Typy turbin i zasada działania

Energia cieplna zawarta w parze wytworzonej w kotłach parowych zamienia się w turbinach parowych na energię mechaniczną, służącą do napędu prądnic elektrycznych. Turbina należy do grupy tak zwanych silników łopatkowych. Schemat najprostszej turbiny parowej przedstawiono na rys. 3-14. Najważniejszą częścią turbiny jest tarcza obrotowa 5, na obwodzie której osadzone są łopatki specjalnego kształtu 6. Drugą zasadniczą część turbiny stanowi wieniec dysz 7, w których para ulega rozprężeniu, a zyskuje na szybkości. Strumień pary wychodzący z dyszy z dużą szybkością dostaje się na łopatki tarczy obrotowej, a na skutek zagiętego kształtu łopatek zostaje odchylony od pierwotnego kierunku (rys. 3-15), wywierając nacisk na łopatki i powodując obracanie się wirnika turbiny. W zależności od zasady działania pary na łopatki rozróżniamy turbiny akcyjne i reakcyjne. W turbinach akcyjnych para rozpręża się tylko w dyszach, a w turbinach reakcyjnych rozprężanie pary następuje również w kanałach między łopatkami wirnika.

Turbiny parowe buduje się normalnie jako wielostopniowe. Na rys. 3-16 przedstawiono schematycznie przekrój wielostopniowej turbiny akcyjnej, a na rys. 3-17 – przekrój typowej wielostopniowej turbiny reakcyjnej z dwoma wstępnymi stopniami akcyjnymi (tzw. koło Curtisa) i z tłokiem odciążającym łożysko oporowe. Turbiny akcyjne charakteryzują się wirnikiem złożonym z wielu tarcz, na których obwodzie osadzone są łopatki. Między tarczami wirnika osadzone są w kadłubie dwudzielne tarcze kierownic. Turbiny reakcyjne posiadają natomiast wirniki w postaci bębnów, na których osadzone są

– a) 4 – łożyska turbiny, 5 – tarcza wirnika, 6 – łopatki wirnika, 7 – dysze, 8 – komora dyszowa, 9 – kadłub turbiny łopatki. Łopatki kierownic umocowane są bezpośrednio w kadłubie turbiny. W turbinach reakcyjnych szczeliny między łopatkami i kadłubem muszą być bardzo małe, ponieważ w tych turbinach przed i za łopatkami panuje różnica ciśnień. W turbinie akcyjnej szczeliny między łopatkami a kadłubem mogą być znacznie większe. Na skutek tego turbina reakcyjna wymaga znacznie większej ostrożności przy uruchamianiu i dłuższego czasu nagrzewania niż turbina akcyjna.