Garo turbina - tai šiluminis variklis, kuriame vandens garų termo-mechaninė plėtimosi energija paverčiama mechaniniu darbu (sukimo momentu). Šis įrenginys yra šiuolaikinių šiluminių elektrinių šerdis, kurioje mechaninė energija vėliau perduodama elektros generatoriui.
Pagrindiniai veikimo principai
Turbinos veikimas grindžiamas keturiais principais: garų energijos konversija, mechaniniu energijos perdavimu, veikimo valdymu ir saugos užtikrinimu. Procesas vyksta pagal transformacijos seką: šiluminė energija → kinetinė energija → mechaninė energija.
- Garų energijos konversija: Aukšto slėgio garai teka per purkštukus (statoriaus mentes), kur jų slėgis krenta, o greitis smarkiai padidėja. Didelio greičio garų srautas atsitrenkia į rotoriaus mentes, sukdamas veleną.
- Mechaninis energijos perdavimas: Sukimosi mechaninė energija perduodama į generatorių, užtikrinant stabilumą dirbant dideliu greičiu.
Pagrindiniai komponentai
Statorius ir korpusas
Cilindras veikia kaip turbinos apvalkalas, atlaikantis aukštą slėgį ir temperatūrą. Jo viduje montuojamos diafragmos, purkštukai ir rotorius. Siekiant išvengti garo nuotėkio ir vakuumo sutrikimų, naudojamos specialios sandarinimo sistemos:
- Veleno sandarikliai: Apsaugo nuo garo nutekėjimo išilgai veleno galų.
- Diafragmos garų sandarikliai: Neleidžia garams tekėti tarp skirtingų slėgio pakopų.
- Ašmenų antgalio sandarikliai: Sumažina garų pratekėjimą per menčių viršūnes.
Rotorius
Tai besisukanti turbinos šerdis, skirstoma į du tipus:
| Tipas | Konstrukcija | Pritaikymas |
|---|---|---|
| Impulsinis rotorius | Susideda iš veleno, sparnuotės ir judančių menčių. | Aukšto slėgio, mažos talpos įrenginiai. |
| Reakcinis rotorius | Mentės tvirtinamos tiesiai prie veleno (būgno). | Didelės galios (nuo 300 MW) įrenginiai. |
Valdymo ir apsaugos sistemos
Turbinos galia reguliuojama pagal išorinę apkrovą. Reguliavimo sistema stebi rotoriaus greitį ir, naudodama hidraulines pavaras bei valdymo vožtuvus, keičia garų srautą. Apsaugos sistema užtikrina įrenginio saugumą neįprastomis sąlygomis.
Garo turbinų klasifikacija
Turbinos skirstomos pagal kelis esminius kriterijus:
- Pagal veikimo principą: impulsinės ir reakcinės.
- Pagal garų srauto kryptį: ašinio ir radialinio srauto.
- Pagal išmetimo būklę: kondensacinės (garai kondensuojami) ir termofikacinės (išmetamieji garai naudojami šildymui).
Kaip veikia garo turbina?
Istorinė apžvalga
Nors pirmąjį garo turbinos prototipą dar 120 m. pr. Kr. sukūrė Heronas iš Aleksandrijos, šiuolaikinę garo turbiną 1884 m. sukonstravo seras Charlesas Parsonsas. 1897 m. jo sukurta turbina laive „Turbinia“ pakeitė laivybos istoriją, užtikrindama didesnį efektyvumą nei tradicinės garo mašinos.
tags: #garo #turbinos #rato #plokstele #pavadinimas