Схема устройства реактивной турбины и рабочий процесс в ней показаны на рис. 6.
Турбина состоит из корпуса 1, в котором расположены направляющие лопатки 3, и ротора 4, на котором укреплены рабочие лопатки 2. Расширение пара происходит как в направляющих лопатках, так и в рабочих лопатках от начального давления р0 до конечного р2, скорости пара возрастают и убывают в пределах каждой ступени.
Свежий пар давлением р0 со скоростью с0 подводится в кольцеобразную камеру 7, откуда поступает на направляющие лопатки первой ступени, где расширяется до давления р1 и увеличивает свою скорость до значения с1. Затем пар попадает па рабочие лопатки Первого ряда, где его кинетическая энергий частично преобразуется в механическую работу вращения вала турбины, вследствие чего скорость понижается до значения с2. Между рабочими лопатками пар продолжает расширяться, так как площади сечения каналов, образуемых рабочими лопатками, как и у направляющих лопаток, постепенно уменьшаются к выходу; поэтому давление пара будет снижаться. Со скоростью с2 пар поступает в направляющие лопатки второго ряда, где снова происходит его расширение и возрастание скорости до с1. Приобретенная скорость и, следовательно, кинетическая энергия используются па рабочих лопатках второй ступени и т. д., пока не будет использован весь располагаемый на турбину теплоперепад.
При расширении пара его удельный объем от ступени к ступени возрастает, и для увеличения сечения межлопаточных каналов приходится по мере движения пара на выход из турбины увеличивать высоту лопаток. На лопатках каждого ряда существует разность между давлением пара на входе и выходе, вследствие чего возникает осевое давление. Суммарное осевое усилие, испытываемое ротором турбины вследствие статической разности давлений пара по обе стороны ряда рабочих лопаток, значительно, оно стремится сдвинуть ротор в сторону движения пара. Поэтому для уравновешивания осевого усилия в передней части ротора устанавливают думмис, или разгрузочный поршень 6. Пространство перед думмисом соединено трубопроводом 5 с выпускным патрубком турбины, в результате осевое давление уравновешивается разностью давлений, действующих в сторону, обратную движению пара.
С целью уменьшения высоты лопаток последних ступеней и уравновешивания осевого усилия без установки думмиса реактивные турбины большой мощности часто выполняют двухпроточными.
Реактивные турбины целесообразно применять в области низкого давления пара, где из-за больших объемов пара требуется большая высота рабочих лопаток. Относительные значения радиальных зазоров в проточной части уменьшаются ( ? / l, , где ? — радиальный зазор, l — высота лопаток), а также уменьшаются потери на утечки пара в ступени. Однако с точки зрения маневренности преимущества за активными турбинами, имеющими большие радиальные зазоры и менее массивные роторы, особенно при расположении ступеней заднего хода в ТНД. Недостатком реактивных турбин является невозможность применения регулирования мощности, как у активных, изменением количества действующих групп сопел. В судовом турбостроении находят применение активно-реактивные турбины; в области высоких давлений используют турбины с активными ступенями, а в области низких давлений — с реактивными ступенями.
|