24. Принцип работы турбины.
Паровая турбина - тепловой ротационный двигатель, у которого потенциальная энергия пара обращается в кинетическую энергию, а кинетическая - в механическую работу кружения вала.
Турбину, в которой расширение пара совершается исключительно в неподвижных направляющих аппаратах - соплах, а превращение кинетической энергии преобразуется в механическую работу - на подвижных рабочих лопатках, называют чисто активной. Если расширение пара, приходящееся на ступень, после сопел продолжается частично и на рабочих лопатках, то турбину называют активной со степенью реактивности. Все современные активные турбины работают на этом принципе. Если каждая ступень турбины состоит только из лопаток (неподвижных направляющих и подвижных рабочих), в которых происходит непрерывное расширение пара, турбину называют реактивной.
Простейшая одноступенчатая активная турбина, состоит из корпуса, в котором неподвижно установлено сопло и вращающегося ротора в составе вала, диска и закреплённых на его ободе рабочих лопаток. Отработавший пар выходит из турбины через выпускной патрубок. Ротор вращается в подшипниках. В зонах выхода вала ротора наружу из корпуса предусматриваются специальные уплотнения. В результате расширения пара в соплах его давление снижается, а скорость возрастает. С данной скоростью пар перемещается на рабочие лопатки, где кинетическая энергия образовавшейся струи приводит во вращение вала ротора турбины. В результате перехода кинетической энергии в чистую механическую энергию, г скорость пара на рабочих лопатках снижается.
Одноступенчатые турбины просты по устройству, имеют малые размеры и массу, недороги в изготовлении. Однако из-за невозможности использования больших перепадов энтальпий (иначе будут получены большая скорость пара и недопустимо большая частота вращения вала ротора), следовательно, низкой экономичности и малой мощности. Одноступенчатые активные паровые турбины сегодня практически не изготавливают.
Активная турбина со ступенями давления представляет собой, несколько последовательно расположенных одноступенчатых турбин, размещённых в едином корпусе и работающих на общий вал. Корпус турбины разделён на ступени неподвижными диафрагмами, в которых установлены промежуточные сопла, обеспечивающие работу лопаток своей ступени. В местах прохода вала ротора сквозь диафрагмы, предусмотрены специальные уплотнения. Сопла первой ступени устанавливаются в корпусе. В таких турбинах перепад энтальпий срабатывается последовательно .
25. Паротурбинные установки (пту). Циклы пту.
Паротурбинная установка является основой современных тепловых и атомных электростанций. Рабочим телом в таких установках является пар какой-либо жидкости (водяной пар). Основным циклом в паротурбинной установке является цикл Ренкина.
Принципиальная схема ПТУ показана на рис.7.1 и процесс получения работы происходит в следующим образом. В паровом котле (1) и в перегревателе (2) теплота горения топлива передается воде. Полученный пар поступает в турбину (3), где происходит преобразование теплоты в механическую работу, а затем в электрическую энергию в электрогенераторе (4). Отработанный пар поступает в конденсатор (5), где отдает теплоту охлаждающей воде. Полученный конденсат насосом (6) отправляется в питательный бак (7), откуда питательным насосом (8) сжимается до давления, равного в котле, и подается через подогреватель (10) в паровой котел (1).
