Паровая турбина

May 26, 2015 by admin Комментировать »

Перегретый пар, поступающий в турбину, попадает прежде всего в комплект сопел—сопловой аппарат. Здесь пар расширяется, давление его падает, а скорость увеличивается. Энергия горячего, находящегося под высоким давлением, но медленно движущегося пара — потенциальная энергия — превращается в сопловом аппарате в энергию струи пара, летящей быстрее звука — в кинетическую энергию.

Пар, выходящий из сопел, попадает на рабочие лопатки ротора турбины. Лопатки ротора отклоняют струи пара от их начального пути. За счет изменения скорости струй пара возникает давление на лопатки и ротор приходит во вращение.

Так действуют турбины активного типа. Но существуют еще и турбины иного типа — реактивного. В реактивных турбинах на лопатках ротора пар не только меняет направление движения, но еще и расширяется (так же, как и в соплах). В реактивных турбинах пар давит на рабочие лопатки не только в сторону вращения ротора, но еще и в сторону, противоположную своему выходу. Пар действует на лопатках ротора этих турбин, как пороховые газы в ракете, — силами отдачи, реакции. Отсюда и название турбин—«реактивные».

Турбины строят многоступенчатыми. На вал ротора насаживают до 30 и более дисков с лопатками. Между дисками ротора на статоре помещают перегородки — диафрагмы с расположенными в них равномерно распределенными по окружности направляющими лопатками — сопловыми аппаратами. Реактивные турбины часто строят по-иному: дисков не делают, а изготавливают ротор в виде бочки. Прямо на эту бочку насаживают ряды рабочих лопаток.

Пройдя через один из рядов лопаток ротора, пар отдает только часть своей энергии. Затем он попадает на лопатки статора, где направление потока вновь меняется, пар вновь расширяется и плотность его падает. Отсюда пар идет на следующий ряд рабочих лопаток ротора, где отдает новую порцию своей энергии.

Фиг. 4-12. Продольный разрез ротора паровой турбины.

Сечение дисков показано штриховкой. Слева сторона высокого давления с короткими лопатками. Направо —длина лопаток увеличивается.

В начале турбины — там, где в турбину входит перегретый пар, — лопатки короткие и толстые. Здесь они не длиннее пальца руки. В начале турбины пар плотный, каждый кубометр его может весить больше 10 кг.

По мере движения со ступени на ступень пар расширяется, объем его возрастает во много раз, а плотность падает. У последних ступеней турбины кубометр пара весит меньше 1 кг. Лопатки последних ступеней — длинные и тонкие, как мечи.

Струи пара изнашивают лопатки турбины. Износ лопаток последних ступеней значительно больше, чем лопаток первых ступеней. Это происходит оттого, что в последних ступенях пар уже частично конденсируется и несет с собой капельки воды. Эти капельки с большой скоростью ударяют о лопатки, истирают и изъедают их.

Прежде лопатки последних ступеней делались из монеля—сплава никеля и меди. В настоящее время все лопатки турбины, во всех ее ступенях — и на дисках, и на диафрагмах — делаются стальными. Применяются сорта стали, которые содержат много никеля и хрома и хорошо противостоят износу.

Каждая из многих тысяч лопаток турбины должна прочно сидеть на своем месте. Особо важно прочно закрепить подвижные лопатки. Установка лопаток в дисках ротора — облолачивание ротора — очень ответственная операция. Если хоть одна лопатка расшатается и выйдет из своего ряда, то произойдет авария. Диафрагмы статора расположены между дисками ротора с очень

Фиг. 4-13. Взаимное расположение лопаток на статоре и роторе паровой турбины.

небольшим зазором и сдвинувшаяся с места лопатка ротора будет задевать диафрагму. Может получиться, как говорят турбинщики, «салат из лопаток».

Случаются с турбинами и более тяжелые аварии. Английская фирма «Метро-Виккерс» строила в Шанхае электростанцию. При пуске одного из турбогенераторов ротор турбины на полной скорости сломался, пробил корпус, вылетел через крышу машинного зала и упал в нескольких десятках метров от здания.

Турбина, у которой в одном цилиндре собраны все ступени, — это одноцилиндровая турбина. На лопатки первого диска ее ротора поступает пар из котла, с самым высоким давлением, а после крайнего диска пар поступает уже в конденсатор. Но часто строят и многоцилиндровые турбины. В первом цилиндре высокого давления используется только часть энергии пара. Затем по трубам он поступает в цилиндры низкого давления, где отдает остаток своей энергии. Существуют турбины с прохмежуточным подогревом пара между ци линдрами высокого и низкого давления. Иногда строят турбины с отбором пара с промежуточных ступеней на производственные нужды или на подогрев воды, которая потом идет для отопления (подогрев производится в аппаратах, называемых «бойлерами»). Таковы т е п л о ф и кационные турбины. Бывают турбины с противодавлением. В них нет конденсатора, а отработанный пар, иногда со значительным давлением и высокой температурой, идет па производственные нужды фабрик и заводов.

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты