Ступени и турбины малых ходов

В многоступенчатых турбинах на переменных режимах по мере уменьшения весового расхода пара происходит перераспределение нагрузки по ступеням, причем давление за регулировочной сту­пенью падает и при постоянных начальных параметрах пара она срабатывает увеличивающийся теплоперепад. При уменьшении мощности снижается частота вращения главных турбин, вслед­ствие чего уменьшаются окружные скорости ступени. Так как в регулировочной ступени одновременно увеличивается скорость пара c1 и уменьшается окружная скорость и, то снижается скорост­ная характеристика и уменьшается к. п. д. ступени. Для поддер­жания постоянного значения скоростной характеристики необхо­димо сохранить значение суммы квадратов окруженных скоростей ступеней агрегата. Ввиду того что каждый член суммы при умень­шении массового расхода пара падает, необходимо прибавить число слагаемых таким образом, чтобы с уменьшением значения слагаемых сумма не менялась, т. е. следует в проточной части турбины установить добавочные ступени, называемые ступенями малых ходов. Соединение добавочных ступеней в отдельную группу называется турбиной малых ходов.

Ступени малых ходов располагают с таким расчетом, чтобы они могли принять на себя увеличенный на регулировочную сту­пень располагаемый теплоперепад при работе турбины на малых ходах. Они могут находиться как перед, так и за регулировочной ступенью. На полных ходах ступени уменьшенных ходов байпасируются, причем в первом случае имеет место внешний обвод, а во втором — внутренний обвод.

Ступени уменьшенных ходов размещают в ТВД или выносят в отдельный корпус, в результате образуется так называемая тур­бина экономического хода. Ступени малых ходов при работе тур­бины на расчетном режиме, вращаясь вхолостую, создают добавоч­ные потери на трение. Чтобы не было неработающих ступеней, применяют турбины с параллельно-последовательным током пара, в которых проточная часть разбивается на две группы (ТВД и ТСД). На расчетном режиме пар поступает на обе группы ступеней параллельно, чем достигается максимальный расход пара че­рез турбины. На уменьшенных ходах пар проходит эти группы последовательно. В данном случае площади протока и расход пара уменьшаются, а число последовательно работающих ступеней уве­личивается. Этим достигается необходимое количество последова­тельно расположенных ступеней для поднятия к. п. д. турбоагре­гата. Ступени малых ходов используют в основном у турбин ко­раблей, где полный ход бывает сравнительно редкими и которым приходится большую часть своего района плавания покрывать ма­лым и средним ходами.

Ступени малых ходов

На рис. 95 показаны ступени малых ходов турбоагрегата мощ­ностью 3700 квт, помещенные в одном корпусе ТВД между регу­лировочной ступенью 1 и группой ступеней полного хода 4. Сту­пени малого хода разбиты на две группы. На крейсерском ходу обводной клапан 6 открыт, и пар обходит ступени 2 первой группы экономического хода, поступая после регулировочной ступени прямо к ступени 3 второй группы. Отработав в этих ступенях, пар поступает к ступеням полного хода 4. На расчетном экономи­ческом ходу обводные клапаны 5 и 6 закрыты, и пар из регулиро­вочной ступени проходит все ступени первой и второй групп уменьшенных ходов, а затем направляется к группе ступеней пол­ного хода. На расчетном полном ходу пар из регулировочной сту­пени через открытый обводной клапан 5 поступает к группе ступе­ней полного хода, обходя таким образом все ступени малых ходов.