193 2

4.3. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA TURBIN

W przypadku stopnia akcyjnego na podstawie wzoru (4.15) otrzymuje się c_ta = 800 m/s oraz wzoru (4.11) u_a = 400 m/s; wówczas

60«„

nd

60■400

-w 15 290 min"¹

tt-0,5

W przypadku stopnia Curtisa c,_a = 800 m/s oraz c,_c    800

u_c = —cos a. =--1 = 200 m/s

2z    2z

przy czym z - liczba stopni prędkości i odpowiednio n_c = 7645 min"¹.

W przypadku stopnia reakcyjnego q = 0,5, więc w wieńcu stojanowym A; = 160 kJ/kg i odpowiednio Ci_r = 566 m/s. Korzystając z wzoru (4.11), otrzymuje się u_r = 566 m/s, n_r = 21 630 min"¹.

Na podstawie przykładu 1 widać, że w turbinie jednostopniowej występują bardzo duże prędkości obrotowe i obwodowe. Przy takich prędkościach występuje konieczność stosowania materiałów o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej w przypadku turbin wielkiej mocy oraz przekładni mechanicznej między turbiną a generatorem, którego prędkość obrotowa wynosi najczęściej 3000 min"¹. Zatem turbiny jednostopniowe mają następujące wady: duże prędkości obrotowe i obwodowe oraz małe sprawności, ponieważ przy tak dużej prędkości wlotowej pary C\ oraz dodatkowym rozprężaniu w wirniku stopnia reakcyjnego w obu stopniach prędkość wylotowa c₂ jest duża, a przez to i duże straty wylotowe. Aby tego uniknąć, w turbinach stosuje się stopniowanie ciśnień, tzn. cały dysponowany spadek entalpii wykorzystuje się nie w jednym, lecz w wielu stopniach, ustawionych szeregowo jeden za drugim; są to tzw. turbiny wielostopniowe.

4.3.2. Turbina akcyjna

W stopniu akcyjnym przed i za wieńcem wirnika panują zbliżone ciśnienia pary, więc wirnik turbiny akcyjnej jest utworzony z tarcz, na których są umieszczone łopatki wirnika (rys. 4.4). Poszczególne tarcze wirnika są oddzielone od siebie tarczami nieruchomymi z wmontowanymi łopatkami kierowniczymi (dyszami). Tarcze te, wbudowane w kadłub, tworzą komory uszczelniane między sobą na wale (na średnicy wewnętrznej tarczy) za pomocą uszczelnień labiryntowych 7, w celu zmniejszenia przecieków pary poza dysze. Wyloty wału z kadłuba mają uszczelnienia końcowe (zewnętrzne) 8 i 9. Z punktu widzenia konstrukcyjnego turbina taka nazywa się komorową bądź tarczową.

Proces rozprężania pary odbywa się w sposób następujący. Para 1 jest doprowadzona do dysz 2, w których następuje jej częściowe rozprężanie, przez co obniża się jej ciśnienie. Przy wylocie z dysz para ma pewną prędkość C\ i przepływając przez łopatki 3 pierwszego wieńca wirnikowego, stanowiącego stopień regulacyjny (rolę stopnia regulacyjnego omówiono w p. 4.3.3), oddaje część

193