Modelización y estudio de los esfuerzos termomecánicos de un generador de vapor

Abstract

RESUMEN: En este estudio se analizará el comportamiento de los materiales en el interior de un generador de vapor acuatubular en su fase óptima de trabajo. Se expondrán los distintos esfuerzos termomecánicos a los que se someten a los distintos componentes del generador de vapor (haces tubulares, colectores de vapor y de agua). El proyecto se desarrolla en varias fases. Primero, la búsqueda de información y de unos planos sobre un generador de vapor, una vez obtenidos los planos, se prosiguió con la modelización del generador de vapor partiendo de dimensiones reales, en el software libre (FreeCAD). Luego, se realiza con la herramienta (FEM) un análisis utilizando el método de elementos finitos, que es un método numérico de ecuaciones diferenciales parciales que se aplica en las geometrías creadas para el estudio termomecánico. Para la simulación se supondrá que la carga del quemador será del 100%, la temperatura del agua de alimentación será de 60ºC y la temperatura en el colector de vapor saturado es de 225ºC con una presión de operación de 25 kg/cm2 . Por último, se analizarán los resultados obtenidos y se sacaran las conclusiones a las que se ha llegado con el estudio.

ABSTRACT: In this study, the behavior of the materials inside an aquatube steam generator in its optimal working phase will be analyzed. The different thermomechanical stresses to which the different components of the steam generator are subjected (tubular bundles, steam and water collectors) will be exposed. The project is developed in several phases. First, the search for information and some plans on a steam generator, once the plans were obtained, we continued with the modeling of the steam generator starting from real dimensions, in free software (FreeCAD). Then, an analysis using the finite element method is performed with the (FEM) tool, which is a numerical method of partial differential equations that is applied to the geometries created for the thermomechanical study. For the simulation, it will be assumed that the burner load will be 100%, the feed water temperature will be 60ºC and the temperature in the saturated steam collector is 225ºC with an operating pressure of 25 kg/cm2. Finally, the results obtained will be analyzed and the conclusions reached with the study will be drawn.