Reakcióturbina

Reakciós gőzturbina

A reakciós gőzturbina olyan turbinára utal, amelyben a gőz nemcsak a fúvókákban, hanem a mozgó lapátokban is kitágul. A reakciós turbina mozgó lapátjai nemcsak a gőzáram ütközése által létrehozott erőnek vannak kitéve, hanem a lapátokon belüli gőz tágulása és gyorsulása által létrehozott erőnek is.

Egy reakciógőzturbinában a gőz nemcsak a fúvókákban tágul és gyorsul, hanem a mozgó lapátjáratokon keresztül is. Ez azt jelenti, hogy a mozgó lapátkaszkádokon belül a gőzáramlás iránya megváltozik, és relatív sebessége is növekszik. Következésképpen a mozgó lapátokra mind a fúvókákból kilépő nagy sebességű gőzsugár impulzusereje, mind a mozgó lapátkaszkádokból távozó gőz reakcióereje hat. Más szóval, a reakciógőzturbina mind impulzus-, mind reakcióelvet alkalmaz a munka elvégzéséhez.

A reakciós gőzturbina egyfajta gőzmeghajtású gép. Működési elve a gőz tágulására épül, amely mind az álló lapátokban (fúvókákban), mind a mozgó lapátokban bekövetkezik, és mind az impulzuserőt, mind a gőz reakcióerejét felhasználva hajtja a rotor forgását.

Működési elv és szerkezeti jellemzők: Egy reakciógőzturbinában a gőz először az álló lapátkaszkádokban tágul és gyorsul, ami nyomásesést és sebességnövekedést eredményez. Ezután belép a mozgó lapátkaszkádokba, ahol a gőz tovább tágul. Ez a tágulás nemcsak az áramlási irányt változtatja meg, impulzuserőt generálva, hanem a tágulás okozta gyorsulás miatt reakcióerőt is létrehoz. Ez a két erő együttesen hajtja a rotort és végzi a munkát. Ez a kialakítás nyomáskülönbséget eredményez a mozgó lapátok két oldalán. Ezért a rotor jellemzően dobszerű szerkezetet alkalmaz a túlzott axiális tolóerő elkerülése érdekében, és gyakran kiegyensúlyozó dugattyúval van felszerelve, hogy ellensúlyozza ezt a tolóerőt. Szerkezetileg a reakciógőzturbinák axiális áramlású típusokra (ahol a gőz axiálisan áramlik, és a lapátok egy dobra vannak szerelve) és radiális áramlású típusokra (ahol a gőz radiálisan áramlik, két rotorral, amelyek ellentétes irányban forognak) oszthatók.

Összehasonlítás az impulzusgőzturbinákkal: A reakcióturbinák és az impulzusturbinák közötti fő különbség az expanziós folyamatban rejlik. Az impulzusturbinákban a gőz expanziója elsősorban az álló lapátokban történik, a mozgó lapátokban szinte semmilyen tágulás nem történik. Ezzel szemben a reakcióturbinákban az expanzió majdnem azonos mind az álló, mind a mozgó lapátokban. Következésképpen a reakcióturbinák nagyobb fokozathatásfokot kínálnak. Azonban nagyobb axiális tolóerőt generálnak, általában nem működhetnek részleges gőzbevezetéssel, és gyakran impulzusfokozatot használnak az első fokozathoz.

A reakciós gőzturbinák előnyei főként a következő szempontokban tükröződnek:

1. Magasabb fokozathatásfok: A gőz mind az álló, mind a mozgó lapátokban kitágul, mind az impulzus-, mind a reakcióerőket felhasználva a munka elvégzéséhez. Ez lehetővé teszi a racionálisabb sebességháromszög-kialakítást, és alacsonyabb áramlási veszteségeket eredményez. Ezért az egyfokozatú hatásfok jellemzően körülbelül 2-3%-kal magasabb, mint az impulzusgőzturbináké.

2. A hasonló pengeszerkezet csökkenti a gyártási költségeket: A mozgó és az álló pengék keresztmetszeti alakja lényegében azonos. Ez a szimmetria leegyszerűsíti a pengetervezést és a gyártási folyamatokat, megkönnyíti a tömegtermelést és csökkenti az alkatrészköltségeket.

3. Jobb teljesítmény részleges terheléseknél: A gőztágulási folyamat egyenletes eloszlása ​​​​miatt a fokozatok között a reakciógőzturbinák viszonylag magas hatásfokot tudnak fenntartani még nem teljes terheléses körülmények között is, és jobban alkalmazkodnak a változó terhelésű működéshez.

4. Közepes és alacsony nyomású körülmények között is alkalmas: Tervezési jellemzőik biztosítják a stabil működést közepes és alacsony nyomású gőzkörülmények között. Továbbá a többlépcsős szerkezet lehetővé teszi olyan technológiák alkalmazását, mint az újramelegítés, az összhatásfok további növelése érdekében.

5. Az axiális tolóerő kiegyenlítődugattyúval kezelhető: Bár az axiális tolóerő jelentős, hatékonyan ellensúlyozható olyan kialakításokkal, mint a dobszerkezet és a kiegyenlítődugattyú, biztosítva a működési stabilitást.