Паровая турбина

Паротурбинные двигатели на судах применяются с 1895 г. Практически турбинный двигатель впервые был установлен на боевых кораблях

в первом десятилетии XX в., а уже позднее стал использоваться в больших пассажирских судах. В 50-е гг. началась конкурентная борьба

между паротурбинными и дизельными установками за применение на больших судах для перевозки массовых грузов и на танкерах. Сначала на 

судах дедвейтом 30—40 тыс. т и больше преобладали паротурбинные установки, однако быстрое развитие двигателей внутреннего сгорания
привело к тому, что в настоящее время ряд судов дедвейтом более 100 тыс. т оснащается дизельными установками. Только на очень больших
судах дедвейтом более 200 тыс. т устанавливают паротурбинные двигатели. Паротурбинные установки сохранились также на крупных боевых
кораблях военно-морского флота, а также на быстроходных и больших контейнерных судах, когда мощность главного двигателя составляет
29440 кВт и более. Паровые турбины являются гидравлическими тепловыми двигателями, в которых в отличие от поршневых паровых машин и
поршневых двигателей внутреннего сгорания не требуется преобразовывать возвратно-поступательное движение поршня во вращательное
движение гребного винта. За счет этого упрощается конструкция и решаются многие технические проблемы. Кроме того, паровые турбины даже

при очень большой мощности имеют сравнительно небольшие размеры, так как частота вращения ротора довольно высока и в зависимости от 

типа и назначения турбины составляет от 3000 до 8000 об/мин.

Паровая турбина является силовым двигателем, в котором потенциальная энергия пара превращается в кинетическую, а кинетическая в свою
очередь преобразуется в механическую энергию вращения вала. Вал турбины непосредственно или при помощи зубчатой передачи соединяется с

рабочей машиной. Простейшая одноступенчатая паровая турбина активного типа 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 называется ротором. Ротор

заключен в корпусе турбины. 

Расширение пара происходит в одном сопле или группе сопл, закрепленных в одном корпусе перед рабочими лопатками вращающегося диска.

В соплах срабатывается перепад тепла, который затрачивается на получение кинетической энергии паровой струи. 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, то есть пар воздействует тангенциальной силой на
ротор.

Турбины, в которых весь процесс расширения и, следовательно, ускорение пара происходит только на соплах , а на рабочих рабочих 

лопатках происходит только превращение кинетической энергии в механическую работу, называются активными. А турбины, в которых
расширение пара происходите не только в соплах, но и в рабочих каналах, причем общий перепад тепла в ступени распределяется
приблизительно поровну между ними, называются реактивными.

Судовые паровые турбины обычно состоят из двух каскадов: высокого и низкого давления, каждый из которых через понижающий редуктор 

вращает вал гребного винта. На военно-морских судах часто дополнительно ставят небольшие турбины для крейсерского режима, которые
используют для повышения экономичности, а при максимальных скоростях включаются мощные турбины. Каскад высокого давления вращается со
скоростью 5000 об/мин. На современных паровых судах питательная вода из конденсаторов в подогреватели подается через несколько ступеней

нагрева. Нагрев производится за счет тепла рабочего тела турбины и отходящих топочных газов, обтекающих экономайзер.

Почти все вспомогательное оборудование имеет электрический привод. Электрогенераторы с приводом от паровых турбин обычно вырабатывают

постоянный ток напряжением 250 В. Используется и переменный ток. Если передача мощности от турбины на винт осуществляется через 

редуктор, то для обеспечения заднего хода (обратное вращение винта) применяется дополнительная небольшая турбина. Мощность на валу при
обратном вращении составляет 20–40% основной мощности. Электропривод от турбины к гребному винту был очень популярен в 1930-е годы. В этом случае турбина вращает высокооборотный генератор, а

выработанная электроэнергия передается на малооборотные электродвигатели, которые вращают гребной вал. КПД зубчатой передачи 

(редуктора) примерно 97,5%, электропривода – около 90%. В случае электропривода обратное вращение обеспечивается просто переключением
полярности.