MXPA04000487A - Dispositivo de prueba para controles de turbinas. - Google Patents

Abstract

Se describe un dispositivo de prueba para controles de turbina que se puede adaptar para probar sistemas de control de la mayoria de los rotores de turbina sin el uso de vapor; el dispositivo de prueba para controles de turbina comprende un sistema de control del operador, un ensamble de energia motriz impulsor y un ensamble de gas de purga; el dispositivo novedoso hace girar, acelera y desacelera de manera controlable una turbina con un nivel relativamente alto de precision, reduciendo la probabilidad de que, en el caso de que ocurra un mal funcionamiento del mecanismo por sobrevelocidad, la turbina resulte danada como resultado de la velocidad sonica o por cualquier otra falla mecanica.

Description

DISPOSITIVO DE PRUEBA PARA CONTROLES DE TURBINA CAMPO TECNICO Esta invención se refiere a turbinas, más específicamente a la prueba de sistemas de control de turbinas, como ios sistemas de prevención de sobrevelocidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Las máquinas de turbina, especialmente las turbinas de vapor que se utilizan en las plantas comerciales de energía, emplean generalmente sistemas de control que realizan una variedad de funciones, incluyendo la desconexión. La "desconexión" es el paro de una turbina cuando ocurren ciertas situaciones anormales, por ejemplo, una baja marcación de la presión de aceite, una alta marcación de la temperatura y la sobrevelocidad del rotor. La sobrevelocidad del rotor, si no se revisa, podría causar la desintegración del rotor, dando como resultado un daño sustancial y en algunos casos resultados catastróficos. En consecuencia, la mayor parte de las turbinas de vapor están equipadas con sistemas de control eléctricos o hidráulicos, o con ambos, y con dispositivos de respaldo de desconexión en caso de sobrevelocidad mecánica para evitar la sobrevelocidad del rotor. Estos dispositivos deben ser probados periódicamente para asegurar su funcionamiento apropiado. En la mayoría de los casos, la prueba de los sistemas de desconexión en caso de sobrevelocidad de las turbinas, requiere que el rotor de la turbina sea llevado a puntos establecidos de desconexión, los cuales normalmente se ajustan de 103 a 120% de la velocidad normal del diseño. Ver, por ejemplo, la patente de E.U.A. No. 5,133,189 y 5,292,225. En las plantas de energía nuclear normalmente se utilizan turbinas de energía de pequeñas a mediadas como primotores (fuente de rotación), y son probadas periódicamente para asegurar el funcionamiento apropiado. Generalmente existe un menor riesgo cuando se realiza la prueba de desconexión en caso de sobrevelocidad, en el momento en el que la turbina no necesita estar funcionando, por ejemplo, durante las interrupciones por reabastecimiento de combustible. A las interrupciones por reabastecimiento de combustible, mantenimiento y actividades de prueba, las cuales si se retrasaran también retrasarían la puesta en servicio (productividad) de la planta de energía, se les identifica como estando "en camino crítico". En contraste, a las actividades de mantenimiento y de prueba que se realizan durante una interrupción, que no aumentan la duración de ésta, se identifican como "fuera de camino crítico". La administración de las plantas de energía nuclear normalmente prefieren que todas las actividades de mantenimiento y de prueba, incluyendo la prueba de sobrevelocidad, se realicen fuera de camino crítico mientras sea posible. Sin embargo los costos asociados con la realización de estas pruebas pueden ser significativos, ya que normalmente se requiere de una fuente alterna de vapor para hacer girar la turbina, puesto que el reactor ya no puede producir vapor. Estos costos pueden incluir la renta de una fuente de vapor alternativa que sea capaz de hacer girar el rotor de la turbina más allá de sus puntos de desconexión normales, además de los costos de mano de obra para ingeniería, mantenimiento y soporte de operaciones. También, la logística de la instalación, la operación y la remoción del equipo requerido pueden aumentar la complejidad de un calendario de interrupción para reabastecimiento de combustible que ya es de por sí complejo. Alternativamente, se podrían llevar a cabo pruebas de desconexión por sobrevelocidad utilizando vapor provisto por el reactor, una vez que éste está otra vez en funcionamiento. Sin embargo este método de prueba generalmente no es preferido debido a las pérdidas de productividad que son el resultado del retraso en la puesta en servicio. Más específicamente, cuando se realiza la prueba de una turbina utilizando el vapor provisto por el reactor, las pruebas se llevan a cabo durante el arranque de la planta después de la interrupción por reabastecimiento de combustible. A este método de prueba generalmente se le considera como "en camino crítico", debido a que la actividad de prueba se vuelve una actividad en serie en la secuencia de arranque. Para ser girar el rotor de la turbina más allá de los puntos establecidos normales para la desconexión, se necesitan sistemas impulsores motrices de alta energía, que sean capaces de superar los efectos de resistencia aerodinámica. La "resistencia aerodinámica" se refiere generalmente a una pérdida debida a la resistencia fluida en un cuerpo giratorio. Las pérdidas por resistencia aerodinámica son una función de la velocidad de un rotor de turbina. Son significativos los efectos de resistencia aerodinámica para los rotores que giran en el aire a altas velocidades. Existe una necesidad no satisfecha de un dispositivo para probar los sistemas de control de turbinas, que reduzca el requerimiento de la energía que se necesita para hacer girar el rotor de turbina más allá de sus puntos establecidos normales de desconexión durante la prueba de sobrevelocidad, y que permita llevar a cabo la prueba de sobrevelocidad fuera de camino crítico. Este dispositivo deberá permitir que se realice prueba sin tener que someter a la turbina probada a tensiones inaceptables, como a una velocidad casi sónica en las puntas de los dientes del rotor de la turbina.

DESCRIPCION DE LA INVENCION Se descubrió un dispositivo y un método confiables y económicos para probar los sistemas de control de turbinas. El dispositivo se puede adaptar para probar la mayoría de los rotores de turbina. El dispositivo de prueba para control de turbinas comprende un sistema de control del operador, un ensamble impulsor de energía motriz, y un ensamble de gas de purga. Una vez instalado, el dispositivo de prueba se utiliza para acelerar el rotor de la turbina a su velocidad de prueba sin el uso de vapor. La velocidad y la aceleración del rotor se pueden controlar con una precisión relativamente alta. Esto reduce la probabilidad de que la turbina resulte dañada como resultado de la velocidad sónica o por otra falla mecánica. El ensamble de gas de purga provee un gas de purga cuya velocidad sónica es más alta que la del aire, reduciendo así los riesgos por velocidad sónica. Las pérdidas por resistencia aerodinámica y los requerimientos de energía se reducen seleccionando un gas de purga que tenga un bajo peso atómico/molecular.

BREVE DESCRIPCION DE LA FIGURA La figura 1 ilustra esquemáticamente un diagrama de bloques de los componentes principales de una modalidad del dispositivo de prueba para controles de turbina.

MANERAS DE LLEVAR A CABO LA INVENCION En una modalidad, esta invención provee un medio para probar de manera rápida y fuera de camino crítico los sistemas de desconexión por sobrevelocidad. El diseño básico comprende un sistema de control del operador, un ensamble impulsor de energía motriz y un ensamble de gas de purga. En una modalidad, el dispositivo de prueba para controles de turbina provee un sistema de prueba autónomo que proporciona un medio para accionar la turbina mientras se monitorea y controla su velocidad de rotación. En la práctica, la turbina que será probada se isla del vapor de impulso y de los otros componentes a los cuales se encuentra unida normalmente (por ejemplo, bombas, generadores, etc). El aire que se encuentra en el alojamiento del rotor de la turbina se reemplaza con un gas de purga que es capaz de reducir la resistencia aerodinámica y al mismo tiempo aumentar la velocidad sónica dentro del alojamiento del rotor de la turbina. Un gas de purga preferido es el helio. Existen varias ventajas en probar los sistemas de desconexión por sobrevelocidad utilizando este dispositivo. En primer lugar, se reducen los costos y el tiempo de paro. Este dispositivo puede ser un sistema de prueba autónomo, eliminando los costos asociados con el uso de una fuente alterna de vapor para hacer girar la turbina (por ejemplo, la renta de una fuente de vapor, proporcionar mano de obra, proporcionar soporte de operaciones y el aislamiento y la remoción de la fuente de vapor). En segundo lugar, el gas de purga reduce la resistencia aerodinámica. Se reduce la energía que se requiere para hacer girar el rotor de turbina, haciendo posible que la invención pueda usarse en grandes turbinas y en espacios limitados, los cuales impedirían el uso de muchos otros aparatos de prueba alternativos que se encuentran disponibles actualmente. Por último, el gas de purga aumenta la velocidad sónica, y por lo tanto reduce los riesgos asociados con que la punta de los dientes de la rueda de la turbina se acerque o exceda la velocidad sónica durante la prueba. La figura 1 ilustra esquemáticamente un diagrama de bloques de los componentes principales de una modalidad del dispositivo de prueba para controles de turbina. Esta modalidad comprende un sistema de control del operador, un ensamble impulsor de energía motriz y un ensamble de gas de purga. El sistema de control del operador comprende un controlador lógico programable ("PLC") y una estación de control del operador ("OCS"). El PLC monitorea y controla todas las funciones de prueba. Sin embargo, el verdadero control del operador se logra a través de la OCS, que permite que un operador monitoree y dirija el procedimiento de prueba. Todo el procedimiento de prueba se programa de preferencia en el PLC antes de la prueba verdadera. El operador inicia el arranque, y el PLC monitorea y controla todas las otras funciones, incluyendo el control de flujo del gas de purga, la velocidad del motor impulsor, la aceleración, y las funciones de inicio y de detención. En la modalidad que se ilustra en la figura 1 , el ensamble impulsor de energía motriz comprende un motor impulsor, un impulsor de velocidad variable, un freno dinámico, un módulo de control del motor y una transmisión de energía. El ensamble impulsor de energía motriz proporciona el accionamiento controlado que es suficiente para acelerar un rotor de turbina desacoplado hasta la velocidad de prueba deseada. El motor impulsor funciona como la fuente única de energía impulsora. Al elegir un motor impulsor se consideran varios factores, incluyendo la potencia nominal, el tamaño físico, el par de torsión útil, la relación de mando y el voltaje de operación. El motor impulsor en esta modalidad es un motor de inducción de corriente alterna, que tiene un tamaño adecuado para ajustarse en un espacio dado de operación. En una modalidad alternativa, el motor impulsor puede ser un motor de corriente directa o una máquina de combustión interna. El motor impulsor y la transmisión de energía tienen una relación de mando (relación de la velocidad del motor a la velocidad del rotor de la turbina) y una energía suficientes para permitir que el motor impulsor haga girar de manera controlable el rotor de la turbina a la velocidad de prueba. El impulsor de velocidad variable (no aparece) auxilia al motor impulsor proporcionando un medio para controlar electrónicamente la velocidad del motor impulsor. Durante el funcionamiento el impulsor de velocidad variable aumenta gradualmente la energía para el motor impulsor, hasta que la energía es suficiente para acelerar al motor impulsor hasta su velocidad de prueba. En una modalidad preferida, el impulsor da velocidad variable controla la velocidad variando la frecuencia eléctrica (cuando se utiliza un motor impulsor de inducción de corriente alterna) que entra al motor impulsor, que a su vez cambia la velocidad del motor impulsor. Un controlador de velocidad de curva ascendente, que es un componente integral del impulsor de velocidad variable, ayuda en el control de la aceleración, la desaceleración y la velocidad del motor impulsor durante la prueba. El freno dinámico también ayuda al motor impulsor para proporcionar un accionamiento controlado. El freno dinámico puede ser integral o un componente separado del impulsor de velocidad variable. El freno dinámico deberá anticipar lo suficiente la energía cinética del rotor giratorio para permitir un control preciso de la velocidad durante la desaceleración del rotor de la turbina. El módulo de control del motor coordina el funcionamiento del impulsor de velocidad variable, que a su vez controla al motor impulsor. El impulsor de velocidad variable monitorea la salida del motor impulsor y puede aumentar la velocidad de salida con el aumento de la frecuencia y la energía para el motor impulsor. También, el impulsor de velocidad variable puede disminuir la salida reduciendo la frecuencia y la energía para el rotor de la turbina, o activando el freno dinámico para disminuir la velocidad de rotación del motor impulsor. La transmisión de energía funciona como un convertidor de energía. La transmisión de energía tiene de preferencia un tamaño para ajustarse dentro de un espacio entre el motor de inducción y la turbina. La transmisión de energía está aparejada para aceptar la energía provista por el motor impulsor, para convertir la energía en par de torsión, y hacer girar el rotor de la turbina a una velocidad predeterminada adecuada. En una modalidad preferida, se utiliza una caja de transferencia junto con la transmisión de energía para formar un sistema impulsor que transfiere la energía suministrada por el motor impulsor al rotor de la turbina (no aparece). La caja de transferencia tiene un tamaño adecuado para ajustarse en el espacio que está ocupado normalmente por un separador de acoplamiento de impulsor, que se utiliza como un enlace entre la turbina y la bomba u otro dispositivo que es accionado. Los componentes del ensamble impulsor de energía motriz se complementan ente sí. Operando como una sola unidad, el ensamble impulsor de energía motriz proporciona un accionamiento controlado suficiente para acelerar un rotor de turbina desacoplado hasta la velocidad de prueba. En una modalidad preferida, el ensamble impulsor de energía motriz está configurado para tener solamente la energía suficiente para proporcionar el accionamiento controlado suficiente para acelerar al rotor de turbina desacoplado hasta la velocidad de prueba cuando el rotor de la turbina se encuentra alojado en un ambiente con una cantidad suficiente de gas de purga. Esta configuración evita la aceleración hasta la velocidad sónica en el caso de que ocurriera una falla en el ensamble del gas de purga durante la prueba de la turbina. En la modalidad que aparece en la figura 1 , el ensamble del gas de purga comprende una fuente de gas de purga, un detector de gas de purga y un controlador del flujo del gas de purga. El gas de purga reemplaza al aire o al vapor en el cual se mueve el rotor de la turbina, de manera que se reduzcan al mínimo las pérdidas por resistencia aerodinámica, mientras que al mismo tiempo aumenta la velocidad del sonido con relación a la del aire. La purga del alojamiento del rotor de la turbina con un gas de purga apropiado ayuda a asegurar que la velocidad de la punta de los dientes del rotor de la turbina no alcance la velocidad del sonido, incluso en el caso de que el rotor exceda sustancialmente la velocidad de prueba. El gas de purga deberá tener de preferencia las siguientes propiedades. Un bajo peso molecular, una baja reactividad química y una alta velocidad sónica. El gas de purga preferido es el helio. El helio tiene un peso molecular de 4.0, una velocidad sónica de aproximadamente 1219 m/seg y una reactividad química esencialmente de 0.

En contaste, el aire tiene un peso molecular efectivo de aproximadamente 28.0 y una capacidad relativamente alta de oxidar los componentes operativos de la turbina, especialmente cuando la temperatura de (os componentes operativos excede las temperaturas de funcionamiento. Otros gases de temperatura ambiente con pesos moleculares más bajos que el peso del aire incluyen, por ejemplo, hidrógeno, neón, argón, metano, fluoruro de hidrógeno y amoniaco. Como una cuestión práctica, se cree que el helio es superior a cada uno de estos otros gases, debido a la alta corrosividad, flamabilidad o el costo de los otros gases. La energía que se requiere para acelerar una masa giratoria hasta una velocidad giratoria predeterminada es la suma de la carga de aceleración y la carga de resistencia aerodinámica. La carga de aceleración es una función de la masa y de la geometría del rotor de turbina giratorio. De este modo, la energía que se requiere para acelerar el rotor de turbina hasta la velocidad de prueba debida a la carga de aceleración, permanecerá constante porque la masa y la geometría del rotor de la turbina permanecen constantes. La carga de la resistencia aerodinámica es una función de la masa y la densidad promedio de las partículas "movidas fuera del camino" por el rotor giratorio. Como resultado, la carga de resistencia aerodinámica es una función de la presión y la densidad del gas. Por consiguiente, al sustituir un gas con bajo peso molecular, como helio, por el aire que se encuentra en el alojamiento del rotor de la turbina se reduce la carga de resistencia aerodinámica por un factor de aproximadamente 7.0 (es decir, en un 85%).

Durante la sobrevelocidad, la carga de resistencia aerodinámica debida al aire puede representar hasta el 80% o más de la carga total. Un gas de purga como el helio podría reducir la carga total en aproximadamente el 68% durante la prueba de la sobrevelocidad, siempre y cuando las cargas adicionales del eje, por ejemplo las bombas de aceite lubricante, sean más pequeñas o estén ausentes. Otra propiedad importante del gas de purga es que deberá proveer una alta velocidad sónica (velocidad del sonido). Por ejemplo, la velocidad del sonido en el aire seco bajo presión atmosférica es de aproximadamente 335.3 m/seg, comparado con aproximadamente 1219 m/seg del helio. La purga del alojamiento del rotor de la turbina con un gas de purga, como el helio, asegura que se mantenga un margen satisfactorio de velocidad sónica, incluso en el caso de que la velocidad del rotor de la turbina exceda de manera significativa el punto establecido de desconexión contra sobrevelocidad nominal. Por ejemplo, si una turbina tiene un diámetro de rotor de 91.4 cm y un punto establecido de desconexión por sobrevelocidad de aproximadamente 5100 rpm, la punta de los dientes de la rueda en sobrevelocidad se estará moviendo a aproximadamente 243.8 m/seg. Tomando en cuenta que podría ser necesario hacer girar el rotor de la turbina más allá del punto establecido de desconexión por sobrevelocidad, el margen para la velocidad sónica en aire seco será de menos de 91.4 m/seg. Sin embargo, si el mismo rotor de turbina gira en helio, el margen para la velocidad sónica será aproximadamente 10 veces más alto.

El flujo del gas es controlado por el controlador de flujo del gas de purga. El controlador de flujo del gas de purga admite el gas de purga a una velocidad suficiente para generar y para mantener una concentración de gas de purga de esencialmente el 100% en el alojamiento del rotor de la turbina, al mismo tiempo que evita la creación de una presión positiva significativa (presión excesiva) sobre el alojamiento del rotor de la turbina (debe notarse que una cantidad significativa de presión positiva podría llevar al consumo excesivo de gas de purga y una pérdida adicional de resistencia aerodinámica). El gas de purga es admitido dentro del alojamiento del rotor de la turbina por medio de un dispositivo regulador de la presión, hasta que su presencia es verificada en el sello del eje de la bomba extrema de la turbina por un sensor de detección de gas (por ejemplo, un sensor de conductividad térmica y un detector de puente balanceado, u otro detector conocido en la técnica), que envía una señal al PLC para. el control del flujo del gas de purga. El gas de purga de baja presión es suministrado al alojamiento del rotor de la turbina bajo el control del PLC a una velocidad de flujo volumétrico suficiente para llenar por completo el alojamiento del rotor de la turbina con el gas de purga. Actualmente se está fabricando un prototipo de esta modalidad en Baton Rouge, Louisiana y será probado en Hatch Nuclear Power Plant en Vidalia, Georgia. La turbina probada será una turbina con impulsor de rueda doble Terry, Model CCS (Dresser-Rand Company, Olean, Nueva York). Esta turbina tiene un diámetro de rotor de 91.4 cm y un punto establecido de desconexión por sobrevelocidad de aproximadamente 5100 rpm. La velocidad de la punta de los dientes de la rueda es de aproximadamente 243.8 m/seg en el punto establecido de desconexión por sobrevelocidad. Una vez que ha sido ajustado el dispositivo de prueba de los controles de la turbina, una típica secuencia de operación es la siguiente: (1 ) se introducen las especificaciones de operación de la turbina (por ejemplo, el diámetro del rotor, el punto establecido de desconexión por sobrevelocidad, la velocidad de la punta de los dientes de la rueda, etc.) en el PLC o el impulsor de velocidad variable. (2) Una o más válvulas de control del flujo de gas de purga son abiertas por el controlador de gas de purga. El gas de purga fluye desde un cilindro de almacenamiento de gas a través de un regulador de presión y hacia el alojamiento del rotor de la turbina. Cuando el detector de gas de purga indica que se ha alcanzado un nivel predeterminado de concentración del gas de purga, el PLC regula el flujo, admitiendo solamente el gas de purga suficiente para mantener una concentración de esencialmente el 100%. (3) El PLC manda señales al módulo de control del motor para aplicar energía al motor de la turbina una vez que se ha determinado que hay una concentración del gas de purga dentro del alojamiento del rotor de la turbina. Durante el funcionamiento, si el PLC detecta un nivel de la concentración del gas de purga que está por debajo de un mínimo predeterminado, aumentará el flujo hasta que se restablezca una concentración suficiente del gas de purga. Pero si la concentración sigue cayendo (es decir, debido a un mal funcionamiento, a la extinción del gas de purga disponible, etc.) el PLC envía automáticamente un comando de detención al impulsor de velocidad variable, el cual desacelera entonces la turbina hasta una detención, evitando el daño de la turbina y permitiendo que el operador encuentre la razón del mal funcionamiento. En una modalidad preferida, como una característica adicional de seguridad, si no está presente una cantidad adecuada de concentración del gas de purga, el ensamble impulsor de energía motriz no tendrá la fuerza suficiente para seguir haciendo girar el rotor, y por lo tanto parará el procedimiento de prueba.

EJEMPLO 1 Se llevaron a cabo experimentos en aire y helio para probar los requerimientos de energía. Se utilizó un ventilador de 4 aspas, de aproximadamente 91.4 cm de diámetro, para simular las características de resistencia aerodinámica de una turbina. Los resultados de la prueba aparecen en el cuadro 1. El ventilador se encerró por completo en una caja de madera que tiene un volumen interior de aproximadamente 0.78 m3, todos los bordes fueron sellados con silicón para evitar (as fugas. Se utilizó un impulsor de velocidad variable Toshiba G3 Model4160, de 11.19 KW (Toshiba International Corporation, Houston, Texas), y un motor Dayton de 745.7 watts, 1725 rpm (Emerson Electric, St. Louis, Missouri) para hacer girar el ventilador en el aire. La velocidad de rotación fue incrementada aumentando la frecuencia en intervalos de 5 Hz, hasta 45 Hz. Se registraron la corriente y el voltaje de salida del impulsor de velocidad variable en cada frecuencia (se logró una velocidad máxima de rotación en el aire a una frecuencia de 45 Hz debido a las limitaciones de salida de energía del motor de 745.7 watts). Se siguió el mismo procedimiento para hacer girar el ventilador en helio, utilizando un tanque de helio para introducir el helio en el lado de baja presión del ventilador. Se registraron la corriente y el voltaje a intervalos de 5 Hz hasta 60 Hz (la frecuencia aumentó a 60 Hz, aumentando la velocidad de rotación más allá de la velocidad lograda en el aire, debido a los reducidos efectos de resistencia aerodinámica del helio). También se hizo funcionar el motor sin ninguna carga, y se registraron el voltaje y la corriente a intervalos de 5 Hz hasta 50 Hz. Cada conjunto de datos para el aire y el helio fueron normalizados sustrayendo la energía de "sin carga" en cada velocidad.

CUADRO 1 * Valores de los datos estimados a partir de un ajuste de curva, por el método de los cuadrados mínimos. Hubo una energía insuficiente para la prueba de giro del dispositivo en el aire a velocidades de más de 517 RPM.

El helio redujo sustancialmente los efectos de resistencia aerodinámica que se asocian con las masas giratorias (rotores) a altas velocidades. Como se puede ver en el cuadro, la relación de energía normalizada que se requiere para hacer girar el ventilador en el aire, fue aproximadamente 9 veces más alta que la energía normalizada que se requiere para hacer girar el ventilador en helio a 690 rpm, pero a medida que se extrapolaron los datos, el valor alcanzó asintóticamente 7 (la relación de la energía normalizada es 9 ± 2, que abarca el valor teórico anticipado de aproximadamente 7, obtenido a partir de la relación de los pesos moleculares). Aunque la especificación anterior describe una modalidad de la invención que se utiliza para probar los sistemas de sobrevelocidad de las turbinas, se pueden adaptar varias modalidades a partir de este diseño básico para tareas que incluyen el mantenimiento y la solución de problemas en prácticamente cualquier turbomáquina, haciendo unas cuantas modificaciones, que incluyen el cambio de distribución o el tamaño de los componentes funcionales, cambiar el PLC o el programa de impulsor de velocidad variable, o conmutar los motores impulsores. En la presente se incorporan descripciones completas de todas las referencias que se citan en esta especificación a manera de referencia. Sin embargo, en el caso de que hubiera un conflicto irreconciliable, lo controlará la presente especificación.

Claims (14)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1.-Un dispositivo para hacer girar el rotor de una turbina en un alojamiento para rotor de turbina, caracterizado porque comprende: (a) un ensamble motriz impulsor que es capaz de proveer el par de torsión y la energía suficientes al rotor de la turbina para hacer girar el rotor de la turbina a una velocidad angular deseada; (b) una fuente de gas de purga que comprende una cantidad de un gas de purga; en donde el gas de purga no es vapor; y en donde le gas de purga consiste esencialmente en uno o más gases que tienen un peso molecular de menos de 28; y (c) un ensamble de gas de purga que está adaptado para proveer gas de purga desde la fuente de gas de purga al alojamiento del rotor, a una relación suficiente para que el gas que se encuentra adentro del alojamiento del rotor consista esencialmente en el gas de purga; en donde la velocidad sónica adentro del alojamiento del rotor es más alta que la velocidad sónica del aire a la misma temperatura y presión; y en donde la pérdida de resistencia aerodinámica debida al giro del rotor de la turbina es menor de lo que sería la pérdida de resistencia aerodinámica en el aire a la misma temperatura, presión y velocidad angular del rotor de la turbina, dentro del alojamiento del rotor de la turbina.

2.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque también comprende un sistema de control del operador que monitorea y controla dicho ensamble motriz impulsor y dicho ensamble de gas de purga.

3. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicho sistema de control del operador comprende software para permitir que dicho dispositivo pruebe el funcionamiento adecuado de un sistema de control de turbina.

4. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque dicho sistema de control del operador comprende software para permitir que dicho dispositivo pruebe el funcionamiento adecuado de un sistema de desconexión por sobrevelocidad de la turbina.

5. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho ensamble motriz impulsor comprende un motor impulsor, un impulsor de velocidad variable, un freno dinámico, un módulo de control del motor y una transmisión de energía.

6. - El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la fuente de gas de purga comprende una cantidad de un gas de purga seleccionado del grupo que consiste en helio, hidrógeno, neón, argón, metano, fluoruro de hidrógeno y amoniaco.

7.- El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la fuente de gas de purga comprende una cantidad de helio.

8. - Un método para aumentar la velocidad sónica y reducir la resistencia aerodinámica en un rotor de turbina que gira adentro de un alojamiento para rotor de turbina, dicho método comprende los pasos de: (a) proveer al alojamiento del rotor de turbina con un gas de purga; en donde el gas de purga no es vapor; y en donde el gas de purga consiste esencialmente en uno o más gases que tienen un peso molecular de menos de 28; (b) purgar el alojamiento del rotor de la turbina con el gas de purga, suministrando el gas de purga al alojamiento del rotor de turbina a una velocidad suficiente para que el gas que está adentro del alojamiento del rotor de turbina consista esencialmente en el gas de purga; y (c) hacer girar el rotor adentro del alojamiento del rotor de turbina.

9. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque también comprende probar el funcionamiento adecuado de un sistema de control de turbina que controla el giro del rotor de la turbina.

10. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende adicionalmente los pasos de: (a) introducir especificaciones deseadas de funcionamiento del rotor de turbina en un sistema de control del operador; (b) proveer el gas de purga a través de una o más válvulas solenoides para línea de control del flujo del gas de purga, que son controladas por un controlador lógico programable; (c) monitorear y controlar la concentración del gas de purga en el alojamiento del rotor de turbina con un controlador lógico programable; y (d) hacer girar el rotor a una velocidad predeterminada.

11 . - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el gas de purga se selecciona del grupo que consiste en: helio, hidrógeno, neón, metano, argón, fluoruro de hidrógeno y amoniaco.

12. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la fuente de gas de purga comprende helio.

13. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la velocidad de rotación del rotor aumenta con el aumento de la energía hacia el rotor de la turbina.

14. - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque la velocidad de rotación del rotor disminuye reduciendo la energía hacia el rotor de la turbina, o activando un freno dinámico.