МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ПАРОВЫЕ ТУРБИНЫ.

При большом числе ступеней в турбине конструктивно не удается разместить их в одном корпусе. Поэтому современные конден­сационные турбины большой мощности вы­полняют в нескольких корпусах.

Многоступенчатые турбины имеют ряд преимуществ перед одноступенчатыми:

1. В многоступенчатой турбине за счет уменьшения теплоперепада, приходящегося на одну ступень, легко получить оптимальное отношение скоростей и/С_ф, а следовательно, высокий КПД. Чем больше ступеней в тур­бине, тем меньше теплоперепад на каждую ступень, меньше и скорости С_ф и и. Очевидно, что с увеличением числа ступеней уменьша­ются безразмерные скорости потока в ре­шетках степени.

2. В многоступенчатой турбине с увеличе­нием числа ступеней высота сопловых и рабо­чих лопаток во всех ступенях турбины увели­чивается. Действительно, из формулы для высоты сопловых лопаток 1₁, = F₁/(πεdsinα_1э) следует, что увеличение 1₁связано с уменьшением среднего диаметра степени d и увеличением площади сопловой решетки F_1. Средний ди­аметр ступени уменьшается, так как с воз­растанием числа ступеней уменьшается теп­лоперепад ступени и, следовательно, уменьшается окружная скорость лопаток и. Пло­щадь F₁ увеличивается, так как уменьшается скорость пара в сопловых лопатках. Увели­чение высоты сопловых и рабочих лопаток при этом приводит к снижению концевых потерь в решетках ступени и к снижению протечек пара в зазоры по бандажу и по корню рабочих лопаток.

Рис.4.3. Схема проточной части реактивной многосту­пенчатой турбины

В турбинах небольшой мощности с парци­альным подводом пара с увеличением числа ступеней и уменьшением их диаметров появ­ляется возможность увеличить степень парци-альности и соответственно уменьшить потери от парциального подвода пара.

3. В многоступенчатой турбине энергия выходной скорости предыдущей ступени ис­пользуется в сопловых лопатках последую­щей ступени. Эта энергия выходной скорости повышает располагаемую энергию последую­щей ступени. КПД промежуточной ступени определяется по формуле η_ол=1—ξ_с—ξ_р. Таким образом, в промежуточных ступенях многоступенчатой турбины потери энергии с выходной скоростью равны нулю. Энергия выходной скорости те­ряется только в последней ступени турбины и в ступенях, предшествующих емкой камере в проточной части турбины, например в регули­рующей ступени, в ступени перед камерой от­бора пара и т. п. В этих ступенях χ_вс=0.

4. В многоступенчатой турбине тепловая энергия потерь предыдущих ступеней частич­но используется для выработки полезной энергии в последующих ступенях за счет яв­ления возврата теплоты в турбине.

5. Конструкция многоступенчатой турбины позволяет осуществить отборы пара для реге­неративного подогрева питательной воды и промежуточный перегрев пара, которые су­щественно повышают абсолютный КПД паро­турбинной установки.

Из недостатков многоступенчатой турбины следует отметить два основных.

1. С увеличением числа ступеней возраста­ет сложность конструкции и стоимость изго­товления турбины. Однако для энергетических турбин усложнение конструкции и повышение стоимости их изготовления оправдывается за счет повышения КПД турбины и турбинной установки.

2. В многоступенчатой турбине возникают повышенные потери от утечек пара как в пе­реднем концевом, так и в диафрагменных уплотнениях. Перед передним концевым плотнением давление пара тем выше, чем больше ступеней в турбине. В одноступенча­той турбине утечки через диафрагменные уплотнения отсутствуют.

Следует иметь в виду, что в состав турби­ны входят стопорные и регулирующие клапа­ны, устанавливаемые перед турбиной, а так­же перед частью среднего давления в турби­нах с промежуточным перегревом пара. В этих клапанах течение пара сопровождается гидравлическими потерями энергии, которые приводят к снижению КПД турбины. В состав турбины входят также перепускные па­ропроводы между корпусами турбины (ре­сиверы), выхлопной патрубок турбины. Про­цесс течения пара в них также сопровожда­ется потерями энергии, которые снижают общий КПД турбины.