generador de vapor monotubo

Un generador de vapor monotubo es un tipo de generador de vapor que consta de un solo tubo, generalmente en espiral multicapa, que forma un generador de vapor de paso único (OTSG). El primero de estos fue el generador de vapor Herreshoff de 1873. ^{[ 1 ]}

Para optimizar la eficiencia, es conveniente minimizar el contenido de vapor del generador. De esta manera, el calor se puede transferir de forma eficiente al agua líquida, en lugar de al vapor de baja densidad. Los generadores de vapor monotubo pueden hervir gradualmente a lo largo de su longitud, generalmente mediante sistemas de circulación bombeada, ^{[ 2 ]} pero donde esta ebullición no interrumpe la circulación. Alternativamente, pueden utilizar el sistema supercrítico de Benson , donde la presión es suficiente para evitar por completo la ebullición (dentro del volumen calentado). ^{[ 3 ]}

Los modernos generadores de vapor monotubo suelen diseñarse como sistemas de paso único. En estos sistemas, el agua circula continuamente por el tubo y se convierte en vapor sin necesidad de un depósito de vapor. Este diseño reduce el volumen de agua contenido en el sistema, lo que permite tiempos de arranque rápidos, una mayor eficiencia térmica y una reducción del riesgo asociado al almacenamiento de vapor a alta presión. Por consiguiente, los generadores monotubo se utilizan habitualmente en aplicaciones que requieren una demanda de vapor flexible o intermitente.

Algunos ejemplos de generadores de vapor monotubo son:

• Generadores de vapor industriales como el generador de vapor Clayton ^{[ 4 ]}
• Las calderas de tubos de agua del tipo monotubo utilizadas en los vagones de vapor , tales como:
  • AMC
  • Coche de vapor doble
  • Gardner-Serpollet
  • Compañía Locomotora de América
  • White Motor Company , patente estadounidense 659,837 de 1900 ^{[ 5 ]}

Los generadores de vapor monotubo se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales debido a su diseño compacto y su capacidad para producir vapor rápidamente. Se emplean comúnmente en sectores como el procesamiento de alimentos, la producción química, el petróleo y el gas, y la manufactura, donde se requiere la generación de vapor bajo demanda.

A diferencia de las calderas tradicionales de tubos de humo o de agua con tambores de vapor, los sistemas monotubo suelen contener un menor volumen de agua, lo que mejora la seguridad y permite una respuesta más rápida a las variaciones de carga. Su diseño de paso único también los hace idóneos para su integración con una unidad de recuperación de calor residual, donde el calor de los gases de escape o de los procesos industriales se utiliza para generar vapor.

Los diseños modernos pueden incorporar circulación forzada y altas tasas de transferencia de calor para lograr una alta eficiencia en espacios relativamente reducidos, lo que los hace adecuados para instalaciones descentralizadas o modulares.

Una caldera de vapor instantáneo es un tipo particular de caldera monotubo con bajo contenido de agua. Su uso moderno se limita a maquetas de barcos de vapor, pero históricamente se utilizaban en los vagones de vapor Gardner-Serpollet .

• Lista de tipos de calderas, por fabricante
• Generador de vapor (caldera)
• Generador de vapor (ferrocarril)