Главное меню

Особенности и классификация судовых паровых турбин

Паровые турбины в качестве главных двигателей широко при­меняют на крупнотоннажных сухогрузах и танкерах и быстроходных пассажирских лайнерах. Турбины в отличие от других двигателей имеют следующие преимущества:

— непрерывность рабочего процесса, обеспечивающая при установившемся режиме работы в каждой определенной точке проточной части турбины постоянство параметров во времени;

—   возможность использования расширения пара до весьма низкого противодавления, благодаря чему значительно увеличи­вается располагаемый теплоперепад и снижается расход пара;

—    отсутствие прямолинейно-возвратного движения рабочих ча­стей, что обусловливает спокойную работу турбины, уменьшение потери на трение и нормальные условия эксплуатации;

—   низкое расположение центра тяжести, по сравнению с порш­невыми двигателями, обеспечивающее улучшение остойчивости и мореходных качеств судна;

—  расположение вращающихся частей в закрытом корпусе (это создает безопасность обслуживания);

— сосредоточение больших мощностей в одном агрегате, ком­пактность и малый вес (80—95 кг/квт).

Основные недостатки паровых турбин:

—   нереверсивность, в связи с чем возникает необходимость установки специальных ступеней заднего хода, которые при ра­боте турбины на переднем ходу вращаются вхолостую;

—   значительное увеличение удельного расхода пара, а следо­вательно, и уменьшение к. п. д. при малых и средних ходах;

—   высокая частота вращения, в результате чего между тур­биной и движителем необходимо устанавливать передачи для по­нижения частоты вращения.

Судовые паровые турбины подразделяются по следующим ос­новным признакам:

  1. По назначению — главные, предназначенные для вращения гребного винта и обеспечения движения судна, и вспомогатель­ные, применяемые в качестве привода вспомогательных механиз­мов машинно-котельного отделения: электрогенераторов, насосов, вентиляторов и др.
  2. По принципу расширения пара — активные, реактивные и активно-реактивные. Активные турбины в свою очередь могут быть с одной или несколькими ступенями давления, а каждая из ступеней давления может состоять из одной или нескольких сту­пеней скорости. Реактивные турбины всегда строятся многосту­пенчатыми, со ступенями давления. В активно-реактивных турби­нах несколько первых ступеней активные, а последующие — реак­тивные.
  3. По параметрам свежего пара — низкого давления, работаю­щие на насыщенном паре с начальным давлением до 29 бар; среднего давления, работающие на паре с давлением от 29 бар и температурой 375° С и выше, и высокого давления, работающие на паре с давлением от 60 бар и температурой 450° С и выше.
  4. По давлению отработавшего пара — конденсационные с вы­пуском всего отработавшего пара в конденсатор, где поддержи­вается высокий вакуум, и с противодавлением, у которых давле­ние отработавшего пара выше атмосферного. Главные судовые турбины являются конденсационными. Вспомогательные турбины могут работать на конденсатор и на магистраль отработавшего пара с давлением выше атмосферного. Отработавший пар тур­бины с противодавлением используется для подогрева питатель­ной воды, что приводит к повышению экономичности работы всей паротурбинной установки.
  5. По числу протоков пара — однопоточные обычного типа, у которых поток пара протекает в одном направлении, и двухпоточные, у которых поток пара протекает в двух взаимно противо­положных направлениях. Двухпоточные турбины применяют обыч­но в турбинах низкого давления с целью уменьшения высоты ло­паток и диаметра турбины, а также в реактивных для уравнове­шивания осевых усилий.
  6. По направлению вращения — реверсивные (со ступенями пе­реднего и заднего ходов) и нереверсивные.
  7. По количеству корпусов — однокорпусные, у которых вся проточная часть размещена в одном корпусе, и многокорпусные, проточная часть которых размещена в нескольких корпусах.
  8. По расположению турбинного вала — горизонтальные и вер­тикальные.
  9. По способу передачи мощности — с прямой передачей мощ­ности на вал рабочего механизма и с зубчатой, электрической или гидравлической передачей мощности.

По способу регулирования мощности — с дроссельным ре­гулированием (качественное), с сопловым регулированием (коли­чественное) и со смешанным регулированием (дроссельно-сопловое). Для главных судовых турбин обычно применяют смешанное регулирование.