Definición de caldera (de vapor)

1. Recipiente en que se calienta el agua para convertirla en vapor. En receptáculos abiertos bajo la presión atmosférica normal, esta transformación se verifica a la temperatura de 100 °C. Si se quiere producir vapor a presiones mayores que la atmosférica, el recipiente ha de estar cerrado para evitar todo escape de gas, como no sea por los conductos que han de llevarlo a su lugar de empleo. En tales recipientes, el vapor se acumula en el espacio comprendido entre el agua y las paredes superiores del receptáculo, provocando en él un aumento de presión que determina a su vez un aumento de temperatura en el agua y el vapor. En las calderas destinadas a mover máquinas o turbinas, el vapor sale a presión muy superior a la atmosférica. En algunas instalaciones modernas de fuerza motriz se producen presiones de 175 kg/cm2, que requieren temperaturas de ebullición del orden de 350 °C. El vapor posee una temperatura específica para cada valor de presión (v. Vapor). Para soportar tales presiones y temperaturas, las calderas han de construirse de metales muy resistentes que no se resientan al ser sometidos a temperaturas elevadas.
   
   Clases de calderas
   
   Las primeras consistieron en simples recipientes de hierro cerrados, que trabajaban a presiones muy bajas. A medida que aumentaron las necesidades de vapor como fuerza motriz, se usaron calderas más complejas, de mayor rendimiento, y las presiones fueron en ellas cada vez más elevadas. El progreso no se limitó a las calderas, sino que se extendió a los métodos de calentamiento, es decir, a los hogares y a los combustibles. Las primeras calderas utilizaban carbón y madera que ardían sobre parrillas rudimentarias. Más tarde, a medida que pudo disponerse de petróleo y gases, empezaron a utilizarse equipos automáticos que funcionaban a base de estos combustibles. Posteriormente se idearon los hornos atizados con carbón pulverizado, que, insuflado con la cantidad adecuada de aire, ardía de forma similar al gas. Muchos de los tipos antiguos quedaron descartados; otros se modificaron y extendieron a medida que se hicieron más seguros y eficaces. La construcción de las calderas mejoró con los avances realizados en el conocimiento de los materiales, de la combustión, transmisión del calor, preparación de combustibles y tratamiento del agua. Se construyeron calderas mayores y de mayor rendimiento en gran diversidad de tamaños, desde las calderas para calefacción a baja presión hasta unidades de las dimensiones de un edificio de diez pisos, capaces de evaporar más de 500000 kg de agua por hora.
   
   En general, todas las calderas pueden clasificarse en dos grandes grupos: las pirotubulares y las acuotubulares. En las primeras los gases calientes procedentes de la combustión pasan a través de tubos sumergidos en el agua que han de convertir en vapor. En las segundas, el calor se aplica a la superficie exterior de unos haces de tubos por los que fluye el agua. Ambos tipos de. calderas pueden ser horizontales o verticales, según la posición del cuerpo cilindrico que contiene los tubos.
   
   • Calderas Pirotubulares: Comprenden multitud de tipos, entre los que se encuentran el horizontal de retorno, el marino escocés, el de locomotora, él tubular vertical, el de Lancashire, el de Cornualles y gran número de variantes de todos ellos, que se emplean principalmente en pequeñas instalaciones de calefacción y plantas... Para seguir leyendo ver: Calderas Pirotubulares
   
   • Calderas Acuotubulares: Se utilizan casi exclusivamente para presiones superiores a 10,5 kg/cm2 y capacidades mayores de 7000 kg de vapor por hora. Se componen de tubos y colectores y pueden clasificarse en calderas de tubos rectos y tubos acodados. Como los colectores no han de contener ninguna superficie de caldeo, estas... Para seguir leyendo ver: Calderas Acuotubulares
   
   
   Accesorios. Las calderas de vapor han de poseer válvulas de seguridad que se abran automáticamente para eliminar el vapor si la presión rebasa cierto punto; válvulas de extracción de fondo para retirar las grasas que se acumulan en la parte inferior de la caldera; indicadores del nivel del agua y manómetros para medir la presión del vapor. Los medidores de anhídrido carbónico y de oxígeno permiten conocer la composición de los gases de combustión. Pueden utilizarse indicadores de óxido de carbono fotoeléctricos para prevenir el exceso de humo. Es esencial, por razones de economía, que las superficies de caldeo se conserven limpias. A este fin se han ideado sistemas de tratamiento químico del agua de alimentación, que reducen la formación de costras en el interior de los tubos y colectores. A pesar de su simplicidad básica, la caldera moderna resulta una máquina muy compleja.
   
   Caldera de energía atómica
   
   Esencialmente, el vapor se genera del mismo modo por la energía nuclear que por la combustión corriente, aunque se utilicen procedimientos físicos totalmente distintos en uno y otro caso. En un reactor nuclear el calor se produce por fisión del uranio o plutonio. Este calor puede aplicarse directamente a la producción de vapor, como en el reactor de vapor, o bien llevarse desde el reactor, por medio de alguna forma de transporte térmico, a un termopermutador que funciona como una caldera de vapor. El elemento transmisor puede ser gaseoso o líquido. En algunas instalaciones se han empleado metales líquidos como el sodio. El Nautilus, primer submarino atómico, utiliza el agua a gran presión para transferir el calor del reactor a la caldera de vapor. A medida que los métodos y principios de construcción se simplifiquen, las calderas atómicas desempeñarán un papel de vital importancia en la industria generadora de energía. Véase Central nuclear; Energía atómica; Antiincrustantes para calderas; Combustible; Vapor.

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