Download
1 / 101
E N D
Toplinske turbine 1 Toplinske turbine
Povijesni razvoj Toplinske turbine
1883.švedski inženjer i matematičar Gustaf de Laval gradi prototip aksijalne akcijske parne turbine s jednim stupnjem i s divergentnim sapnicama. Ekspanzija pare se odvijala samo u mirujućim sapnicama i to u samo jednom stupnju od početnog do izlaznog tlaka, za što su bile potrebne jako velike brzine strujanja na izlazu iz sapnica, a jednako tako i brzine vrtnje rotora. Snaga najveće parne turbine koju je konstruirao de Laval nije prelazila 500 kW. Uza sve to, njegove turbine su imale vrlo niski stupanj djelovanja. 1884.Charles Parsons, engleski inženjer, je 1884. godine predložio reakcijsku parnu turbinu s više stupnjeva u kojoj se ekspanzija pare odvija u više uzastopnih stupnjeva, umjesto ukupne ekspanzije u jednom stupnju kod de Lavalove turbine. Ekspanzija se nije odvijala samo u statorskim lopaticama, već se je nastavljala u rotorskim lopaticama. Brzine strujanja su sada bile mnogo manje, kao i potrebna obodna brzina. . Toplinske turbine
Početkom 20. stoljeća, između dva svjetska rata gradile su se parne turbine sa snagom od 50.000 kW s brzinom vrtnje od 1500 min-1 te s parametrima pare na ulazu u turbinu: p = 2.85 MPa i T = 400 oC. Polovicom 20. stoljeća, iza 2. svjetskog rata, započela je gradnja sve većih turbina. Rasle su snage turbine i parametri pare na ulazu u turbinu. Krajem 20. stoljeća snage parnih turbina sa zajedničkim vratilom dosezale su do 1.2 GW s tlakom pare do 23.5 MPa i temperaturom do 540 oC. Toplinske turbine
Glavni dijelovi i konstrukcija Toplinske turbine
Svaka turbina sastoji se iz mirujućih (fiksnih) i pokretnih dijelova. Dio turbine koji se sastoji iz mirujućih dijelova nazivamo stator, a onaj od dijelova koji se vrte nazivamo rotor. Parna turbina snage 50 MW za početne parametre pare od 8.8 MPa pri 535 oC. Turbina ima sastavljeni rotor. Početnih 19 diskova, koji rade u području visoke temperature. iskovano je zajedno s vratilom turbine, a posljednja tri diska su navučena na vratilo. Zbog opasnosti da zbog termičkih dilatacija na visokim temperaturama ne dođe do olabavljivanja diskova, na tim temperaturama se ne koriste diskovi koji se navlače na vratilo rotora. Kovana izvedba zadnja tri diska iziskuje da sirovi otkivci budu mnogo većih dimenzija od konačne izvedbe. Kombinacija kaskada lopatica statora sa statorskim lopaticama fiksiranim na gnijezdo lopatica ili na dijafragmu, zajedno s pokretnom kaskadom rotorskih lopatica pričvršćenim na prvi nizvodni disk rotora, čini stupanj turbine. Put pare prikazane turbine sastoji se iz 22 stupnja turbine, od kojih se prvi stupanj naziva regulacijskim, dok se prvi sljedeći disk naziva prvineregulacijski stupanj. Svi ostali stupnjevi, osim zadnjega, nazivaju se među-stupnjevi. Toplinske turbine
Duž struje pare, od prvog do zadnjeg stupnja, tlak pare se smanjuje, a njen specifični volumen značajno se povećava. Zbog toga je prema zadnjim stupnjevima potrebno povećavati protočni presjek kaskada lopatica, tako da se pribjegava povećanju dužine statorskih i rotorskih lopatica i povećanju srednjeg promjera na stupnju turbine. Rotor turbine na svom slobodnom kraju ima pričvršćeno vratilo koje nosi trnove sigurnosne sklopke (osjetnici pobjega turbine). Ovi trnovi mogu djelovati kao brana dovodu pare ako brzina vrtnje rotora za 10 do 12% prekorači nazivnu brzinu vrtnje turbine. Time se turbina čuva od razlijetanja. Spojeni kraj vratila putem elastične spojke pogoni glavnu pumpu ulja. Usisna cijev glavne pumpe spojena je na uljnu kadu prednjega ležaja turbine. Toplinske turbine
Termodinamički proces parno-turbinskog postrojenja Toplinske turbine
Utjecaj parametara pare na stupanj djelovanja procesa Toplinske turbine
Kombinirana proizvodnja električne energije i topline Toplinske turbine
Međupregrijanje pare Toplinske turbine
