Паротурбинная установка

Суда, на которых в качестве СЭУ используется турбинная установка, называются турбоходами. В свою очередь турбоходы делятся на паротурбоходы (пт/х) и газотурбоходы (гт/х).

Поскольку паровые турбины имеют частоты вращения до 14000мин^–1, между ними и винтом устанавливают редуктор.Паровые турбины из–завысокого расхода топлива на судах применяются редко, в основном, на танкерах, где в качестве грузовых насосов используются мощные паровые насосы, получающие пар от вспомогательного парового котла.

Вустановках с паровыми турбинами, в качестве рабочего тела используется водяной пар. Поскольку пресную воду на судах можно перевозить только в ограниченном количестве, в данном случае применяют замкнутую систему циркуляции воды и пара.

Упрощённая схема такой циркуляции дана на рис.11.12. Получаемый в паровом котле1 пар под определённым давлением поступает по трубопроводу в турбину2. В СЭУс паромашинной установкой на месте турбины находися поршневая паровая машина.

В турбине пар расширяется и его давление понижается. На практике величина его составляет около 49 кПа. В турбине тепловая энергия пара преобразуется в механическую. Достигнутая при этом высокая частота вращения ротора паровой турбины за счёт редуктора3 снижается до частоты вращения гребного винта4.

Рис. 11.12. Судовая паротурбинная установка:

1 – главный паровой котёл; 2 –главная паровая турбина; 3 – редуктор; 4 – гребной винт;5 –главный конденсатор; 6 – главный конденсатный насос; 7 – подогреватель низкого давления; 8 – главный питательный насос; 9 – подогреватель высокого давления

С целью сохранения в турбине необходимого для преобразования энергии соотношения между давлением и температурой следует искусственно поддерживать непрерывное уменьшение объёма отработавшего пара турбины. Это осуществляется с помощью конденсатора5, включённого в схему непосредственно за турбиной.

Отработавший пар пропускается через систему труб, охлаждаемых морской водой, и при этом конденсируется. Конденсат забирается из конденсатора с помощью конденсатного насоса6. На выходе конденсат имеет температуру 25÷30°С.

В современных турбинных установках температура испарения воды в паровом котле при давлении 5,9÷6,9 МПа составляет274÷284°С. Согласно этому к паровому котлу следовало бы вместе с топливом подвести столько тепловой энергии, чтобы температура конденсата поднялась до соответствующей давлению температуры испарения, тогда вода испарилась бы и пар перегрелся.

Для того чтобы уменьшить количество необходимой тепловой энергии и использовать тепловые резервы в СЭУ (теплоту отработавшего пара вспомогательных механизмов и так далее), конденсат нагревается вначале в подогревателе низкого давления7, а затем в подогревателе высокого давления9. Расположенный между подогревателями питательный насос 8должен повышать давление воды так, чтобы оно несколько превышало давление в паровом коле. Подогретая вода нагнетается в паровой котёл.

На этом циркуляция воды и пара судовой паротурбинной установки замыкается.

При работе СЭУ возникают определённые потери пара или воды, однако они незначительны и возмещаются водой из цистерны или испарителей.

Для обслуживания главного парового котла необходимы следующие системы:

· топливная, представляющая собой устройство для предварительной обработки, то есть для очистки, подогрева и подачи топлива;

· трубопровод питательной воды, по которому вода из циркуляционной системы «вода–пар» поступает в паровой котёл и по которому подводится вода из цистерн;

· воздухоподающая система, нагнетающая подогретый воздух, необходимый для сжигания топлива;

· система для удаления накипи – вредных отложений, образующихся на испаряющих воду горизонтальных поверхностях или на дне парового котла;

· компрессор для удаления сажи из дымоходов.

Для обслуживания главной турбины служат системы смазки паровпускных клапанов, а также система пуска. К главному конденсатору подключены система водяного охлаждения (на морской воде), деаэрационная установка и система подачи конденсатной воды в питательную систему главного парового котла.

Ко всем указанным выше системам, которые обслуживают главные двигатели и общесудовые механизмы, относятся насосы, компрессоры, вентиляторы, фильтры, сепараторы, маслоотделители, подогреватели, охладители, конденсаторы, испарители и так далее.