27. Parní turbíny

Jsou rotační lopatkové stroje(tepelné motory), kde pára protéká mezilopatkovými kanály, expanduje a předává svou energii rotoru. Při tom se mění tepelná energie páry v energii kinetickou, která se odvádí jako točivý moment na hřídeli turbíny.

1) Rozdělení a základní druhy turbín:
1) Podle počtu stupňů:
a) jednostupňová
b) vícestupňová

2) Podle způsobu přeměny tlakové energie:
a)Rovnotlaká turbína:
– u rovnotlaké turbíny se otáčí oběžné kolo v prostoru s konstantním tlakem(uplatňuje se v oblasti vysokotlaké páry). Radiální i axiální vůle mezi oběžnými lopatkami mohou být dost velké – nezvětšují se ztráty.
U této turbíny nastává expanze páry pouze v rozváděcím zařízení. Tlak zde prudce klesá a rychlost páry roste v oběžném kole zůstává tlak konstantní. Tato podmínka je zajištěna tvarem mezilopatkového kanálu u něhož musí být průtočný průřez konstantní. Při průtoku páry kanálem se nemění relativní rychlost W1=W2 a podle zákona o zachování energie zůstává i tlak konstantní. Absolutní rychlost C1 však klesá.

b)Přetlaková turbína:
u přetlakové turbíny je před oběžným kolem větší tlak než za ním(uplatňuje se u nízkého tlaku páry).
Oběžné kolo pracuje s určitým přetlakem a příslušné vůle musí být co možná nejmenší, jinak vzrostou neúměrně tlakové ztráty.
U této turbíny klesá tlak v rozváděcím zařízení i v oběžném kole. Mezilopatkové kanály oběžného kola jsou uspořádány tak, aby relativní rychlost rostla W2=W1 tzn. Tlak klesá. Průřez mezilopatkových kanálů se zužuje. U přetlakové turbíny je rozváděcí zařízení tvořeno pevným lopatkovým věncem, jehož průtočné mezilopatkové kanály se zvětšují, tak že i v rozváděcím kole roste rychlost a tlak klesá.

c)kombinované:
kombinace předchozích turbín, především u velkých turbín.

3) Regulace:
Výkon parní turbíny lze regulovat změnou jedné z veličin na nichž záleží výkon:
-Průtočné množství
-Měrná energie
-Celková účinnost

a)-Regulace změnou velikosti měrné energie:
Regulace škrcením páry-nehospodárné z důvodu znehodnocení páry.

b)-Regulace změnou hmotnostního průtoku páry(kvantitativní regulace):
Používá se u všech větších turbín. Řízení zalištují ventily, které jsou umístěny v několika sekcích, dochází k postupnému otevírání a odlehčování k uzavírání.

4) Hlavní části parní turbín:
ROTO:
-konstruován jako:
a) hřídel nasazenými oběžnými koly
b) buben vybíhající na obou koncích v hřídel
-pečlivě staticky i dynamicky vyvážen
-tuhý rotor-kritické otáčky větší než provozní
-elastický rotor-kritický otáčky nižší než provozní

OBĚŽNÉ LOPATKY:
-vyrobeno z válcových profilů, nebo vyfrézované z plného materiálu. Krátké lopatky musí mít konstantní uhly β1 a β2 a konstantní tvar profilu. U velkých lopatek se úhly mění s délkou lopatky.

ROZVÁDĚCÍ ÚSTROJÍ
a) tvořeno segmentem s tryskami – při částečném (parciálním) ostřiku.
b) Tvořeno dvoudílným rozváděcím kolem – použití u totálního(úplného) ostřiku.