Паровая турбина

@@ Строка 1: / Строка 1: @@
-<noinclude>{{Блок | + | content = Эта статья редактируется участником <Fable_player>.}}
-[[Файл:Инженеры и рабочие у паровой турбины линейного корабля Полтава. 1912 год..jpg|300px||thumb|Инженеры и рабочие у паровой турбины линейного корабля Полтава. 1912 год.]]
-{{AnnoWiki
-|content = </noinclude>'''[[Navy:Паровая турбина|Паровая турбина]]''' — это силовой двигатель, в котором потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а кинетическая в свою очередь преобразуется в механическую энергию вращения вала. Массово использовался как главный судовой двигатель в XX веке, наряду с [[Navy:Двигатель внутреннего сгорания|двигателем внутреннего сгорания]].<noinclude>
-}}
-== История ==
-[[Файл:Турбиния.jpg|thumb|left| Турбоход Turbinia на испытаниях. 1897 год.]]
-При современных мощностях XX века [[Navy:Паровая_машина|паровая машина]] как главный судовой двигатель уже не могла обеспечить нужную мощность и экономичность, установки получались громоздкими и малоэффективными. Настало время этому двигателю передать эстафету турбине и [[Navy:Двигатель внутреннего сгорания|двигателям внутреннего сгорания]].
-[[Файл:Турбиния в Музее Открытий.jpg|thumb| Turbinia в Музее Открытий. 1897 год.]]<br />
-Турбина в качестве главного двигателя первый раз была использована на [[Navy:Судно|судне]] Turbinia. Корабль имел [[Navy:Водоизмещение|водоизмещение]] 45 тонн и был спущен на воду в Англии конструктором Чарлзом Парсонсом.
-Многоступенчатая паротурбинная установка включала в себя паровые котлы и три турбины, соединенных напрямую с гребным валом. Каждый гребной вал имел три винта. Общая мощность турбин составляла 2000 л.с. при 200 оборотов в минуту. В ходе проведения ходовых испытаний в 1896 году турбоход развил скорость 34,5 [[Navy:Узел|узла]]. В настоящее время [[Navy:Судно|судно]] находится в Музее Открытий в Ньюкасле, а её турбина - в Лондонском Музее науки.<br />
-[[Файл:Ласточка1.jpg|thumb| Яхта-миноносец «Ласточка».]]
-В России первым турбинным [[Navy:Судно|судном]] была яхта-миноносец «Ласточка» (1904 г.). Это бывшее английское опытное [[Navy:Судно|судно]] Carolina, построенное в 1904—1905 гг., было куплено Морведом для обучения персонала и производства опытов с турбоагрегатами. [[Navy:Корабль|Корабль]] имел две силовые установки по 1000 л.с. каждая и при [[Navy:Водоизмещение|водоизмещении]] 140 тонн развивал максимальную скорость хода 18,5 [[Navy:Узел|узлов]].<br />
-[[Файл:Günther Todt.jpg|thumb|left| Линкор Bismarck.]]
-Во время [[Navy:Вторая_мировая_война|Второй мировой войны]] паровая турбина использовалась как  главная энергетическая установка. На гордости [[Navy:ВМС_Германии|Германии]] — [[Navy:Линейный_корабль|линкоре]] [[Navy:Bismarck_(1939)|Bismarck]] стояли 3 турбозубчатых агрегата мощностью 46000 л.с. каждая. [[Navy:Корабль|Корабль]] со стандартным [[Navy:Водоизмещение|водоизмещением]] 41700 т. развивал скорость около 30 [[Navy:Узел|узлов]].
-[[Файл:Tirpitz_(1939).jpg|thumb| Линкор Tirpitz.]]
-На втором корабле этой [[Navy:Линейные_корабли_типа_Bismarck|серии]] [[Navy:Tirpitz_(1939)|(Tizpitz)]], который британцы прозвали "Гитлеровская зверюга", стояли три турбины ''Brown Boveri & Cie''. Скорость хода была 30,8 [[Navy:Узел|узлов]] при [[Navy:Водоизмещение|водоизмещении]] 45474 тонны.
-[[Файл:Yamato_(1940).jpg|thumb|left| Японский линкор Yamato.]]
-На крупнейшем [[Navy:Линейный_корабль|линкоре]] в истории флота — [[Navy:ВМС_Японии|японском]] «[[Navy:IJN_Yamato_(1940)|Ямато]]» были установлены 4 ТЗА ''Kampon''. При [[Navy:Водоизмещение|водоизмещении]] 63200 тонн [[Navy:Корабль|корабль]] развивал скорость 27,5 [[Navy:Узел|узлов]].<br />
-[[Файл:Sevastopol title.jpg|thumb|Линкор «Севастополь».]]
-На «Севастополе», [[Navy:Линейный_корабль|линкоре]] [[Navy:Российский_Императорский_флот|русского]] и [[Navy:ВМС_СССР|советского флота]], стояло десять турбин Парсонса общей мощностью 32000 л.с, что обеспечивало [[Navy:Корабль|кораблю]] скорость хода около 22 [[Navy:Узел|узлов]].
-[[Файл:Крейсер Адмирал Кузнецов.jpg|thumb| «Адмирал флота Советского Союза Кузнецов».]]
-В настоящее время паровые турбины отошли на второй план. Но их эксплуатация на некоторых [[Navy:Судно|судах]] продолжается. Например, на тяжелом авианесущем [[Navy:Крейсер|крейсере]] «Адмирал флота Советского Союза Кузнецов» стоят 4 паровые турбины по 50 тыс. л.с. каждая. Максимально допустимая скорость составляла 29 [[Navy:Узел|узлов]].<br />
-<br />
-<br />
-== Состав паротурбинной установки ==
- <br />Паротурбинная установка состоит из:
-* парогенератора, в котором питательная вода под соответствующим давлением превращается в пар;
-* пароперегревателя, в котором осуществляется повышение температуры пара до заданной величины (может отсутствовать);
-* турбины, в которой потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а последняя - в механическую энергию на валу;
-* конденсатора, предназначенного для конденсации отработавшего пара турбины;
-* конденсатного насоса, подающего конденсат в систему;
-* питательного насоса, подающего питательную воду в парогенератор;
-* регенеративных подогревателей питательной воды.<br />
-== Основные типы турбин ==
-На кораблях в основном использовались турбины Парсонса (реактивного типа) и турбины Кертиса (активного типа). Турбины этих типов различались по '''принципу расширения пара'''. Турбины также разделяли по назначению: на главные и вспомогательные. Главные были конденсационные с выпуском всего отработавшего пара в конденсатор, они приводили в движение гребной винт непосредственно или через редуктор. Вспомогательные турбины служили приводами различных насосов, генераторов и вентиляторов. Главные турбины были двухкорпусными — низкого и высокого давлений. Каждая турбина состоит из нескольких ступеней (ступень — два ряда смежных лопаток, закрепленных соответственно в корпусе и на барабане), которые могут быть или ступенями скорости или ступенями давления. В корпусе турбины низкого давления находятся лопатки заднего хода. Если [[Navy:Судно|судно]] оснащено гребным винтом с переменным шагом, то нет необходимости ставить турбину низкого давления.  В настоящее время паровые турбины могут использоваться вкупе с [[Navy:Ядерная энергетическая установка|ядерной энергетической установкой]].<br />
-=== Турбина Кертиса ===
-Простейшая одноступенчатая паровая турбина состоит из следующих основных частей: сопла, вала и диска с рабочими лопатками, закрепленными на ободе диска. Вал вместе с диском составляет важнейшую часть турбины и носит название ротора.
-[[Файл:Ступень активной паровой турбины.jpg|thumb|Ступень активной паровой турбины. 1 — направляющие лопатки; 2 — рабочие лопатки; 3 — вал ротора.]]
-Ротор заключен в корпусе турбины. Шейки вала лежат в опорных подшипниках.
-<br /> Расширение пара от начального до конечного давления происходит в одном сопле или группе сопл, закрепленных в корпусе перед рабочими лопатками вращающегося диска. В соплах срабатывается перепад тепла, который затрачивается на получение кинетической энергии паровой струи. <br />
-В процессе расширения скорость пара возрастает. В каналах рабочих лопаток происходит снижение скорости; кинетическая энергия пара снижается. При воздействии струи пара на рабочие лопатки часть его кинетической энергии преобразуется в механическую работу на валу ротора турбины. <br />
-То есть в '''активной''' турбине весь процесс расширения и, следовательно, ускорения пара идет '''только''' в неподвижных каналах (соплах), а на рабочих лопатках происходит только превращение кинетической энергии в механическую работу без дополнительного расширения паровой струи.
-[[Файл:Ступень реактивной паровой турбины.jpg|thumb|Ступень реактивной паровой турбины.]]
-=== Турбина Парсонса ===
-По иному принципу работает турбина Парсонса или '''реактивная''' турбина. Свежий пар к лопаткам турбины поступает из кольцевой камеры подвода пара. В неподвижной корпусе и на внешней стороне вращающегося барабана ротора закреплены соответственно направляющие и рабочие лопатки, образующие камеры для прохода пара. Из камеры пар, протекая через межлопаточные каналы, поступает в выпускной патрубок . Расширение пара происходит во всех межлопастных каналах, как подвижных, так и неподвижных. <br />
-Сначала свежий пар из камеры поступает в каналы первого ряда направляющих лопаток, закрепленных в корпусе. Из каналов неподвижных направляющих лопаток первого ряда пар поступает в каналы первого ряда рабочих лопаток, закрепленных на вращающемся барабане. Из каналов рабочих лопаток первого ряда пар направляется в каналы неподвижных лопаток второго ряда и так далее, проходя последовательно через каналы всех рядов направляющих и рабочих лопаток.  Общий перепад тепла в ступенях распределяется примерно равномерно.
-<br />
-== Пароводяная циркуляционная система судовой паротурбинной установки ==
-[[Файл:Схема пароводяной циркуляционной системы судовой паротурбинной установки.jpg|thumb|Схема пароводяной циркуляционной системы судовой паротурбинной установки.]]
-На схеме '''Пароводяной циркуляционной системы судовой паротурбинной установки''' топливо поступает в парогенератор, где вступает  в реакцию окисления с кислородом воздуха. Горячие продукты сгорания конвекцией и излучением нагревает питательную воду в трубках, превращая ее в пар. Получившийся пар высокого давления поступает в турбину, где приводит в движение ротор турбины, а через редуктор приводится в движение и гребной вал. Отработавший пар конденсируется в конденсаторе. Охлаждающей средой в конденсаторе служит морская вода, которая подается циркуляционными насосами. Охлажденный до нужной температуры конденсат с помощью конденсатного насоса закачивается в подогреватель низкого давления. Греющей средой в нем служит часть пара, отобранного из турбины. Подогретый до нужной температуры конденсат закачивается питательным насосом обратно в парогенератор, замыкая цикл.<br />
-== Сравнение с другими энергетическими установками ==
-{| class="wikitable sortable"
-|-
-! Судовой двигатель !! КПД !! Условия эксплуатации !! Вид топлива !! Безопасность персонала !! Экологический эффект !! Время пуска !! Размеры !!  Материалы изготовления
-|-
-| [[Navy:Паровая_машина|Паровая машина]] || 8%-15% || Простота обслуживания || Практически любой вид топлива || Высокая безопасность || Выброс токсичных газов в атмосферу || От получаса до нескольких часов || Громоздкая, большое число вспомогательного оборудования || Высокопрочные материалы для цилиндров, движущихся частей
-|-
-| Паровая турбина || 30%-35% || Повышенное обслуживание при номинальном режиме работы || Уголь, мазут || Относительная опасность из-за работы с рабочей средой высоких параметров  || Выброс токсичных газов в атмосферу, слив горячей заборной воды  || От получаса до нескольких часов || Громоздкая, большое число вспомогательного оборудования || Жаропрочные, термостойкие материалы для турбины и основного оборудования
-|-
-| [[Navy:Газовая_турбина|Газовая турбина]] || 25%-30% || Минимальное обслуживания, повышенная надежность работы || Газ, мазут || Высокая безопасность при номинальном режиме работы || Выброс в атмосферу токсичных газов с достаточно высокой температурой || 15-30 минут || Компактность, отсутствие большого числа вспомогательного оборудования || Термически устойчивые материалы для лопаток первых ступеней турбины
-|-
-| [[Navy:Двигатель внутреннего сгорания|Двигатель внутреннего сгорания]] || 30%-36% || Повышенная шумность, наличие прямолинейно-возвратного движения рабочих частей|| Мазут, дизельное топливо || Низкая опасность для персонала || Токсичность отработавших газов повышена  || Практически мгновенно || Громоздкая (при повышенной мощности), отсутствие большого числа вспомогательного оборудования || Высокопрочные материалы для цилиндров, движущихся частей
-|-
-| [[Navy:Ядерная энергетическая установка|Ядерная энергетическая установка]] || 35%-40% || Постоянный контроль процесса || Ядерное топливо (уран-235, плутоний и т.д.)|| Высокая опасность из-за радиоактивного излучения || Загрязнение отходами отработанного радиоактивного топлива || Несколько дней при пуске из холодного состояния, из горячего состояния - минуты  || Громоздкая, большое число вспомогательного оборудования || Высокопрочные и дорогие материалы для защиты персонала
-|}
-=== Примечание к таблице ===
-Продолжительное время пуска паровой турбины объясняется необходимостью прогрева как самой турбины, так и парогенератора со всеми необходимыми паропроводами. Все это занимает много времени.<br />
-Эксплуатация газовой турбины значительно проще чем паровой, т.к. вода не используется как рабочее тело цикла. Следовательно, нет необходимости в конденсаторе, питательном, конденсатном и циркуляционном насосах, трубопроводах. <br />
-Относительная безопасность эксплуатации паровой и газовой турбин достигается заключением в отдельный корпус всех движущихся частей.
-== Литература ==
-* П.Н. Шляхин Паровые и газовые турбины
-== Ссылки ==
-* https://www.seaships.ru/steamturbine.htm
-* https://www.seaships.ru/steammachine.htm
-* https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/transport_i_svyaz/SUDOVIE_ENERGETICHESKIE_USTANOVKI_I_DVIZHITELI.html?page=0,0#part-1
-* https://korabley.net/news/sudovye_silovye_i_ehnergeticheskie_ustanovki/2009-09-15-360
-* https://korabley.net/news/sudovye_silovye_i_ehnergeticheskie_ustanovki/2010-05-31-577
-[[Категория:Словарь морских терминов]]</noinclude>

Игры

Навигация

Инструменты

Паровая турбина

Версия 13:34, 5 января 2015