbina, la parte de estator define un volumen interior escalonado, en donde los escalones están cortados para formar diámetros crecientes en la dirección de expansión del fluido de trabajo. Los escalones de la parte de estator forman superficies de apoyo y soporte efectivas para las series de palas de estator que pueden fijarse fácilmente a las mismas, incluso de una en una.
Preferiblemente, cada uno de los discos de soporte comprende al menos una parte de ala que sobresale en voladizo hacia la parte de ala de un disco de soporte adyacente para un acoplamiento de tope. Las alas unidas de dos discos de soporte adyacentes junto con la voluta definen el volumen en el que están confinados los conjuntos de palas de turbina y a través del cual se expande el fluido de trabajo. Preferiblemente, uno o más orificios pasantes están formados a través de la parte de ala de los discos para drenar cualquier líquido, tal como fluido de trabajo en fase líquida o aceite lubricante. Para limitar las fugas de fluido de trabajo a presión durante el funcionamiento normal, en una variación estructural, se puede instalar una válvula de cierre en cada uno de estos orificios, estando configurada la válvula para:
- cerrar el orificio respectivo mientras la turbina está en funcionamiento, es decir, cuando el eje está girando, evitando así que el vapor del fluido de trabajo pase a través del mismo,
- abrir el orificio cuando se reduce la velocidad de la turbina (cuando arranca o se detiene), para permitir que se descargue cualquier fluido líquido acumulado en el volumen entre las alas y el eje de la turbina (el fluido de trabajo condensado o el aceite lubricante que se fuga de los sellos giratorios mecánicos, o incluso agua, si está presente).
Claramente, para cada disco, es posible usar más válvulas dispuestas circunferencialmente en la parte de ala para mantener el equilibrio del disco durante la rotación.
Preferiblemente, cada válvula comprende:
- un elemento obstructor, por ejemplo, una bola de metal, que puede insertarse en el respectivo orificio pasante dispuesto en el ala del disco de soporte, y
- un elemento elástico de desviación, por ejemplo, un resorte, diseñado para empujar constantemente el elemento obstructor a una posición de orificio abierto. La precarga del elemento elástico es tal que la fuerza centrífuga aplicada en el elemento obstructor cuando el rotor alcanza una velocidad determinada es mayor que la precarga del elemento elástico, de modo que el orificio se mantiene cerrado cuando la turbina está en funcionamiento, y se abre cuando la turbina está funcionando a baja velocidad o está totalmente detenida.
Como alternativa, cada válvula comprende un elemento obstructor esférico y un alojamiento respectivo, preferiblemente un paquete de hojas unidas entre sí mediante tornillos y dotadas de una cavidad interior. El alojamiento está parcialmente abierto hacia el orificio a interceptar, de modo que al menos parte del elemento obstructor puede sobresalir desde su propio alojamiento hacia el orificio. Un elemento de soporte elástico soporta en voladizo el alojamiento; por ejemplo, el alojamiento está constreñido con respecto al elemento de soporte elástico, por ejemplo, una lámina elastomérica fijada a su vez al disco de soporte cerca del orificio. Después del doblado del elemento elástico, el elemento obstructor intercepta el orificio cerrándolo, o se aleja del mismo para mantenerlo abierto.
Preferiblemente, uno o más pasos están dispuestos a través del disco de soporte principal para la descarga del fluido de trabajo. Estos orificios permiten el paso del fluido de trabajo que se fuga de unos laberintos instalados entre los rotores y las palas de estator, igualando así la presión corriente arriba y corriente abajo del propio disco.
En una realización, al menos la primera etapa de la turbina, es decir, la primera etapa por la que pasa el fluido en su dirección de expansión es radial centrípeta o radial centrífuga. Especialmente en el caso en el que la parte radial comprende más de una etapa, esta solución tiene un número aún mayor de etapas, siendo iguales las dimensiones axiales de la turbina.
Además, la adopción de una o más series de estator centrípetos o centrífugos de tipo radial ofrece la ventaja de facilitar la adopción de estatores de paso variable en las primeras series, ya que las palas individuales pueden girar alrededor de ejes paralelos entre sí (y paralelos a el eje) y que no están orientados de otra manera, como en las series axiales. La instalación de un estator capaz de orientarse y funcionar como válvula podría ser suficiente para realizar esta función sin necesidad de una verdadera etapa completa.
Preferiblemente, la turbina comprende una voluta y la cabeza del eje tiene un diámetro más corto que el diámetro de voluta interior, de modo que el eje puede insertarse y extraerse por deslizamiento a través de la voluta.
En lo que respecta a los sellos de la turbina, preferiblemente, uno de los mismos está definido por un anillo que rodea el eje y es trasladable desde un rebaje dispuesto en la voluta, para apoyarse contra una banda circular correspondiente en la cabeza del eje, preferiblemente en el disco principal, que en este caso se extenderá hasta el eje de rotor para garantizar el sellado del fluido, o bien directamente en un disco de soporte. Esta solución es particularmente ventajosa para aislar el entorno interior de la turbina con respecto al entorno exterior durante etapas de mantenimiento.
Breve descripción de los dibujos
Sin embargo, detalles adicionales de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:
- la figura 1 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una primera realización de la turbina según la presente invención;
- la figura 2 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una segunda realización de la turbina según la presente invención;
- la figura 3 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una tercera realización de la turbina según la presente invención, en una primera configuración;
- las figuras 3A y 3B son ampliaciones de un detalle de la figura 3, en dos configuraciones diferentes;
- la figura 4 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de la tercera realización de la turbina según la presente invención, en una segunda configuración;
- la figura 5 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una cuarta realización de la turbina según la presente invención, dotada de una primera etapa de expansión centrífuga radial;
- la figura 6 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una quinta realización de la turbina según la presente invención;
- la figura 7 es una vista ampliada de un detalle de la figura 6;
- la figura 8 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una sexta realización de la turbina según la presente invención;
- la figura 9 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una séptima realización de la turbina según la presente invención, dotada de una primera etapa de expansión centrípeta radial;
- la figura 10 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una octava realización de la turbina según la presente invención, dotada de una voluta escalonada;
- la figura 11 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una novena realización de la turbina según la presente invención, del tipo de flujo doble;
- la figura 12 es una vista esquemática en sección axialmente simétrica de una décima realización de la turbina según la presente invención, del tipo de flujo doble;
- la figura 13 es una sección esquemática de una primera realización de una válvula utilizada en la turbina según la presente invención;
- la figura 14 es una sección esquemática de una segunda realización de una válvula utilizada en la turbina según la presente invención;
- la figura 15 es una vista en perspectiva de un elemento de la válvula mostrada en la figura 14.
Descripción detallada de la invención
La figura 1 muestra una primera realización de una turbina 1 según la presente invención, que comprende un eje 2, una voluta 3 para inyectar el fluido de trabajo a expandir y descargar el fluido de trabajo expandido, y estando definidas a su vez una pluralidad de etapas de expansión por series de palas de estator S alternadas con series de palas R de rotor.
Observando la figura 1, las etapas más alejadas a la izquierda son las de alta presión y las etapas más alejadas a la derecha son las de baja presión.
Unos discos de soporte numerados como 10, 20, 30, 40, 50 soportan las palas de rotor. Los cojinetes 5 y 6 soportan el eje 2.
Para los fines de la siguiente descripción,voluta3 generalmente significa los elementos de soporte estacionarios de la turbina 1. Como entenderá el técnico en la materia, la voluta 3 puede estar formada a su vez por varios elementos. Cabe señalar que, en las figuras adjuntas, los laberintos sólo se muestran esquemáticamente. En realidad, para constreñir las piezas que se describirán - que a menudo tienen diámetros diferentes - es necesario usar laberintos definidos a su vez por superficies que tienen diámetros diferentes.
Las palas de estator están fijadas a la voluta 3 y por tanto son estacionarias; las palas de rotor tienen que girar integralmente con el eje 2. Esto se logra mediante una disposición particular de los discos de soporte 10-50 que permite obtener una configuración en voladizo de la turbina 1.
Sólo uno de los discos de soporte, denominadodisco de soporte principal10 por razones de simplicidad, está acoplado directamente al eje 2 - y en el caso mostrado en la figura, mediante un dentado H de tipo Hirth - mientras que los discos de soporte restantes 20-50 están acoplados al disco principal 10 pero no directamente al eje 2, es decir, no lo tocan.
Con más detalle, como puede observarse en la vista en sección de la figura 1, en realidad, los discos de soporte 40, 30 y 20 dispuestos corriente arriba del disco principal 10 y el disco 50 dispuesto corriente abajo del disco 10 son anillos que tienen una extensión radial limitada, es decir, que no se extienden hasta las proximidades del eje 2.
Se deja un volumen o espacio 4 entre los anillos 40, 30, 20, 10 y el eje 2. El espacio 4 se aprovecha para alojar las partes de estator del soporte del sello 5' y los cojinetes 5 y 6, permitiendo así diseñar la turbina con el centro de gravedad hacia los cojinetes, por lo tanto, más hacia la izquierda que el disco de soporte principal 10, y para insertar el eje de la turbina 2 a través de los discos 20, 30 y 40 previamente montados en la voluta 3 y para permitir insertar herramientas para realizar tareas de mantenimiento.
En la práctica, cada uno de los discos de soporte 10-50 tiene una parte de ala 7 que se extiende en voladizo en dirección axial para lograr un acoplamiento de tope con la parte de ala 7 de un disco adyacente. En el ejemplo mostrado en la figura, las partes de ala 7 están atornilladas entre sí mediante los pernos 8, para formar un paquete de discos de soporte 10-50 que giran integralmente con el eje 2.
Como resulta evidente, los pernos 8 están dispuestos circunferencialmente a lo largo de las partes de ala 7. En la sección entre dos pernos, la parte de ala se puede conformar para aligerar el disco respectivo y reducir el efecto de reducción de carga sobre el perno debido a la presencia de una intensa tensión de tracción tangencial que provoca un estrechamiento del disco, en relación con el valor del módulo de Poisson del material.
La solución propuesta permite obtener la ventaja de permitir la disposición de más etapas de expansión corriente arriba del disco de soporte principal 10, de modo que estas etapas están simplemente soportadas en voladizo por el disco principal 10 y no directamente soportadas por el eje. Los discos 20-40 y 50 no están directamente constreñidos con respecto al eje 2; por el contrario, el único acoplamiento usado es con el disco de soporte 10 en la cabeza del eje 2, en cualquier caso, fuera de los cojinetes 5 y 6.
Por tanto, las operaciones de montaje de la turbina 1, que pueden realizarse de dos maneras, se simplifican notablemente.
Según una primera manera, el eje 2 se introduce a través de los discos 10-50 previamente dispuestas en la voluta 3, es decir, el eje 2 puede ser el último en insertarse con los respectivos cojinetes 5 y 6 (de izquierda a derecha mirando las figuras).
Según una segunda manera, el eje 2 y los discos 10-50 se montan previamente fuera de la voluta 3, para formar un paquete e insertarse luego en la voluta 3 todos a la vez (de derecha a izquierda mirando las figuras). Posteriormente, el sello mecánico y los cojinetes 5 y 6 se montan con un método de deslizamiento de estos elementos en el propio eje desde el extremo opuesto al disco principal 10.
Debido a que las etapas corriente arriba del disco 10 tienen una configuración en voladizo, el centro de gravedad del conjunto de los elementos giratorios sigue estando más cerca del cojinete 6 o incluso entre los cojinetes 5 y algunas partes de la voluta 3 pueden quedar alojadas en el espacio dejado por la forma de anillo de los discos de rotor 20, 30 y 40. Esta es una característica importante para disminuir la flexibilidad del conjunto eje-rotor, permitiendo así lograr un funcionamiento "rígido" del sistema, es decir, con la primera velocidad crítica de flexión suficientemente alta como para ser mayor que la velocidad de giro de la turbina, por un amplio margen. Claramente, si el diseñador usa múltiples discos corriente abajo del disco de soporte principal 10 (a la derecha del disco 10 en la figura 1), el centro de gravedad tiende a alejarse del área de los cojinetes 5, 6 (el momento aumenta, el sistema se vuelve más flexible, la primera velocidad crítica de flexión disminuye). Siendo iguales el número total de discos, la geometría y las propiedades de masa respectivas, a medida que aumenta el número de discos montados en voladizo hacia el sistema de cojinetes 5 y 6, la posición del centro de gravedad de las masas giratorias se acerca al sistema de cojinetes 5 y 6, provocando así el aumento de la frecuencia propia de flexión del sistema rotor/cojinete. El cambio de la posición del centro de gravedad provoca también que cambie el valor del momento de inercia con respecto a los ejes baricéntricos en dirección ortogonal al eje de rotación. El valor de este elemento afecta a la frecuencia propia y debe tenerse en cuenta según los métodos de cálculo conocidos en la técnica.
Además, para minimizar la masa en voladizo y, por tanto, maximizar el valor de la primera velocidad de flexión crítica del conjunto eje-disco de soporte, el diseñador también puede decidir utilizar materiales más ligeros en comparación con las aleaciones de hierro, tal como aluminio o titanio, para fabricar las palas y/o discos de soporte.
Si fuera necesario realizar un mantenimiento que requiera el desmontaje del sello mecánico, cuando la turbina se detiene, es posible accionar un anillo de sellado 9, mostrado en la figura 2, provocando su traslación desde un asiento correspondiente en la voluta 3 para moverse hasta apoyarse contra la cabeza del eje 2. El sello temporal permite mantener el entorno interior de la turbina 1 aislado del entorno exterior durante un mantenimiento extraordinario y, por lo tanto, evitar que entre aire a la turbina desde el exterior, o viceversa, que el fluido de trabajo se fugue al exterior, dependiendo de la presión dentro de la turbina detenida.
Como alternativa, se puede disponer un sello anular que se traslada en un diámetro mayor, estando apoyado el sello, cuando está en la posición avanzada, contra uno de los discos de soporte del rotor (preferiblemente, el disco principal). En este caso, el eje 2 se puede liberar con respecto al dentado Hirth sin perder el sello. En otra configuración posible, se pueden disponer dos anillos de sellado 9, uno apoyado contra el eje 2 y el otro contra el disco de soporte principal 10, respectivamente. En este caso, el primero se utiliza como anillo de uso frecuente, a utilizar cuando la turbina se detiene actualmente, y estará dotado preferiblemente de juntas de estanqueidad de elastómero, mientras que el segundo se utilizará raramente cuando se produzcan imprevistos que requieran desmontar el eje 2 y el conjunto de cojinete/casquillo de alojamiento 5, 5', 6. Gracias al doble anillo, es posible, entre otras cosas, cambiar la junta de elastómero del sello más interior. El eje 2 se puede conectar al disco principal que tiene el dentado Hirth, mediante pernos (representados con el respectivo eje de simetría) o mediante tirantes 70, como se muestra en las figuras 6 y 7, para cargarse preferiblemente de manera hidráulica. Se puede acceder a los tirantes 70 desde el lado de los cojinetes 5 y 6 y cada uno comprende una tuerca anular 71, una cavidad hexagonal 72, un cilindro de centrado 73 y un cuerpo roscado 74 que engrana con un orificio correspondiente del disco de soporte principal 10.
Esta operación se facilita mediante el uso de un sistema de fijación que fija mediante tirantes 11 a trasladar para bloquear los discos de soporte 10-50 y evitar su rotación. Los tirantes 11 se pueden insertar en los orificios roscados 41 formados en el disco de soporte 40. Preferiblemente, cada tirante 11 tiene su propio sello para evitar que el fluido de trabajo se fugue fuera de la turbina a través del asiento del propio tirante 11.
Una vez insertados en los orificios correspondientes 41, los tirantes 11 se fijan a la voluta 3 para mantener bloqueados los discos de soporte 10-50 con respecto a la voluta 3, permitiendo así que el anillo 9 se apoye contra la cabeza del eje 2 o el disco principal 10, obteniendo así el sello durante las etapas de mantenimiento.
Considerando nuevamente el montaje de la turbina 1, y con referencia a la realización mostrada en la figura 2, es posible formar un paquete de componentes, como se describe a continuación. Se realiza un montaje previo fuera de la voluta 3, según el siguiente orden:
a. el primer estator S en el extremo izquierdo;
b. el rotor R en el disco de soporte 40;
c. el segundo estator S;
d. el segundo rotor R en el disco de soporte 30, y conectando los discos 30 y 40 mediante pernos 8 en las superficies de ala opuestas 7;
e. el tercer estator S;
f. el tercer rotor R en el disco de soporte 20, y conectando los discos 20 y 30 mediante pernos 8 en las superficies de ala opuestas 7;
g. el cuarto estator S;
h. el cuarto rotor R en el disco de soporte 10, y conectando los discos 10 y 20 mediante pernos 8 en las superficies de ala opuestas 7;
i. el quinto estator S;
j. el quinto rotor R en el disco de soporte 50, y conectando los discos 10 y 50 mediante pernos 8 en las superficies de ala opuestas 7, y así sucesivamente si existe un mayor número de etapas.
Los estatores S se fijan a la parte 31' de la voluta 3 mediante tornillos, o mediante otras técnicas conocidas, por ejemplo, uniendo las palas a ranuras especiales dispuestas en la voluta 3.
Este paquete de componentes montado previamente luego se inserta en la voluta 3. En este punto, el eje 2 se inserta a través de los propios discos 20-50 y a lo largo de la trayectoria formada, luego, los cojinetes 5 y 6 se disponen y se mantienen en posición mediante separadores (no mostrados).
En el disco de soporte principal 10 están dispuestos uno o más orificios pasantes 12 para permitir el equilibrio de presiones entre las partes corriente arriba y corriente abajo del propio disco 10.
La figura 3 muestra una tercera realización de la turbina 1, que difiere de la mostrada en la figura 2 por el hecho de que está dotada de válvulas de cierre 13 dispuestas en las alas 7 de los discos 10-50. En mayor detalle, las alas 7 de los discos 10-50 están perforadas, es decir, una pluralidad de orificios pasantes 14 están formados circunferencialmente en las mismas. Cada uno de los orificios pasantes 14 es interceptado por una válvula 13.
Las válvulas 13 comprenden un elemento obstructor 15 para obstruir el orificio respectivo 14; en el ejemplo mostrado en las figuras, el mismo es una bola de metal 15. Un resorte 16 empuja el elemento obstructor 15 alejándolo del orificio 14 para abrir el paso. La fuerza elástica del resorte 16 es contrarrestada por la fuerza centrífuga aplicada sobre la bola 15 cuando los discos 10-50 están girando. La precarga del resorte 16 se selecciona específicamente de manera que, cuando la turbina 1 está funcionando a una velocidad igual o superior a una velocidad intermedia determinada, los orificios 14 se mantienen cerrados.
En cambio, las válvulas de cierre 13 abren automáticamente los orificios 14 cuando la turbina gira a una velocidad inferior a dicha velocidad intermedia, para permitir la descarga del fluido de trabajo en fase líquida posiblemente retenido en el espacio 4, o la descarga de aceite lubricante posiblemente fugado del sello giratorio de la turbina.
En particular, en las figuras 3 y 3B, la turbina está detenida, las válvulas 13 están abiertas (el tirante 11 está unido al disco 40 y lo bloquea). En las figuras 3A y 4, las válvulas 13 están cerradas (la turbina está girando a una velocidad superior a la velocidad intermedia o a la velocidad nominal).
La figura 4 muestra la misma turbina de la figura 3, aunque con las válvulas 13 cerradas.
La figura 5 muestra una cuarta realización de la turbina 1 que se diferencia de las anteriores por el hecho de que la primera etapa de expansión es radial centrífuga y la segunda etapa comprende una serie de palas de estator angulares que desvían el flujo en dirección axial. Las etapas restantes son axiales, como en las realizaciones descritas anteriormente.
En particular, añadiendo al menos un conjunto de palas de estator radiales es posible disponer un sistema para variar o interceptar el flujo, por ejemplo, un sistema de palas de paso variable, reduciendo así los costes con respecto al sistema de palas de estator axiales.
La figura 6 muestra una realización con un eje macizo 2. El eje 2 está acoplado al disco de soporte principal 10 mediante el dentado Hirth y una pluralidad de tirantes 70, que se muestran ampliados en la figura 7. La turbina comprende un anillo de sellado 9' que se traslada desde la voluta 3 y tiene un diámetro más grande con respecto al anillo 9 mostrado en la figura 2. El anillo 9' se mueve apoyándose contra el disco de soporte principal 10 para obtener el sello.
Aunque no se muestra en las figuras adjuntas, en una realización de la turbina pueden usarse ambos sellos de traslación 9 y 9' alternativamente, o en combinación, para tareas de mantenimiento.
La figura 8 muestra una realización con un eje hueco 2. Se dispone un tirante 2 en el mismo que está atornillado al disco de soporte principal 10. Se trata de una solución alternativa para bloquear el dentado Hirth.
La figura 9 muestra otra realización adicional en la que la primera etapa de expansión es radial centrípeta. En este caso, las palas angulares son palas de rotor soportadas por el disco 40.
La figura 10 muestra otra realización adicional en la que la voluta 3 comprende un anillo interior 31 ranurado, es decir, escalonado. Cada una de las series de palas de estator S está fijada a un anillo de acoplamiento correspondiente 32 35 para su acoplamiento al anillo interior ranurado 31.
En la práctica, los anillos de acoplamiento 32-35 pueden atornillarse de uno en uno, sucesivamente, al anillo interior ranurado 31 en un escalón del mismo. El atornillado se realiza fuera de la turbina y, por último, el anillo 31 con las series de estatores S, los discos de soporte 10-50 y el rotor R se inserta en la voluta 3 y se fija a la misma.
El paquete montado previamente formado por el anillo 31 con las series de estatores S, los discos de soporte 10-50 y las series de rotores R se puede atornillar simplemente a la voluta 3.
La figura 11 muestra otra realización de la turbina 1, caracterizada por ser del tipo de flujo doble. La entrada de fluido de trabajo está preferiblemente en el plano medio del disco de soporte principal 10. El número de referencia 36 indica un anillo que se acopla al anillo interior 31 de la voluta 3. El anillo 31 se fija de derecha a izquierda y luego se atornilla a la voluta 3. El anillo de acoplamiento 36 incluye dos series de estatores divididas simétricas S, que desvían el flujo de fluido de trabajo en lados opuestos. Las series restantes de estatores S y rotores R se alternan de manera especular simétrica con respecto al disco de soporte principal 10. Un paso P está dispuesto entre el anillo 36 y los discos de soporte 10 y 20 para evitar desequilibrios de presión. Esto permite que el centro de gravedad de la parte del rotor de la turbina esté exactamente en el disco de soporte principal 10.
La figura 12 muestra una décima realización de la turbina, similar a la anterior, pero diferente por el hecho de que, a continuación de la primera serie de estatores S, en donde entra el fluido de trabajo, están dispuestas dos series de rotores especulares R, que desvían axialmente el flujo, en lados opuestos. Estas series de rotores R están ambas soportados por el disco de soporte principal 10.
El diagrama de montaje de las turbinas mostrado en las figuras 11 y 12 es similar al descrito en las otras realizaciones.
Las figuras 14-15 muestran una posible configuración de las válvulas de cierre 13 dotada de un cuerpo 131 en el cual está montado un elemento obstructor 15, por ejemplo, un cilindro que tiene un extremo esférico capaz de deslizarse radialmente en el pasador de soporte 133 y contrarrestado por un resorte 16. El elemento obstructor 15 se puede mover radialmente para interceptar o despejar el orificio 14 dispuesto en la parte de ala 7 del respectivo disco de soporte 10-50. El cuerpo 131 tiene una parte roscada 132 para atornillarse en el orificio 14.
En la figura 13 se muestra otra realización de la válvula de cierre 13. Una bola obstructora 15 está instalada dentro de un paquete de hojas 135 unidas entre sí mediante pasadores remachados 136 o tornillos. La bola 15 puede trasladarse libremente con un juego dentro del espacio creado por el paquete de hojas 135, pudiendo así encajar cuando la fuerza centrífuga la empuja contra el orificio 14. La hoja 137 soporta elásticamente el conjunto de hojas 135 y la bola 15. Las hojas 138 actúan como separadores. Los pasadores 139 tienen función de centrado del tornillo de fijación 140 en los respectivos orificios 142 (para los pasadores) y 141 para el tornillo 140.
La figura 13 muestra la válvula no montada en el disco respectivo. Cuando la turbina gira a una velocidad más baja con respecto a la intermedia (definida anteriormente), el resorte de hojas 137 y los separadores 138 mantienen la bola 15 alejada del orificio 14. Cuando la velocidad es mayor, el resorte de hojas 137 se dobla y la bola obstructora 15 se apoya contra el orificio 14, obstruyéndolo de este modo. El diseñador puede modificar la elasticidad del resorte 137 y 16 junto con la masa del sistema móvil, para determinar el valor de la velocidad intermedia a la que se acciona la propia válvula.
Claims (19)
1. Turbina (1) de un ciclo Rankine orgánico ORC, o ciclo Kalina o ciclo de vapor de agua, que comprende un eje (2) soportado por al menos dos cojinetes (5, 6), una pluralidad de series de palas de rotor (R) y discos de soporte (10-50) correspondientes, y una pluralidad de series de palas de estator (S), en donde uno (10) de dichos discos de soporte (10-50), denominadodisco de soporte principal,está acoplado directamente al eje (2) en una posición exterior con respecto a los cojinetes (5, 6), y los discos de soporte (20-50) restantes están constreñidos con respecto al disco de soporte principal (10), y uno con respecto al otro sucesivamente, pero no directamente con respecto al eje (2),
en donde al menos algunos (20-40) de los discos de soporte restantes están constreñidos con respecto al disco de soporte principal (10), extendiéndose en voladizo desde la misma parte de los cojinetes (5, 6) que soportan el eje (2), de modo que las series de palas de rotor (R) y las series de palas de estator (S) definen etapas axiales de expansión, y el centro de gravedad de la parte de rotor de la turbina (1) está más desplazado hacia los cojinetes (5, 6) con respecto a la posición del centro de gravedad del disco de soporte principal (10) únicamente,
caracterizada por que los discos de soporte (20-50), excepto el principal (10), están dotados de un orificio central, es decir, son anillos, de modo que entre cada anillo y el eje (2) está definido un espacio (4) y se extiende según sea necesario para alojar componentes de estator, tales como sellos (9, 9') y cojinetes (5, 6) y los respectivos casquillos de alojamiento de cojinete (5'), así como la parte central de la voluta (3).
2. Turbina (1) según la reivindicación 1, en donde al menos algunos (50) de los discos de soporte restantes están constreñidos con respecto al disco de soporte principal (10), extendiéndose en voladizo en una dirección opuesta a los cojinetes (5, 6) que soportan el eje (2).
3. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-2, en donde los discos de soporte (10-50) están atornillados entre sí y el disco de soporte principal (10) está constreñido con respecto al eje mediante un acoplamiento seleccionado a partir de: un ala, pernos o espárragos, dentado Hirth (H), un acoplamiento cónico, un perfil estriado o enchavetado, uno o más acoplamientos cilíndricos, para su montaje en condiciones de aceite a presión.
4. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, en donde las series de palas de rotor (R) más alejadas del disco de soporte principal (10) en el lado de los cojinetes (5, 6) son las de alta presión.
5. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, en donde la serie, o paquete, de discos de soporte (10-50) se montan previamente fuera de la turbina (1) y se instalan en la turbina todos de una vez.
6. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, que comprende una parte de estator, por ejemplo, una voluta (3), con respecto a la que están constreñidas las series de palas de estator (S) de manera alternada con las series y palas de rotor (R), en donde la parte de estator define un sólido de revolución (31) dotado de una superficie interior escalonada y cada serie de palas de estator (S) están fijadas a al menos uno de dichos escalones mediante anillos (32-35) y, en este caso, los discos de soporte (10-50) se pueden insertar en la parte de estator también de uno en uno.
7. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 6, en donde cada uno de los discos de soporte comprende al menos una parte de ala (7) que sobresale en voladizo hacia la parte de ala (7) de un disco de soporte adyacente para un acoplamiento de tope, y que comprende uno o más orificios pasantes (14) que pasan a través de dicha parte de ala (7), y una válvula de cierre (13) de cada orificio (14), estando configurada la válvula de cierre para:
- cerrar el orificio (14) durante el funcionamiento de la turbina (1) y evitar así el paso de fluido de trabajo,
- abrir el orificio (14) cuando la turbina (1) gira lentamente o se detiene, para permitir la descarga de fluido de trabajo que pudiera acumularse en el volumen (4) adyacente a las alas (7), en fase líquida, o la descarga de aceite lubricante que pudiera fugarse a través de los sellos de la turbina (1).
8. Turbina (1) según la reivindicación 7, en donde cada válvula (13) comprende:
- un elemento de obstrucción (15) para obstruir el orificio pasante (14) dispuesto en el ala (7) del respectivo disco de soporte (10-50), y
- un elemento elástico de desviación (16, 137) diseñado para empujar el elemento de obstrucción (15) a una posición de orificio abierto (14), y
en donde la precarga del elemento elástico (16, 137) es tal que la fuerza centrífuga aplicada en el elemento de obstrucción (15) cuando la turbina está funcionando es más alta que la precarga del elemento elástico (16), de modo que el orificio (14) sigue cerrado cuando la turbina (1) está funcionando a la velocidad nominal, y se abre cuando la turbina (1) está detenida o funcionando a baja velocidad.
9. Turbina (1) según la reivindicación 7, en donde cada válvula (13) comprende:
- un elemento de obstrucción esférico (15);
- un alojamiento para el elemento de obstrucción (15), preferiblemente un paquete de hojas (135) que define una cavidad interior, que está parcialmente abierta hacia el orificio (14) para que al menos una parte del elemento de obstrucción (15) pueda sobresalir desde el propio alojamiento hacia el orificio (14);
- un elemento de soporte elástico (137) para soportar el alojamiento,
en donde el alojamiento está constreñido con respecto al elemento de soporte elástico (137), por ejemplo, una lámina elastomérica fijada a su vez al disco de soporte cerca del orificio (14), y
en donde, después del doblado del elemento elástico (137), el elemento de obstrucción (15) intercepta el orificio (14) o se aleja del mismo para que este último se mantenga abierto.
10. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 9, en donde, a través del disco de soporte principal (10), están dispuestos uno o más pasos (12) para equilibrar la presión corriente arriba y corriente abajo del mismo disco principal (10) y dichos orificios están dispuestos en un diámetro más grande que un anillo de sellado (9'), si está presente.
11. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, en donde la primera etapa de la turbina, en la dirección de expansión del fluido de trabajo, es radial centrípeta o radial centrífuga.
12. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, que comprende al menos tres discos de soporte (20 a 40) corriente arriba del disco de soporte principal (10) y en caso uno o más discos (50) corriente abajo de este último, y etapas de expansión correspondientes del fluido de trabajo.
13. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, en donde la turbina comprende una voluta (3) y la cabeza del eje tiene un diámetro más corto que el diámetro de voluta interior, de modo que el eje puede extraerse por deslizamiento a través de la voluta (3).
14. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 13, que comprende al menos un sello (9, 9') definido por un anillo que rodea el eje (2) y se puede trasladar desde un rebaje dispuesto en una voluta (3) u otro elemento estacionario (5'), para apoyarse contra un asiento circular correspondiente dispuesto en el extremo del eje, estando diseñado el asiento para su acoplamiento al disco de soporte principal (10), o bien contra uno de los discos de soporte (10-50), preferiblemente el disco de soporte principal (10).
15. Turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 14, del tipo de flujo doble, que comprende una pluralidad de etapas de expansión en ambos lados de uno de los discos de soporte (10 a 50), y en donde el fluido de trabajo comienza a expandirse en dicho disco de soporte a través de una entrada radial y se desvía axialmente en dos flujos en las partes opuestas de dicho disco de soporte.
16. Turbina (1) según la reivindicación 15, en donde el fluido comienza a expandirse en el disco de soporte principal (10) a través de una entrada radial y se desvía axialmente en dos flujos, en las partes opuestas de dicho disco de soporte principal (10).
17. Turbina (1) según la reivindicación 15 o la reivindicación 16, que comprende una cavidad anular (P) que comunica fluidamente la salida del primer estator (S) corriente arriba del disco de soporte en donde el fluido comienza a expandirse, con la salida del primer estator (S) corriente abajo del propio disco de soporte.
18. Turbina (1) según la reivindicación 15 o la reivindicación 16, en donde la primera etapa de expansión (R) por la que pasa el fluido es de tipo radial centrípeta, con un rotor (10) de flujo doble conectado al disco de soporte.
19. Planta de ciclo Rankine ORC, o planta de ciclo Kalina o también planta de ciclo de vapor de agua, que comprende una turbina (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 18.
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