Использование выходной энергии

При удачном очертании проточной части кинетическая энергия рабочего тела, покидающего ступень турбины, может быть частично или полностью использована в последующей ступени. Таким образом, увеличивается располагаемая работа большинства ступеней. Энергия с выходной скоростью полностью теряется обычно в регулировочной ступени паровой турбины и последних ступенях ее отдельных корпусов.

Использование выходной энергии подразумевает перенос ее в следующую ступень или диффузор в форме кинетической энергии. Выходная энергия имеет двойственный характер. Для рассматриваемой ступени является безвозвратной потерей, а с позиции всей турбины не теряется. Кинетическая энергия переносится в следующую ступень и преобразуется в механическую энергию с КПД следующей ступени. Если ступень эксплуатируется при оптимальном значении скоростной характеристики g_{1 opt} =(u₁/c₁)_opt, повышение КПД последующей ступени составляет 1,5¸4%; при отходе от g_{1 opt} увеличение КПД может составить 5¸10%. В связи с этим при проектировании проточных частей современных судовых турбин делают все возможное, чтобы перенести выходную энергию ступени (или возможно большую ее долю) в следующую ступень, в форме уже готовой кинетической энергии, не допуская перехода этой энергии в тепловую форму.

Для использования выходной энергии необходимо выполнить следующие условия:

1) равенство угла выхода потока в абсолютном движении из предыдущей ступени углу входа в сопловой аппарат последующей ступени;

2) равенство (приближенное) средних диаметров предыдущей и последующей ступеней;

3) отсутствие протяженных в осевом направлении промежутков между ступенями;

4) конструктивное обеспечение отсутствия вихревых течений между ступенями при отборах (например, отбор пара для регенеративного подогрева питательной воды) или подводе рабочего тела в зазор между ступенями.

Перечисленные выше условия обычно выполняются удовлетворительно. При полном впуске для группы активных ступеней коэффициент использования выходной кинетической энергии m_вых = 0,85¸0,95, для группы конгруэнтных ступеней m_вых = 0,9¸1