Перегріта пара, що надходить у турбіну, потрапляє насамперед у комплект сопел-сопловой апарат. Тут пар розширюється, тиск його падає, а швидкість збільшується. Енергія гарячого, що знаходиться під високим тиском, але повільно рухається пара – потенційна енергія – перетворюється на сопловому апараті в енергію струменя пари, що летить швидше звуку – в кінетичну енергію.

Пара, що виходить з сопел, потрапляє на робочі лопатки ротора турбіни. Лопатки ротора відхиляють струмені пари від їх початкового шляху. За рахунок зміни швидкості струменів пари виникає тиск на лопатки і ротор приходить в обертання.

Так діють турбіни активного типу. Але існують ще й турбіни іншого типу – реактивного. У реактивних турбінах на лопатках ротора пар не тільки змінює напрямок руху, але ще і розширюється (так само, як і в соплах). У реактивних турбінах пар тисне на робочі лопатки не тільки у бік обертання ротора, але ще й у бік, протилежний свого виходу. Пар діє на лопатках ротора цих турбін, як порохові гази в ракеті, – силами віддачі, реакції. Звідси і назва турбін- «реактивні».

Турбіни будують багатоступінчатими. На вал ротора насаджують до 30 і більше дисків з лопатками. Між дисками ротора на статорі поміщають перегородки – діафрагми з розташованими в них рівномірно розподіленими по колу направляючими лопатками – сопловими апаратами. Реактивні турбіни часто будують по-іншому: дисків не роблять, а виготовляють ротор у вигляді бочки. Прямо на цю бочку насаджують ряди робочих лопаток.

Пройшовши через один з рядів лопаток ротора, пар віддає тільки частину своєї енергії. Потім він потрапляє на лопатки статора, де напрямок потоку знову змінюється, пар знову розширюється і щільність його падає. Звідси пар іде на наступний ряд робочих лопаток ротора, де віддає нову порцію своєї енергії.

Фіг. 4-12. Поздовжній розріз ротора парової турбіни.

Перетин дисків показано штрихуванням. Зліва сторона високого тиску з короткими лопатками. Направо-довжина лопаток збільшується.

На початку турбіни – там, де в турбіну входить перегрітий пар, – лопатки короткі і товсті. Тут вони не довше пальця руки. На початку турбіни пар щільний, кожен кубометр його може важити більше 10 кг.

У міру руху з рівня на щабель пар розширюється, обсяг його зростає в багато разів, а щільність падає. У останніх ступенів турбіни кубометр пара важить менше 1 кг. Лопатки останніх ступенів – довгі і тонкі, як мечі.

Струмені пари зношують лопатки турбіни. Знос лопаток останніх ступенів значно більше, ніж лопаток перших ступенів. Це відбувається тому, що в останніх щаблях пар вже частково конденсується і несе з собою крапельки води. Ці крапельки з великою швидкістю ударяють про лопатки, стирається і із’едают їх.

Перш лопатки останніх ступенів робилися з монелю-сплаву нікелю та міді. В даний час всі лопатки турбіни, у всіх її щаблях – і на дисках, і на діафрагмах – робляться сталевими. Застосовуються сорти сталі, які містять багато нікелю і хрому і добре протистоять зносу.

Кожна з багатьох тисяч лопаток турбіни повинна міцно сидіти на своєму місці. Особливо важливо міцно закріпити рухливі лопатки. Установка лопаток в дисках ротора – облолачіваніе ротора – дуже відповідальна операція. Якщо хоч одна лопатка розхитається і вийде з свого ряду, то станеться аварія. Діафрагми статора розташовані між дисками ротора з дуже

Фіг. 4-13. Взаємне розташування лопаток на статорі і роторі парової турбіни.

невеликим зазором і зрушився з місця лопатка ротора буде зачіпати діафрагму. Може вийти, як кажуть турбінщікі, «салат з лопаток».

Трапляються з турбінами і більш важкі аварії. Англійська фірма «Метро-Віккерс» будувала в Шанхаї електростанцію. При пуску одного з турбогенераторів ротор турбіни на повній швидкості зламався, пробив корпус, вилетів через дах машинного залу і впав у декількох десятках метрів від будівлі.

Турбіна, у якої в одному циліндрі зібрані всі щаблі, – це одноциліндрова турбіна. На лопатки першого диска її ротора надходить пара з котла, з найвищим тиском, а після крайнього диска пар надходить вже в конденсатор. Але часто будують і багатоциліндрові турбіни. У першому циліндрі високого тиску використовується тільки частина енергії пара. Потім по трубах він надходить в циліндри низького тиску, де віддає залишок своєї енергії. Існують турбіни з прохмежуточним підігрівом пара між ци ліндрів високого і низького тиску. Іноді будують турбіни з відбором пари з проміжних ступенів на виробничі потреби або на підігрів води, яка потім йде для опалення (підігрів проводиться в апаратах, званих «бойлерами»). Такі т е п л о ф і ційний турбіни. Бувають турбіни з протитиском. У них немає конденсатора, а відпрацьований пар, іноді зі значним тиском і високою температурою, йде па виробничі потреби фабрик і заводів.

Джерело: Електрика працює Г.І.Бабат 1950-600M