Прототипом паровой турбины был насос Герона. Это двигатель (тепловая машина), который использует тепловую энергию водяного пара, обычно производимую в паровом котле или парогенераторе, для генерации механической энергии, передаваемой валом в другую машину, например электрический генератор.
Паровая турбина представляет собой роторный тепловой двигатель. В нем обрабатывается тепловая энергия водяного пара, который поступает в турбину из котла для механической работы.
Поскольку тепловая турбина состоит из различных последовательных этапов, расчеты энергии турбины сводятся к расчету отдельных этапов. Общая мощность турбины является суммой мощностей отдельных ступеней. Ступень турбины состоит из неподвижного рулевого кольца, постоянно соединенного с корпусом, и кольца ротора, соединенного с вращающимся валом. В рабочем колесе энтальпия агента преобразуется в его кинетическую энергию, а в импульсном ободе обмен кинетической энергии превращается в механическую. В целом энтальпия агента преобразуется в механическую энергию.
Турбина является сложным техническим устройством. Для ввода в эксплуатацию, требуется весь комплекс услуг: монтаж паровой турбины, наладку, опробование, проведение опытных тестов, сдачу установки в эксплуатацию. При монтаже выполняется укладка фундамента, прокладка необходимых труб, установка турбины и подведение пара, а также включение в электрическую сеть.
В зависимости от вектора движения пара турбины бывают:
В первых поток пара направляется перпендикулярно оси. Лопаточный аппарат расположен параллельно вращающейся оси.
В машинах аксиального типа пар движется вдоль вращающейся оси. Именно такой вид паровых турбин нашел широкое применение в странах СНГ.
Паровые турбины бывают:
Внутри турбины происходит двойное преобразование энергии:
Система турбинных лопаток состоит из неподвижных лопастных ободов (лопастей и корпуса) и вращающихся ободов (ротора).
В лопаточном аппарате при работе часть из них неподвижны. Они называются сопловыми лопатками. Они служат целям обеспечения потоку пара дополнительного ускорения. Лопатки, находящиеся в цикле вращения, носят название рабочих.
Паровая турбина надежно защищена от проникновения внутрь воздуха из внешнего пространства. Это достигается использованием различных уплотнителей, пар на которые поступает в незначительном объеме.
В случае, если частота вращения турбины превышает нормативные значения, можно отключить подачу пара с помощью регулятора безопасности, который расположен на переднем участке вала.
По состоянию термодинамического фактора турбины бывают:
По угловой скорости различают:
По назначению турбины бывают:
Является отличной заменой редуцирующих устройств. Строение турбины позволяет использовать насыщенный пар, а также пар со значительными перепадами или т.н. «мятый».
Такое оборудование может быть двухвенечным одноступенчатым для быстрого разгона и стопа ротора. Использование такой паровой турбины простое: старт и остановка осуществляется с помощью кнопки, а работа установки регулируется автоматикой.
Такое оборудование служит для утилизации избыточной паровой энергии, что делает результативным сохранение электрической энергии. При использовании такой технологии пар получается не с помощью способа дросселирования (аналогичный метод применяется в котельных), а с использованием расширения, в результате чего создается дополнительная энергия, производится электричество и тепло.
