Паровые турбины

 

Паровая или газовая турбина является двигателем, в котором потенциальная энергия пара или газа превращается в кинетическую, а кинетическая в свою очередь в механическую энергию вращения вала.

 

10.1 Классификация паровых турбин

Паровые турбины можно подразделить по следующим признакам:

1. По числу ступеней:

а) одноступенчатые;

б) многоступенчатые.

2. По движению потока пара:

а) осевые;

б) радиальные.

3. По числу корпусов:

а) однокорпусные;

б) двухкорпусные;

в) многокорпусные.

4. По принципу парораспределения:

а) дроссельный (свежий пар поступает через один или несколько регулирующих клапанов к соплам турбины параллельно);

б) с сопловым парораспределением, у которых пар поступает через последовательно открывающийся ряд сопел;

в) с обводным парораспределением, у которых кроме подвода свежего пара к соплам первой ступени имеется подвод свежего пара к последующим ступеням в обвод.

5. По принципу действия пара:

а) активные;

б) реактивные.

6. По характеру теплового процесса:

а) конденсационные турбины с регенерацией. В этих турбинах основной поток пара направляется в конденсатор и так как скрытая теплота парообразования, используемая при производстве пара, теряется, то для снижения этой потери из промежуточных ступеней турбины осуществляется частичный нерегулируемый регенеративный отбор пара;

б) конденсационные турбины с одним или двумя регулируемыми отборами пара из промежуточных ступеней для производственных или отопительных нужд;

в) турбины с противодавлением. Тепло всего количества отработавшего пара используется для производственных или отопительных целей. У таких турбин не будет конденсатора, и давление на выходе из последней ступени будет намного выше, чем конечное давление конденсационных турбин.

7. По параметрам свежего пара:

а) среднего давления (р₀ = 34,3 бар);

б) повышенного давления (р₀ = 88 бар, t₀ = 535 ⁰C);

в) высокого давления (р₀ =127,5 бар, t₀ = 565 ⁰C);

г) сверхкритических параметров (р₀ = 235 бар, t₀ = 565 ⁰C).

 

10.2 Одноступенчатая паровая турбина Лаваля активного типа

 

 

Простейшая одноступенчатая паровая турбина состоит из следующих основных частей: 1 – вал; 2 – диск;

3 – рабочее колесо; 4 – сопла; 5 – корпус; 6 – выхлопной патрубок.

 

Рисунок 28 – Схематический разрез одноступенчатой активной турбины

 

Вал вместе с насаженным диском и рабочим лопатками составляет важнейшую часть турбины – ротор. Ротор заключен в корпусе турбины (5). Шейки вала лежат в опорных подшипниках.

Пар от начального давления р₀ до конечного р₂ расширяется водном сопле или группе сопел. Понижение давления сопровождается уменьшением энтальпии и температуры, то есть в соплах срабатывается тепловая энергия, которая превращается в кинетическую энергию паровой струи. В процессе расширения пара в соплах скорость его возрастает от с₀ до с₁, в каналах рабочих лопаток снижается от с₁ до с₂. Соответственно кинетическая энергия струи пара, воздействуя на рабочие лопатки, совершает механическую работу вращения вала ротора турбины. Так как турбина активного типа, то весь процесс расширения пара происходит только в неподвижных каналах, а кинетическая энергия превращается в механическую работу на рабочих лопатках без расширения в них.