Паровая турбина

 

В СССР не строят стационарных реактивных П. т., но отдельные зарубежные фирмы традиционно продолжают выпускать  П. т. с активной частью высокого давления и последующими реактивными ступенями.

 

Конструкция паровых турбин. По направлению движения потока пара различают аксиальные П. т., у которых  поток пара движется вдоль оси  турбины, и радиальные П. т., направление  потока пара в которых перпендикулярно, а рабочие лопатки расположены  параллельно оси вращения. В СССР строят только аксиальные П. т. По числу  корпусов (цилиндров) П. т. подразделяют на однокорпусные и 2—3-, редко 4-корпусные. Многокорпусная конструкция (рис. 4) позволяет  использовать большие располагаемые  перепады энтальпии, разместив большое  число ступеней давления, применить  высококачественные металлы в части  высокого давления и раздвоение потока пара в части низкого давления; однако такая П. т. получается более  дорогой, тяжёлой и сложной. По числу  валов различают одновальные  П. т., у которых валы всех корпусов находятся на одной оси, и 2-, редко 3-вальные, состоящие из 2 или 3 параллельно  размещенных одновальных П. т., связанных  общностью теплового процесса, а  у судовых П. т.— также общей  зубчатой передачей (редуктором).

 

Неподвижную часть П. т. —  корпус — выполняют разъёмной  в горизонтальной плоскости для  возможности монтажа ротора. В  корпусе имеются выточки для  установки диафрагм, разъём которых  совпадает с плоскостью разъёма  корпуса. По периферии диафрагм размещены  сопловые каналы, образованные криволинейными лопатками, залитыми в тело диафрагм или приваренными к нему. В местах прохода вала сквозь стенки корпуса  установлены концевые уплотнения лабиринтового  типа для предупреждения утечек пара наружу (со стороны высокого давления) и засасывания воздуха в корпус (со стороны низкого). Лабиринтовые уплотнения устанавливают в местах прохода ротора сквозь диафрагмы  во избежание перетечек пара из ступени  в ступень в обход сопел. На переднем конце вала устанавливают  предельный регулятор (регулятор безопасности), автоматически останавливающий П. т. при увеличении частоты вращения на 10—12% сверх номинальной. Задний конец ротора снабжают валоповоротным устройством с электрическим приводом для медленного (4—6 об/мин) проворачивания ротора после останова П. т., что необходимо для равномерного его остывания.

 

 

 

 

История

 

Цикл Ренкина был предложен  в середине XIX века инженером и  физиком У. Ренкином

КПД цикла

 

Термодинамические исследования цикла Ренкина показывают, что  его эффективность в большей  степени зависит от величин начальных  и конечных параметров (давления и  температуры) пара.

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процессы

 

 Диаграмма T-S

 

 

Цикл Ренкина состоит  из следующих процессов:

изобара линия 4-5-6-1. Происходит нагрев и испарение воды, а затем  перегрев пара. В процессе затрачивается  теплота .

адиабата линия 1-2. Процесс  расширения пара в турбине, то есть её вращение паром ().

изобара линия 2-3 Конденсация  отработанного пара с отводом  теплоты  охлаждающей водой.

адиабата линия 3-4. Сжатие сконденсировавшейся воды до первоначального  давления в парогенераторе с затратой работы .

Применение

 

Цикл Ренкина нашёл  применение в современных тепловых электростанциях большой мощности использующих в качестве рабочего тела водяной пар.

Обратный цикл Ренкина

 

При прохождении цикла  Ренкина в обратном направлении (1—6—5—4—3—2—1) он описывает рабочий  процесс холодильной машины с  двухфазным рабочим телом (то есть претерпевающим в ходе процесса фазовые переходы от газа к жидкости и наоборот). Холодильные  машины, работающие по этому циклу, с фреоном в качестве рабочего тела широко используются на практике в качестве бытовых холодильников, кондиционеров и промышленных рефрижераторов с температурой морозильника до −40 °C.