Схема паровой турбины

1- сопло; 2- лопатки; 3- диск; 4- вал; 5- подшипник; 6- опоры.

Состав: ротор— вращающая часть; статор— неподвижная часть.

Турбины бывают:

-вертикальные и горизонтальные;

- однокорпусные и многокорпусные;

-активные и реактивные.

Особенностью паровой турбины является ее способность вращаться только в одну сторону.

Многоступенчатая паротурбинная установкасостояла из паровых котлов и трех турбин, напрямую соединенных с гребным валом. На каждом гребном вале находилось по три гребных винта (система тандем). Общая мощность турбин составляла 2000 л. с. при 200 оборотов в минуту.
В середине XX века началась конкурентная борьба между паротурбинными и дизельными силовыми установкамиза применение их на больших судах для транспортировки объемных грузов, в том числе и танкерах. Первоначально на судах дедвейтом до 40000 тонн преобладали паротурбинные силовые установки, но стремительное развитие двигателей внутреннего сгорания привело к тому, что некоторые корабли и суда водоизмещением более 100000 тонн и в настоящее время оборудуются дизельными силовыми установками. Паротурбинные установки сохранились даже на крупных боевых кораблях, а также на быстроходных и больших контейнеровозах, когда мощность главного двигателя составляет 40000 л. с. и более.

Проточную часть турбины составляют детали, при по­мощи которых совершается преобразование потенциальной энергии пара в кинетическую и механическую работу на валу. К ним относятся: сопловые аппараты, направляющие и рабочие лопатки; вспомогатель­ные детали бандажи, связующая проволока, замки и крепежные дета­ли. В зависимости от расположения в корпусе турбин, сопловые аппа­раты различают: регулировочных и первых ступеней группы; промежуточных диафрагм активных турбин; реактивных турбин.

Индивидуальные цельно - фрезерованные сопла набираются непосредственно в пазы сопловой коробки либо в сопловые сегменты, которые затем крепятся к ней. Для крепления сопла 1 снабжены в верхней части дуговыми выступами (фланцами) 2 и 3.

Сборные сопловые аппараты (рис. 2, в) состоят из цельно - фрезерованных сопловых лопаток 1 и двух обойм наружной 2 и внутрен­ней 3. Каждая лопатка в верхней и нижней частях имеет шип 5 и отверстие под заклепку 4 для крепления в обоймах.

Сопловые аппараты (рис. 2, г) состоят из лопаток стального прокатa 1 и тела сегмента 2, полученного путем заливки верхней и нижней частей лопаток чугуном с последующей обработкой.

Литые сопловые аппараты (рис. 2, д) являются дешевыми, однако трудность качественной обработки каналов снижает их эффек­тность.

Лопаточный аппарат

Направляющие и рабочие лопатки турбин неподвижно закреплены в корпусе или в диафрагмах. Рабочие лопатки крепятся к дискам или барабану.

Турбинные лопатки имеют разнообразную конструкцию. На рис. 3 изображены наиболее часто применяемые в судовых турбинах рабочие и сопловые лопатки.

Каждая лопатка состоит из трех основных частей: хвостовой 1 для за­крепления в роторе или корпусе, рабочей части 2, омываемой паром, и концевой 3. Концевая часть представляет собой шип, на который насаживается ленточный бандаж либо так называемое утонение. По­перечное сечение лопатки в пределах рабочей части называют про­филем лопатки.

По характеру рабочего процесса различают активные и реактивные лопатки. Активные лопатки турбин имеют симметричную форму и образуют каналы примерно постоянной ширины. Реактивные лопатки (направляющие и рабочие) образуют суживающиеся каналы, в кото­рых происходит расширение и ускорение рабочего тела.

На рис. 2, а показана типовая конструкция индивидуальных фрезерованных сопловых лопаток, применяемых в первых ступенях главных турбин.

Рис.1. Профили лопаток: а - активный профиль; б - реактивный профиль

Применяют следующие способы крепления лопаток на роторе: крепления погружного типа и крепление верхового типа.

На рис. 4 представлены конструкции наиболее часто встре­чающиеся формы хвостового крепления лопаток.

Для борьбы с вибрацией (от воздействия струи пара) вершины лопаток скрепляют бандажной лентой, надеваемой на шипы, или связующей проволокой. Бандажная лента состоит из нескольких отрезков, объединяющих 6-12 лопаток, между которыми предусматриваются зазоры (1,5 - 2,0 мм) для компенсации теплового расширения. Край­ние лопатки иногда припаивают к бандажной ленте.

Монтаж рабочих лопаток на ротор турбины

Паровая турбина—быстроходный механизм, поэтому необходимо иметь зубчатую передачу- двухступенчатый зубчатый редуктор. Паровая турбина с редуктором образуют главный турбозубчатый агрегат (ГТЗА) (рис.5).

Газовые турбины и газотурбинные установки.

Газовая турбина представляет собой двигатель, в котором сочетаются преимущества паровой турбины и двигателя внутреннего сгорания.

Газотурбинная установка (ГТУ) (рис.6)состоит из:

-газовой турбины;

-воздушного компрессора;

-камеры горения;

- трубопроводов;

-утилизационных устройств.

Атомные установки. Основной элемент – реактор.

Редуктор

1, 2,7 - водяные камеры; 3 – трубки; 4 - горло­вина; 5 – корпус; 6 – трубные доски; 8 - патрубок; 9 – эжектор.

Забортная вода Масло