Многоступенчатые турбины со ступенями давления

Идея ступеней давления пара заключается в следующем: вместо того чтобы расширить пар от начального до конечного давления в одной ступени, его заставляют расширяться в нескольких последовательно расположенных ступенях, используя в каждой ступени небольшие перепады давления. Ступени давления применяют как в активных, так и в реактивных турбинах.

Рассмотрим активную турбину с тремя ступенями давления (рис. 89).

Рис 89 Активная турбина с тремя ступенями давления

На валу 1 насажены три диска 2, 3, 4, на которых укреплены рабочие лопатки 6, 8, 10. Корпус турбины разделен диафрагмами на три отдельные камеры. Сопла 5 первой ступени расположены в передней стенке турбины, а сопла 7 второй и 9 третьей ступеней — в диафрагмах по их окружности.

Свежий пар давлением р₀ со скоростью с₀ подводят к соплам первой ступени, где он расширяется до давления р’₁, а скорость увеличивается до значения с₁. После этого пар попадает на рабочие лопатки 6 и отдает им свою кинетическую энергию. Скорость пара уменьшается до c₂, давление же пара по обе стороны диска остается постоянным. Затем пар поступает в сопла второй ступени 7, где расширяется от давления р’₁ до давления р”₁ и, приобретая снова кинетическую энергию, поступает на рабочие лопатки 8, где отдает эту энергию. При прохождении по рабочим лопаткам 8 пар сохраняет давление р”₁ неизменным.

Расширение пара в соплах третьей ступени 9 и преобразование кинетической энергии в механическую работу на рабочих лопатках 10 происходит так же, как в первой и второй ступенях, после чего пар давлением p₂ со скоростью c₂ поступает по паровыпускному патрубку в конденсатор.

Таким образом, расширение пара от давления р₀ до давления p₂ происходит не сразу, а в три приема, т.е. тремя ступенями. Ввиду того что по мере расширения пара его объем возрастает, высоту сопл и лопаток турбины приходится постепенно увеличивать.

Благодаря равномерному распределению перепада давлений в этих турбинах удается достичь высокой экономичности. Они могут быть изготовлены практически на любую мощность и являются наиболее распространенным типом современных главных судовых турбин. Такая турбина в зависимости от рабочего тела (пар или газ) может быть паровой или газовой. В современных паровых турбинах чисто активные ступени давления не применяются, ибо в них пар при прохождении каналов рабочих лопаток дополнительно расширяется, т. е. активные турбины изготавливают с некоторой степенью реактивности на рабочих лопатках.

Дата добавления: 2015-05-08