4.3. Многоступенчатые турбины

Для наиболее полного использования на рабочих лопатках кинетической энергии пара, необходимо стремиться к достижению максимально возможной скорости пара на выходе с рабочих лопаток, либо попытаться использовать эту скорость на следующих рабочих лопатках. Так появились турбины со ступенями скорости. В настоящее время обычно строят турбины с двумя ступенями скорости, когда одно колесо имеет два венца с рабочими лопатками и рядом направляющих лопаток между ними.

Такая турбина показана на рис. 39, где 1 – сопла; 2 – первый ряд рабочих лопаток; 3 – направляющий аппарат для второго ряда рабочих лопаток 4.

Турбины только со ступенями скорости просты по устройству и весьма компактны, однако они низкоэкономичны. Их чаще всего используют в качестве турбин заднего хода и в качестве привода питательных насосов.

В качестве главных судовых турбин, в которых используется пар высоких параметров, применяют многоступенчатые турбины, которые состоят из нескольких одноступенчатых турбин, расположенных последовательно друг за другом и имеющих один общий вал. Такая активная турбина (расширение пара и, соответственно, падение давления происходит только в направляющих аппаратах) со ступенями давления (давление пара уменьшается в каждой ступени) показана на рис. 40.

На общем валу 1 укреплены диски 2, 3 и 4 с рабочими лопатками 5, 6 и 7. Пар подводится к ним через направляющие аппараты 8, 9 и 10, которые укреплены в неподвижных перегородках, называемых диафрагмами. К турбине пар подводится через маневровый клапан в кольцевую камеру перед соплами первой ступени.

Многоступенчатые активные турбины применяют в области высоких давлений пара, а многоступенчатые реактивные турбины – в области низких давлений пара. В судовых турбинах ступени высокого и низкого давлений обычно размещают в отдельных корпусах, называемых турбинами высокого давления (ТВД) и низкого давления (ТНД). В этом случае ТВД имеют только активные, а ТНД – только реактивные ступени.

В заключение следует отметить, что количество ступеней отдельных корпусов судовых турбин не превышает 6÷9, а в стационарных турбинах может превышать 30. Частота вращения паровых турбин составляет тысячи (до 6000) оборотов в минуту.