ТУРБИНА - двигатель, преобразующий энергию потока жидкого или газообразного вещества в механическую энергию. Состоит из ротора с лопатками, и корпуса с патрубками. Патрубки подводят и отводят поток вещества.
В зависимости от используемого вещества, турбины бывают гидравлические, паровые и газовые.
В зависимости от направления потока через турбину они делятся на осевые - поток параллелен оси турбины, и радиальные - поток направлен перпендикулярно оси.
Основные элементы паровой турбины - корпус, сопла и лопатки ротора. Пар от внешнего источника по трубопроводам подводится к турбине. В соплах энергия пара преобразуется в более мощную энергию струи. Вырывающийся из сопел пар направляется на изогнутые лопатки. Под действием струи пара создается сила, приводящая ротор во вращение.
В активной турбине проточный канал рабочего колеса имеет постоянное поперечное сечение - скорость в движении в рабочем колесе не меняется. Давление пара перед рабочим колесом и за ним одинаковое.
В реактивной турбине проточные каналы рабочего колеса имеют переменное сечение. Проточные каналы реактивной турбины рассчитаны так, что скорость потока в них увеличивается, а давление падает.
Турбины обычно проектируют так, чтобы они находились на однои оси с устройством, потребляющим их энергию. Скорость вращения рабочего колеса ограничивается пределом прочности материалов, из которых изготовлены диск и лопатки.
Для наиболее полного и эффективного преобразования энергии пара турбины делают многоступенчатыми.
В турбину, работающую по циклу Ранкина, пар поступает от внешнего источника - дополнительного его подогрева между ступенями турбины нет, есть только естественные потери тепла.
Цикл с промежуточным подогревом - пар после первых ступеней направляется в теплообменник для дополнительного подогрева. Затем он снова возвращается в турбину, где в последующих ступенях происходит его окончательное расширение. Повышение температуры рабочего тела позволяет повысить экономичность турбины.
а - простой цикл Ранкина; б - цикл с промежуточным подогревом пара; в - цикл с промежуточным отбором пара и утилизацией тепла.
Цикл с промежуточным отбором и утилизацией тепла отработанного пара - Пар на выходе из турбины обладает еще значительным теплом, которое обычно рассеивается в конденсаторе. Часть энергии может быть отобрана при конденсации отработанного пара.
- Некоторая часть пара может быть отобрана на промежуточных ступенях турбины и использована для предварительного подогрева, например, питательной воды или для каких-либо технологических процессов.
В турбине вещество (пар) расширяется, поэтому последние ступени (где давление уже меньше) должны иметь больший диаметр.
В турбинах с разветвлением потока пар проходит через разные турбины или разные ступени турбины.
а - сдвоенная турбина параллельного действия;
б - сдвоенная турбина параллельного действия с противоположно направленными потоками;
в - турбина с разветвлением потока после нескольких ступеней высокого давления.
Для обеспечения высокого КПД турбина должна вращаться с высокой скоростью, однако число оборотов ограничивается прочностью материалов турбины и оборудованием, которое находится на одной оси с ней. Электрогенераторы на тепловых электростанциях рассчитывают на 1800 или 3600 об/мин и обычно устанавливают на одной оси с турбиной.
- На одной оси с турбиной могут быть установлены центробежные нагнетатели и насосы, вентиляторы и центрифуги.
Низкоскоростное оборудование соединяется с высокоскоростной турбиной через понижающий редуктор, как например в судовых двигателях, где гребной винт должен вращаться с частотой от 60 до 400 об/мин.
В современных ГИДРОтурбинах рабочее колесо вращается в специальном корпусе с улиткой, или имеет на входе направляющий аппарат, обеспечивающий нужное направление потока. На валу (оси) гидротурбины обычно устанавливается и соответствующее оборудование (электрогенератор на гидроэлектростанции).
В газовой турбине используется энергия газообразных продуктов сгорания из внешнего источника. Газовые турбины по конструкции и принципу работы аналогичны паровым.
Карта сайта
Мой адрес Электронной почты: q2212@yandex.ru
Номер моего мобильного телефона: +79030100732
