27.Турбины и турбинные установки тэс. Принцип действия турбин.

Паровые турбины применяют большей частью в стационарных установках на тепловых электрических станциях для приводов генераторов тока, реже в небольших промышленных установках для привода вентиляторов, насосов.

По характеру теплового процесса турбины подразделяют на конденсационные с выбросом всего пара в конденсатор и теплофикационные (конденсационные с регулируемым отбором пара и турбины с противодавлением), в которых часть или весь пар отбирают из промежуточных ступеней давления для производственных нужд, отопления и горячего водоснабжения. Общий коэффициент использования теплоты топлива при применении теплофикационных турбин (на ТЭЦ) достигает 80% и более.

По параметрам свежего пара различают турбины среднего давления 3,43 МПа и температурой 708 К (435 °С), повышенного давления 8,8 МПа и температурой 808 К (535 °С), высокого давления 12,75 МПа и температурой 838 К (565° С) и сверхкритических параметров: давление 23,55 МПа и температура 838 К  (565° С).

По числу корпусов (цилиндров) турбины могут быть одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые.

По числу ступеней — одноступенчатые (маломощные) и многоступенчатые активного и реактивного типов малой, средней и большой мощности до 800 МВт при сверхкритнческих параметрах пара.

Паровую турбину относят к типу лопаточного двигателя. Рабочим органом ее является насаженный на вал диск с венцом изогнутых рабочих лопаток. Перед лопатками расположен ряд простых или комбинированных сопл. Сопла являются неподвижной частью турбины; их крепят к корпусу или диафрагме.

Совокупность вращающихся частей турбины — вал, диски с рабочими лопатками — это ее ротор, а неподвижных частей — статор. Статор турбины состоит из фундаментной рамы, разъемного стального или чугунного корпуса, лабиринтовых уплотнений в местах прохода вала через корпус, диафрагм с сопловой решеткой, разделяющих пространство внутри корпуса на отдельные камеры — ступени давления.

Принцип действия турбины объясним двумя процессами, происходящими в сопловых решетках и каналах, образованных рабочими лопатками, при прохождении через них рабочего тела — пара или газа.

В соплах потенциальная энергия пара преобразуется в кинетическую; в лопаточном канале под воздействием струи пара возникает центробежная сила, воздействующая на лопатки и вызывающая вращение ротора турбины. При соединении вала с генератором тока механическая энергия преобразуется в электрическую.

По принципу действия в зависимости от характера сил, вызывающих вращение вала, турбины подразделяют на активные и реактивные. Особенностью реактивных турбин является несимметричная форма лопаток, образующих криволинейные суживающиеся каналы. При движении по таким каналам пар на выходе из сопла продолжает расширяться, повышая свою относительную скорость. В дополнение к центробежной силе это вызывает действующую на лопатки реактивную силу давления.

Турбины, работающие по активному принципу, имеют симметричную форму лопаток и лопаточный канал почти постоянного сечения. Поэтому падение давления и увеличение скорости пара в них происходят только в соплах, на рабочих лопатках используется только кинетическая энергия пара.